2-2-1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态.pptx

2）剪压破坏
产生条件： 一般发生在剪跨比适
中即1≤ m ≤3的无腹筋 梁。
F b) 剪压破坏
破坏特征： 梁在剪弯区段内出现斜裂缝，随着荷载的增大，陆续出
现几条斜裂缝，其中一条发展成为临界斜裂缝。临界斜裂缝 出现后，梁还能继续增加荷载，斜裂缝延伸至荷载垫板下， 直到斜裂缝顶端的混凝土在正应力和剪应力共同作用下被压 碎而破坏。
无腹筋梁斜截面受剪承载力很低，且破坏时呈脆性。 故《公桥规》规定，一般的梁内都需设置腹筋。
配置腹筋是提高梁斜截面受剪承载力的有效方法。 在配置腹筋时，一般首先配置一定数量的箍筋，当箍 筋用量较大时，则可同时配置弯起钢筋。
1、腹筋的作用
斜裂缝出现前，腹筋的应力很小，腹筋对阻止和推迟斜 裂缝出现的作用也很小。但在斜裂缝出现后，腹筋将大大提 高梁斜截面的承载力，特别是箍筋的作用，主要表现在：
MB MA
z
B'
A Vc
Dc
A' Sa
Ts
B vd c
a
VA
图4-2 斜裂缝出现后的应力状态
2.无腹筋简支梁斜截面破坏形态
(1)剪跨比的定义：剪跨比是一个无量纲常数，用 m M
来表示，此处M 和V 分别为剪弯区段中某个竖直截面的V弯h0矩 和剪力，h0为截面有效高度。
(2)剪跨比分类：
M 广义剪跨比：m
My0
I0
VS0
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。
tp
2
2 2
4
cp
2
2 2
4
(2)斜截面破坏原因
由于弯矩和剪力共同作用下，M和V在截面上分别 产生正应力和剪应力，引起主拉应力和主压应力，当主拉
应力tp > ft 时，即产生斜裂缝，其破坏面与梁轴斜交。
3）斜压破坏 产生条件：
当剪跨比较小（m＜1)
F c） 斜压破坏
破坏特征：
在加载点和支座之间出现一条斜裂缝，然后出现若干 条大体相平行的斜裂缝。梁腹被分割成若干个倾斜的小柱体。 随着荷载增大，梁腹发生类似混凝土棱柱体被压坏的情况， 即破坏时斜裂缝多而密，但没有主裂缝，故称为斜压破坏。
3.有腹筋简支梁斜裂缝出现后的受力状态
Vh0
狭义剪跨比： m a h0
(3)破坏形态：
a)斜拉破坏； b)剪压破坏； c)斜压破坏
图5-3 斜面截面破坏形态
1）斜拉破坏 ( m > 3 ) 产生条件：
F
a) 斜拉破坏
一般发生在剪跨比较 大（m > 3）的无腹筋梁。
破坏特征： 当斜裂缝一出现，很快形成一条主要斜裂缝（临界斜
裂缝），并迅速延伸至荷载作用点，使梁斜向被拉断成两 部分。破坏面较整齐，无压碎痕迹，同时，沿纵向钢筋往 往伴随产生水平撕裂裂缝。
2、剪力传递机理
——桁架－拱模型
拱I： 相当于上弦压杆 拱Ⅱ、拱Ⅲ： 相当于受压腹杆 腹筋： 受拉腹杆 纵筋： 下弦拉杆
有腹筋梁斜裂缝出现后力传递示意图
3、破坏形态（与无腹筋梁类似）
斜压破坏： 产生条件：m＜1，但腹筋配置过多，以及腹板宽度较
窄的T形或I字形梁。 避免措施：采用截面限制条件加以避免。
混凝土结构设计原理
Principles of Concrete Structure Design
第 5 章 受弯构件斜截面承载力计算
本章概述
弯矩M作用下：正截面承载力计算 弯矩M和剪力V共同作用下：
斜截面承载力计算——Hale Waihona Puke Baidu筋 Asb , Asv
正截面承载力计算——主钢筋 As , As
BC段称为纯弯段，AB、CD段称为弯剪段
b)
B'
A Vc
D
Dc
z
C
VA
vd B
a
A' Sa Ts
c
C
(4) 斜裂缝出现前后梁内应力状态
B
斜裂缝出现前，剪力由b全)
截面抵抗。斜裂缝出现后， D
剪力由部分截面抵抗，剪压
面积减小，剪应力和压应力
增大。
C
斜裂缝出现前，任意截面 纵筋的拉应力由该截面处的 弯矩决定。斜裂缝出现后， 截面纵筋的拉应力由斜裂缝 顶端截面处的弯矩决定。
––– 称斜截面破坏。
a) D
B'
A
A'
C B
b) D
无腹筋梁出现斜裂缝后的斜向裂缝图
B'
A Qc
Dc
z
C QA
Qd B
a
A' Sa Ts
c
A' (3)斜截面上的受力状态
从图中可见，斜截面上的抵抗力有：
C
纵向钢筋的拉力Ts; B 剪压面上的压力Dc和剪Vc；
开裂面上摩擦力和骨料咬合力Sa；纵筋的销栓力Vd。
剪压破坏：
产生条件：1≤m≤3或适量配置腹筋。 避免措施：通过设计计算加以避免。 斜拉破坏： 产生条件：m＞3且腹筋配置过少。 避免措施：采用一定的构造加以避免。
谢 谢！
与斜裂缝相交的箍筋直接参加抗剪，承受部分剪力。
箍筋限制了纵向钢筋的竖向位移，阻止混凝土沿纵向钢筋 的撕裂，提高了纵向钢筋的销栓作用。
箍筋抑制斜裂缝开展宽度，从而增大斜裂缝顶端混凝土的 剪压面，提高了混凝土的抗剪能力。
箍筋可减小斜裂缝宽度，从而提高斜截面上的骨料咬力。
可见，箍筋对提高斜截面受剪承载力的作用是多方面的和 综合性的。
P
P
P
P
A
B
M
CD
x
x
A+
BC D _
V
xy x
3
x xy 1
5.1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态
1.无腹筋简支梁斜裂缝出现前后的受力状态
图为一无腹筋简支梁，作用有两个对称的集中荷载 （CD段称为纯弯段；AC段和DB段剪弯段）
(1)应力分析：在弯剪区段，由于 M 和 V 的存在产生 正应力和剪应力。