受弯构件斜截面

P
P
D
B A A
C
(a)
D
B
A Vc Dc
Va A
C
B
Vd
Ts C
VA
a
MB MA
图5-3 梁中斜裂缝的受力变化
2、应力状态变化分析：
• 开裂前，VA由全截面承受；开裂后，VA为残余的 较小面积承受；同时VA和VC组成的力偶应由TS及D来
平衡，残余面上既受剪又受压－－剪压区，且 ，
明显增大。
•
开裂前，BB’处钢筋应力由MB决定；开裂后，BB
般形成一条斜裂缝将弯剪段拉坏。承载力与开裂荷载接近。
• 剪压破坏：
1<3 ，tpft开裂，其中某一条裂缝发展成为临界 斜裂缝，最终剪压区减小，在，共同作用下，主压应力
破坏。
• 斜压破坏：
1，由腹剪斜裂缝形成多条斜裂缝将弯剪区段分为
斜向短柱，最终短柱压坏。
4、 承载能力：
斜压 > 剪压 > 斜拉
5、破坏性质：
由图中可见梁的斜截面受 剪承载力随配箍率增大而提高， 两者呈线性关系。
图5-10 配箍率对梁受 剪承载力的影响
4）. 纵筋配筋率
纵筋的受剪产生了销栓力，所以纵筋的配筋越大，梁 的受剪承载力也就提高。
5）. 斜截面上的骨料咬合力 斜裂缝处的骨料咬合力对无腹筋梁的斜截面受剪承载
力影响较大 。
6）. 截面尺寸和形状
力。
My 0
I0 Vs 0
…5－1
bI 0
将弯剪区段的典型微元进行应力分析，可以由，
求得主拉应力和主压应力。
主拉应力： 主压应力：
tp2
2 2
4
cp2
2 2
4
…5－2
并可求得主应力方向。剪弯区段的主应力迹线如图51所示。
主应力的作用方向与梁轴线的夹角α1 按下式确定：
tg2 2
…5－3
第
混凝土
五 章
ຫໍສະໝຸດ Baidu
对矩形截面梁，截面上的正
应力σ和剪应力τ可表达为：
(a)
1
M;
b0 h2
2
V b0 h2
…5－6
故
1 2
VM0h 1 2
…5－7
(b)
(a) 裂缝示意图 (b) 内力图
图5-4 简支梁受力图
a1 ， a2 —— 与梁支座形式、计算截面位置等有关的系数；
λ—— 广义剪跨比。
1、主应力迹线分布图
1、 配置箍筋抗剪
裂缝出现后，形成桁架体系传力机构。
=
(a) 单肢箍 (b) 双肢箍
(c) 四肢箍
图5-8 箍筋的肢数
• 衡量配箍量大小的指标 ––– 配箍率
svA bsvsnbAssv1 …5－8
s — 沿构件长度方向箍筋的间距；
n –– 箍筋的肢数，一般取n＝2，当 b400mm时 n=4，见图5-8。
§5.1 概 述 5.1.1. 斜裂缝破坏的应力分析
如图5-1所示，简支梁 在两个对称荷载作用下产 生的效应是弯矩和剪力。 在梁开裂前可将梁视为匀 质弹性体，按材力公式分 析。
1..
a) 1
tp
2
1
3
b)
cp >45°
45° c)
<45°
d)
剪弯型
腹剪型
图 5-1 主应力轨迹线
在弯剪区段，由于M和V的存在产生正应力和剪应
图5-7 斜截面破坏的F-f 曲线
斜截面受剪均属于脆性破坏。除发生以上三种破坏形
态外，还可能发生纵筋锚固破坏(粘结裂缝、撕裂裂缝)或局
部受压破坏。
6、影响无腹筋梁斜截面承载力的主要因素
• 剪跨比λ，在一定范围内， ，抗剪承载力
• 混凝土强度等级
c ，抗剪承载力
• 纵筋配筋率
，抗剪承载力
5.2.2 有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
处钢筋应力由MA决定， MA > MB ，所以，BB'处钢
筋应力突增。
• 最终随着荷载加大，斜裂缝形成，梁的受力有如一
拉杆拱的作用。
5.1.3. 斜截面配筋的形式
梁中设置钢筋承担开裂后的拉力：箍筋、弯筋、纵筋、架 立筋 ––– 形成钢筋骨架，如图5-3所示。
弯终点
s s Asv
架立筋
..
···
h0 .... 箍筋
梁斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度； 梁斜拉破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度； 剪压破坏时，混凝土强度的影响则居于上述两者之间。
3). 箍筋配筋率
在图5-10中横坐标为配筋
率ρsv与箍筋强度fyv的乘积，纵
坐标VU/bh0称为名义剪应力，即 所用在垂直截面有效面积bh0上 的平均剪应力。
b — 梁的宽度。
Asv1 s
s
b
Asv1－单肢箍筋的截面面积；
图5-9 配箍率
Asv－配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积，见图5-9 ；
2、 有腹筋梁的破坏形态
• 斜拉破坏：
配箍率sv很低，或间距S 较大且较大的时候；
• 斜压破坏：
sv很大，或很小(1)斜向压碎，箍筋未屈服；
• 剪压破坏：
配箍和剪跨比适中，破坏时箍筋受拉屈服，剪压区压
碎，斜截面承载力随sv及fyv的增大而增大。
3、 影响斜截面受剪承载力的主要因素
1). 剪跨比λ
随着剪跨比λ的增加，梁的破坏形态按斜压（ λ ＜ 1）、 剪压（ 1 ＜ λ ＜3 ）和斜拉（ λ > 3）的顺序演变，其受剪承
载力则逐步减弱。 当λ > 3时，剪跨比的影响不明显。
2). 混凝土强度等级
图5-5 剪跨比与主应力迹线分布 由图可见，剪跨比与无腹筋梁的斜截面破坏形态有很 重要的关系。
2、破坏形态：
a
PP
aP
(a) P
aP
(b)
P
(c)
图5-6 斜截面破坏形态
(a) 斜压破坏 (b) 剪压破坏 (c) 斜拉破坏
3、破坏形态分析：
• 斜拉破坏：
>3，一裂，即裂缝迅速向集中荷载作用点延伸，一
（1）尺寸的影响： 截面尺寸大的构件，破坏时的平均剪应力比尺寸小的构
件要降低。试验表明，其他参数保持不变时梁高扩大四倍， 受剪承载力下降25%~40%。 （2）形状的影响：
增加翼缘宽度（T形梁）及梁宽可相应提高受剪承载力。
弯起点 as
纵筋
弯起筋 b
图5-3 箍筋及弯起钢筋 有腹筋梁：箍筋、弯起钢筋（斜筋）、纵筋
无腹筋梁：纵筋
§5.2 斜截面受剪破坏形态 5.2.1. 无腹筋梁的受剪破坏形态
剪跨比的定义
广义剪跨比： M
计算剪跨比：
Vh a
0
h0
…5－4 …5－5
剪跨比反映了截面上正应力和剪应力的相对比值，
梁中弯矩和剪力的组合情况。
• 由 于 弯 剪 区 的 主 拉应 力 tp > ft 时 ， 即产 生 斜 裂缝 ，
故其破坏面与梁轴斜交 ––– 称斜截面破坏。
5.1.2. 斜裂缝的类型
斜裂缝的类型
弯剪斜裂缝 腹剪斜裂缝
(a) 腹剪斜裂缝
(b) 弯剪斜裂缝
图5-2 斜裂缝
1、斜裂缝梁中受力状态图：
现将梁沿斜裂缝AAB切开，取出斜裂缝顶点左边 部分脱离体。