9-抗剪原理+斜截面破坏形式

5.3.剪跨比：

M ， 均布荷载不考虑剪跨比， 集中荷载产生产生的剪力值占总剪力值的 75%以上， Vh0
则要考虑； 对于受集中荷载的梁，剪跨比越大，受剪承载力下降；对于受均布荷载的梁， 跨高比越大，受剪承载力降低。
4.附加横向钢筋：
4.1.原因及作用： 在主次梁相交处， 次梁在负弯矩作用下可能产生裂缝； 次梁传来的集中力通过次梁受压 区的剪切作用传至主梁的中下部， 这种作用在集中荷载作用点两侧各 0.5~0.65 倍次梁高范围 内，也可能引起主拉应力破坏而产生斜裂缝；为防止集中荷载作用影响区下部混凝土脱落 并导致主梁斜截面抗剪能力降低，应在集中荷载影响范围内加“附加横向钢筋” 。 4.2.规定： 主梁下部或梁截面高度影响范围内的集中力，应全部有附加筋，即箍筋或吊筋来承受； 并且设计中不允许用布置在集中荷载影响区内的受剪切箍筋来代替附加横向钢筋。 4.3.附加箍筋： 长度, 2h1 3b (b 为次梁宽度， h1 为主次梁高差，一般是左右两边各 3~5 根箍筋，间距 50mm，直径可于主梁相同)；当次梁宽度大时，附加箍筋间距可以减小些，次梁与主梁高差 相差不大时，附加箍筋间距可以加大些。 一般优先选择设置附加箍筋，且不管抗剪是够满足，都要设置；抗剪不满足，才设置 吊筋。
抗剪原理、Hale Waihona Puke Baidu截面破坏形式
摘要：
本文从材料力学和结构力学 2 方面阐述了抗剪的原理，详细的分析了简支梁和两端固 接梁配筋抗裂缝的过程、简要的介绍了加固中抗剪的原理、最后总结了附加横向钢筋的一 些知识：设置原因和作用，基本规定，设计原则，设置位置以计算公式、梁的两种破坏形 式：正截面破坏和斜截面破坏。 本文主要总结于：钢结构论坛，文献以及网上别人经验总结。共 4 页。 2011-11-20---12-28
1.材料力学： （钢筋抵抗主拉应力，钢筋最好与主拉应力平行）
1.1.基本概念： 1.抗剪是指的抗剪切，正应力在中和轴处为 0，离中和轴越远，正应力越大；正应力与 弯矩有关， 对于规则的主矩形截面， 正拉应力和正压应力应是相等的， 有拉应力就有压应力； 剪应力恰好相反，在中和轴处最大，离中和轴越远，越小，剪应力与截面剪力和 S z 有关。 2. 在梁跨中，实际是底部纵筋在抵抗垂直裂缝，在梁端部，梁端面筋其实也能有效的 抵抗斜裂缝；箍筋，腹筋也能。 3.箍筋能有效的提高梁的斜截面受剪承载力， 箍筋最有效地布置方式是与梁腹中的主拉 应力方向一致，但为了施工方便，一般和梁轴线成 90 度。 1.2.实例分析： 1.简支梁：在均布荷载作用下，跨中正弯矩大，剪力为 0，所以正拉应力=正压应力， 且都很大，剪应力为 0； 在端部，弯矩为 0，所以正拉应力=正压应力=0，剪力最大，所 以剪应力大； 2.两边固端：在均布荷载作用下，跨中正弯矩大，剪力为 0，所以正拉应力=正压应力， 且都很大，剪应力为 0； 在端部，弯矩负弯矩大，所以正拉应力=正压应力，且很大，剪 力最大，所以剪应力大； 只要不出现裂缝，梁就没问题；而裂缝主要由主拉应力引起； 1.3.总结： 简支梁：均布荷载作用下，梁跨中的上下边缘，弯矩最大，所以正应力最大，下边缘 是正拉应力，没有剪应力，所以正拉应力就是主拉应力，引起裂缝，最有效的布筋方向应与 主拉应力方向平行， 而裂缝方向垂直梁跨度方向， 所以是纵筋抵抗裂缝； 在端部， 剪力最大， 弯矩为 0，所以最大剪应力出现在中和轴处，并且主拉应力由剪应力合成，方向与 y 轴方向 成 45 度（逆时针） ，所以箍筋最有效的布置方式是与 y 轴方向成 45 度（逆时针） ，垂直与裂 缝方向。 梁两端固接：均布荷载作用下，梁跨中的下边缘，弯矩最大，所以正应力最大，下边
2.结构力学与混凝土设计原理： （从实际工程布置，计算时力的平衡角度）
截开，取构件，力的平衡，剪力是哪个方向，就要由与之平行方向的钢筋抵抗；所以 腹筋抗剪力公式：0.8 f y Asb sin ；混凝土和箍筋一起抗剪公式：0.7 ft bh0 1.25 f yv
Asv h0 ； s
混凝土有个系数 0.7，是因为斜截面能抵抗的剪力要沿着 45 度分解，化成竖直方向。
*
缘是正拉应力，没有剪应力，所以正拉应力就是主拉应力，引起裂缝，最有效的布筋方向应 与主拉应力方向平行，而裂缝方向垂直梁跨度方向，所以是纵筋抵抗裂缝；在端部，剪力最 大，梁上端有负弯矩，所以梁端上边缘是主拉应力，下边缘是主压应力；最大剪应力出现在 中和轴处，此部位，主拉应力与 正应力与 剪应力都有关，方向与 y 轴方向成 45 度（逆时 针） ，在梁端中和轴的上部，由于有拉应力，所以主拉应力会变大，主压应力会变小，角度 会 45 度；所以箍筋最有效的布置方式是与 y 轴方向成大约 45 度（逆时针） ，垂直与裂缝 方向。
4.4.吊筋： 吊筋长度=2*锚固（20d）+2*斜段长度+次梁宽度+2*50，当梁高≤800 时，斜长的起弯 角度为 45 度；梁高>800 时，斜长的起弯角度为 60 度；并且所有抗震等级，从一级、二级、 三级、四级以及非抗震等级的构造是一样的；至少 2 个，直径最小 12mm，不然太柔。 吊筋要到主梁底部，因为次梁传来的集中荷载有可能使主梁下部混凝土产生八字形斜 裂缝；设置吊筋就是为了抗剪切，并防止主梁下部混凝土开裂。 4.4.1.设置吊筋位置： 首先肯定是箍筋抗剪不满足；其次梁主梁次梁交接处，挑梁与墙交接处，较大集中力 作用处；在次梁传来的荷载较小或集中力较小时通过计算可可仅设箍筋加密。 当深梁全跨沿下边缘作用有均布荷载时， 应沿梁全跨均匀布置附加竖向吊筋． 吊筋间距 不宜大于 200mm；当有两个沿长度方向相交距离较小的集中荷载作用于梁高范围内时．可 能形成一个总的拉脱效应和一个总的拉脱破坏面。 偏安全的做法是． 在不减少两个集中荷载 之间应配置附加横向钢筋数量的同时， 分别适当增大两个集中荷载作用点以外的附加横向钢 筋数量。 有些情况时不需要设置吊筋的，比如集中荷载作用在主梁高度范围以外，如梁上拖柱， 基础梁与柱交汇处，就像吊车荷载作用在吊车梁上，只要满足抗剪切就行了；但是有些构造 书上需要设置构造吊筋，实际上可能是一种浪费；次梁与次梁相交处不用加吊筋。 4.4.2.公式：
Asv
F ；附加箍筋， =90 度；吊筋：45 或 60 度。 f yv sin
4.4.3.F 的取值： 1. 施工图中有个附加吊筋选项， 通过这个可以查询集中力设计值。 2. satwe 看梁设计内力包络图，选择看剪力，选择需要计算位置的梁剪力，注意要两侧 的剪力相加才是总剪力。 现在的 PKPM 软件可以根据梁端集中力大小自动计算是否需要配置箍筋。
3.区别：
加固植筋或者预埋件（比如预埋钢筋以做牛腿） ，钢筋和剪力方向垂直；可是在设计混 凝土梁时， 钢筋的方向与梁平行或者相交， 这里为什么要垂直呢？关键在于混凝土梁两端是 有支撑的；在加固植筋时，钢筋要有可要的锚固，植筋与剪力垂直，以做支撑，这是必须 要满足的，当新加的混凝土并不可靠时，就利用植筋去抗剪 梁端剪力设计值/钢筋抗剪强 度设计值/一根钢筋的截面面积=根数 把根数以一定的间距布置在柱子中； 偏保守‘
5.梁的破坏形式：
5.1.正截面破坏： 主要是配筋率大小; 超筋梁破坏,，构件受压区混凝土被压碎，受拉区纵向受力钢筋不 屈服；适筋梁破坏：构件受压区混凝土被压碎，受拉区纵向受力钢筋屈服； 少筋梁破坏：构件承载力很低，一开裂，裂缝急速开展，裂缝处的拉力全部由钢筋承担，钢 筋由于突然增大的应力而屈服。 5.2.斜截面破坏：剪跨比决定梁的破坏形式； 斜拉破坏：剪跨比 比较大，比如大于 3，脆性破坏，最小配筋率决定，与混凝土抗拉 强度有很大关系，其它两种破坏形式与混凝土抗压强度有很大的关系； 剪压破坏： 1.5 3 ，临界裂缝向荷载作用点缓慢发展，剪压区高度逐渐减小，最后减压区混凝土被 压碎。斜拉破坏： 1 ，一般多发生在剪力较大，弯矩较小时，属于脆性破坏，截面最小 尺寸控制。