轴向压力无腹筋混凝土梁受剪性能分析
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一
考虑剪压 区在正应 力和剪应 力作 用下 ， 运用混凝土在复合应
力下的强度准则 ， 导出受剪承 载力公式。 推 上世纪 ８ Ｏ年代前 后 ， 国学者 在这 方面曾做过深入研 究。 ５平面应 力有限元 我 （】 非线性分析。随着 电子计算机的广泛应用 ， 有限元法也在钢 筋混凝土梁抗剪性能研究 中有 了发展。 它可 以帮助人们认识
（ 上海百通项 目 管理 咨询有 限公 司 ２０ ２ ） ０ １７
【 要 】 据钢筋混凝土构件在工程 实际应用 中的受力状 态，可以将 两端受轴向压力的梁式杆件简化为 两端 受轴 向压力的 摘 根
简支梁。为考 察轴 向压力无腹筋梁的受剪性能 ，取极 限平衡 状 态的 隔离体为计算模型 来建立平衡 方程 ，并 引入平 面应 力状态下 的强度 准则及 变形协调条件 ，对此类构件受剪表达 式进 行 了推导 ，得 出 了具有物理意 义的计 算公式并进行 了合理 简化 。将推 导 的公式和规 范公 式分别与试验值进 行对比后可 以看出 ，所推导的公式 比规 范所采用的公 式更接 近试验值 ，变异 系数较 小 ，计算 值与试验值具有 良好 的一致性 。
成一 系列混凝 土杆件 ， 它们与只承受轴拉 力的钢筋一起 形成 桁架作 用抵抗所施加 的剪 力。 ３极 限平衡原理。 （） 美国和 西欧 的一些 学者 曾经 提 出过不 少计算斜截 面承载 力的极限 平衡
理论 ， Ｖｓ 、ａ 如 ｉ ｙ法 Ｂｙ法 、ａｔｅ Ｗ ｌｈ ｒ法及 Ｋ ｎ 法 等 ， 些理论 ａｉ 这 的共 同之处是基 本假定近似 程度太 大。苏联学 者萨列沙 夫
构件受力变化全过程 ， 从而推动理论研究 ， 并配合实验研 究 ，
百多年来 ， 一直 受到各 国学者 的关 注 ， 取得 了丰硕 的成 果。
其计算 理论 及方法归纳起来有 以下几种 ： １抗剪计算理论 。 （） 这是基 于材 料力学的弹性的计算方法 ， 一直采 用容 许应 力法 的简单公式 ｏ ≤［ ］ ｒ 作抗剪计算 ， 用材料力学公式求 出混凝 土抵抗 的主拉应 力作 为无腹筋梁的抗剪强度 ， 并以典型 比拟 桁架 法求出腹 筋承 担的剪切应力。 ２ 桁架模拟理论。 （） 此概念
【 关键词 】混凝 土梁 轴 压力 计算模 型 受剪分析 变形协调
【 中图分类号 ］Ｕ ５ ．２ Ｔ ７６ ＂ ４
／ 文献标识码 Ｂ
【 文章编号 】 ０４ １０ （０ １０— ５９０ １０—０ １２１ Ｊ ０６—３ ７
０ 前 言
混凝 土构件 受剪承载力的计算模式 ， 在现代 工业发展 的
（ ９ ７ ） 出以临界斜 截面和临界抗 剪垂直截 面为界 的计 １７ 年 提
算简图 的极限平衡理论 ， 用人们 比较熟悉的垂直截面代 替不
很清楚 的斜截面 ， 通过 对隔离体 的受力分析 ， 并根 据试验结
果， 确定有 关内力的分布和极 值 ， 立平衡方 程求 解。 建 在确定 极 值时 ， 考虑 了平面应 力状态下 混凝土 的强 度准则 ， 用了 采 变形的平截面假定。 （ 基于材料复合应 力作 用强度准则 的 ４）
析， 试推演 出复合 受力下无腹筋梁 的受剪计算公式 。
１ 基本假 定
为考察轴 向力作 用下混凝 土部分 的受剪 切贡献 ， 将有轴 压 力作 用无腹 筋混凝土梁 简化为两端 简支、受轴 向压 力作 用， 对称集中加横 向荷载的无腹筋梁式杆 ， 并作 以下假定 ： （ ）对 复合受 力的无腹 筋混凝 土梁剪压 区正应 力和剪 １ 应 力采 用均 匀的矩形代 替曲线形状 以简化叫 。
（ 剪压 区混凝 土强 度可 用直线概括 ， ２） 符合简化的直线
强度 准则 ， 即按文献 ［， 表示 将 ～ ｆ 关系 的椭 圆 曲 ／
极 限强度理论。这个理论是采 用梁斜截面上 的平衡 条件 ， 再
【 作者简 介 】 邹建文（９ １ ）男 ， 士， １７一 ， 博 工程师 ， 国家注册一 级
原理 ， 配有纵筋及箍筋的混凝土构件承 受剪 力会 出现斜裂
究的基础上 ， 对复合受 力无腹筋梁进行 了分析 。运 用极 限平
衡条件及 变形 协调 条件 、 平面应力下 的强度准则 ， 结合横 向 力及竖向力平衡条件 ， 就斜截面抗剪承载 力予 以力学理 论分
缝， 它与其 中的钢 筋以某斜 角相交 ， 这些斜 裂缝将混凝 土分
建造 师， 国家注册监理 工程 师。联 系地址 ： 上海市浦 东新 区浦明路
１２ ２ ９弄 ５号 （０ １７ 。 ２０ ２ ）
线简化为直线 。 当剪跨 比在 １ ～３的范围内时 ， 曲线提高为直 线段 以反映 ｏ 对抗剪 强度的有利作 用 ；当剪跨 比在 ３ ｒ —６
的范围 内时 ， 曲线 调低 为直 线段 ， 实际上剪应 力值略有 降低 ， 偏于安全。
是 由 Ｒｔｅ 和 Ｍ ｒｃ ｉｔ ｒ ｏｓｈ在 ２ 世 纪初提 出的 ，是 用 ４ 。桁架 ０ ５ 模型来 比拟 开裂 后的钢筋混凝土构件抗剪工作特性。 按照这
一
提供大量 电算结果资料 ， 以便改进计 算方 法。
本文针对工程实际 ， 如深基坑 围护结构体 系的混凝土支 撑等两端受轴向压力的梁式杆件 ， 既承 受横 向力又有轴向压 力的特点 ， 于这一类构件 的受剪应 力状态 ， 基 在以上理论 研
第３ ３卷第 ７期
Ｖｏ１３ Ｎｏ ７ －３ ．
建
筑Байду номын сангаас
施
工
Ｂ ＩＤ Ｎ ０ Ｓ Ｒ Ｔ０ Ｕ Ｌ Ｉ ＧＣ Ｎ Ｔ ＵＣ １ Ｎ
轴 向压 力 无 腹 筋 混 凝 土 梁 受 剪 性 能分 析
Ｓ ａ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ Ａｎａ ｙ ｉ ｆＣｏ ｒ ｔ ｒ ｅ ｉｈｏ ｅ ｈｅ ｒ Ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ ｌ ｓｓ ｏ ｎｃ ｅ ｅ Ｇｉ ｄ ｒｗ ｔ ｕｔＷ ｂ Ｓ ｉ ｒ ｐｓａ ｔｒ ｕ ｎｄ ａ ｄ ｗｉｈ Ａ ｘ ａ ｅ ｓ ｅ Ｌｏ ｄｅ ｔ ｉ ｌＰｒ ｓ ｕｒ 口 邹建文
考虑剪压 区在正应 力和剪应 力作 用下 ， 运用混凝土在复合应
力下的强度准则 ， 导出受剪承 载力公式。 推 上世纪 ８ Ｏ年代前 后 ， 国学者 在这 方面曾做过深入研 究。 ５平面应 力有限元 我 （】 非线性分析。随着 电子计算机的广泛应用 ， 有限元法也在钢 筋混凝土梁抗剪性能研究 中有 了发展。 它可 以帮助人们认识
（ 上海百通项 目 管理 咨询有 限公 司 ２０ ２ ） ０ １７
【 要 】 据钢筋混凝土构件在工程 实际应用 中的受力状 态，可以将 两端受轴向压力的梁式杆件简化为 两端 受轴 向压力的 摘 根
简支梁。为考 察轴 向压力无腹筋梁的受剪性能 ，取极 限平衡 状 态的 隔离体为计算模型 来建立平衡 方程 ，并 引入平 面应 力状态下 的强度 准则及 变形协调条件 ，对此类构件受剪表达 式进 行 了推导 ，得 出 了具有物理意 义的计 算公式并进行 了合理 简化 。将推 导 的公式和规 范公 式分别与试验值进 行对比后可 以看出 ，所推导的公式 比规 范所采用的公 式更接 近试验值 ，变异 系数较 小 ，计算 值与试验值具有 良好 的一致性 。
成一 系列混凝 土杆件 ， 它们与只承受轴拉 力的钢筋一起 形成 桁架作 用抵抗所施加 的剪 力。 ３极 限平衡原理。 （） 美国和 西欧 的一些 学者 曾经 提 出过不 少计算斜截 面承载 力的极限 平衡
理论 ， Ｖｓ 、ａ 如 ｉ ｙ法 Ｂｙ法 、ａｔｅ Ｗ ｌｈ ｒ法及 Ｋ ｎ 法 等 ， 些理论 ａｉ 这 的共 同之处是基 本假定近似 程度太 大。苏联学 者萨列沙 夫
构件受力变化全过程 ， 从而推动理论研究 ， 并配合实验研 究 ，
百多年来 ， 一直 受到各 国学者 的关 注 ， 取得 了丰硕 的成 果。
其计算 理论 及方法归纳起来有 以下几种 ： １抗剪计算理论 。 （） 这是基 于材 料力学的弹性的计算方法 ， 一直采 用容 许应 力法 的简单公式 ｏ ≤［ ］ ｒ 作抗剪计算 ， 用材料力学公式求 出混凝 土抵抗 的主拉应 力作 为无腹筋梁的抗剪强度 ， 并以典型 比拟 桁架 法求出腹 筋承 担的剪切应力。 ２ 桁架模拟理论。 （） 此概念
【 关键词 】混凝 土梁 轴 压力 计算模 型 受剪分析 变形协调
【 中图分类号 ］Ｕ ５ ．２ Ｔ ７６ ＂ ４
／ 文献标识码 Ｂ
【 文章编号 】 ０４ １０ （０ １０— ５９０ １０—０ １２１ Ｊ ０６—３ ７
０ 前 言
混凝 土构件 受剪承载力的计算模式 ， 在现代 工业发展 的
（ ９ ７ ） 出以临界斜 截面和临界抗 剪垂直截 面为界 的计 １７ 年 提
算简图 的极限平衡理论 ， 用人们 比较熟悉的垂直截面代 替不
很清楚 的斜截面 ， 通过 对隔离体 的受力分析 ， 并根 据试验结
果， 确定有 关内力的分布和极 值 ， 立平衡方 程求 解。 建 在确定 极 值时 ， 考虑 了平面应 力状态下 混凝土 的强 度准则 ， 用了 采 变形的平截面假定。 （ 基于材料复合应 力作 用强度准则 的 ４）
析， 试推演 出复合 受力下无腹筋梁 的受剪计算公式 。
１ 基本假 定
为考察轴 向力作 用下混凝 土部分 的受剪 切贡献 ， 将有轴 压 力作 用无腹 筋混凝土梁 简化为两端 简支、受轴 向压 力作 用， 对称集中加横 向荷载的无腹筋梁式杆 ， 并作 以下假定 ： （ ）对 复合受 力的无腹 筋混凝 土梁剪压 区正应 力和剪 １ 应 力采 用均 匀的矩形代 替曲线形状 以简化叫 。
（ 剪压 区混凝 土强 度可 用直线概括 ， ２） 符合简化的直线
强度 准则 ， 即按文献 ［， 表示 将 ～ ｆ 关系 的椭 圆 曲 ／
极 限强度理论。这个理论是采 用梁斜截面上 的平衡 条件 ， 再
【 作者简 介 】 邹建文（９ １ ）男 ， 士， １７一 ， 博 工程师 ， 国家注册一 级
原理 ， 配有纵筋及箍筋的混凝土构件承 受剪 力会 出现斜裂
究的基础上 ， 对复合受 力无腹筋梁进行 了分析 。运 用极 限平
衡条件及 变形 协调 条件 、 平面应力下 的强度准则 ， 结合横 向 力及竖向力平衡条件 ， 就斜截面抗剪承载 力予 以力学理 论分
缝， 它与其 中的钢 筋以某斜 角相交 ， 这些斜 裂缝将混凝 土分
建造 师， 国家注册监理 工程 师。联 系地址 ： 上海市浦 东新 区浦明路
１２ ２ ９弄 ５号 （０ １７ 。 ２０ ２ ）
线简化为直线 。 当剪跨 比在 １ ～３的范围内时 ， 曲线提高为直 线段 以反映 ｏ 对抗剪 强度的有利作 用 ；当剪跨 比在 ３ ｒ —６
的范围 内时 ， 曲线 调低 为直 线段 ， 实际上剪应 力值略有 降低 ， 偏于安全。
是 由 Ｒｔｅ 和 Ｍ ｒｃ ｉｔ ｒ ｏｓｈ在 ２ 世 纪初提 出的 ，是 用 ４ 。桁架 ０ ５ 模型来 比拟 开裂 后的钢筋混凝土构件抗剪工作特性。 按照这
一
提供大量 电算结果资料 ， 以便改进计 算方 法。
本文针对工程实际 ， 如深基坑 围护结构体 系的混凝土支 撑等两端受轴向压力的梁式杆件 ， 既承 受横 向力又有轴向压 力的特点 ， 于这一类构件 的受剪应 力状态 ， 基 在以上理论 研
第３ ３卷第 ７期
Ｖｏ１３ Ｎｏ ７ －３ ．
建
筑Байду номын сангаас
施
工
Ｂ ＩＤ Ｎ ０ Ｓ Ｒ Ｔ０ Ｕ Ｌ Ｉ ＧＣ Ｎ Ｔ ＵＣ １ Ｎ
轴 向压 力 无 腹 筋 混 凝 土 梁 受 剪 性 能分 析
Ｓ ａ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ Ａｎａ ｙ ｉ ｆＣｏ ｒ ｔ ｒ ｅ ｉｈｏ ｅ ｈｅ ｒ Ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ ｌ ｓｓ ｏ ｎｃ ｅ ｅ Ｇｉ ｄ ｒｗ ｔ ｕｔＷ ｂ Ｓ ｉ ｒ ｐｓａ ｔｒ ｕ ｎｄ ａ ｄ ｗｉｈ Ａ ｘ ａ ｅ ｓ ｅ Ｌｏ ｄｅ ｔ ｉ ｌＰｒ ｓ ｕｒ 口 邹建文