5.2无腹筋梁受剪性能

ho 2000 mm ho 2000mm
P
剪压破坏
f
(2)剪压破坏(图5-7b) 1≤λ≤3时，常发生剪压破坏。其破坏特征通 常是，在弯剪区段的受拉区边缘先出现一 些竖向裂缝，它们沿竖向延伸一小段长度 后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又 产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为 临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅速延伸， 使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪 压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。
图5-4 斜裂缝 (a)腹剪斜裂缝；(b)弯剪斜裂缝
弯剪斜裂缝
首先出一些较短的 垂直裂缝，然后延 伸成斜裂缝，向集 中荷载作用点发展， 这种由垂直裂缝引 伸而成的斜裂缝的 总体
腹剪斜裂缝
沿主压应力迹线 产生腹部的斜裂 缝
5.2.2 剪跨比 a
a
h0
M V
a
a－剪跨（剪力跨度）
在图5-5所示的承受集中荷载的简支梁中，最外侧 的集中力到临近支座的距离a称为剪跨，剪跨a与 梁截面有效高度h0的比值，称为计算截面的剪跨 比，简称剪跨比，用λ表示。 对于承受集中荷载的简支梁： 这时的剪跨比与广义剪跨比相同。
ô Ñ ¼ ¹ Æ » µ ±­ Ð À Æ » µ
图5-8 斜截面破坏的F-f曲线
5.1.3影响无腹筋梁受剪承载力的因素




无腹筋梁的受剪承载力受到很多因素的影响，如剪跨比、混凝土 强度、纵筋配筋率、结构类型、截面形状。 （1）剪跨比 在直接加载情况下，剪跨比是影响集中荷载作用下无腹筋梁抗剪强 度的主要因素。随剪跨比增大，梁的相对抗剪强度降低。 （2）混凝土强度 不同破坏形态的无腹筋梁抗剪强度随混凝土强度的提高而提高。 （3）纵筋配筋率 增大纵向钢筋截面面积，可延缓斜裂缝的开展，增加受压区混凝土 面积，并使骨料咬合力及纵筋的消栓力有所提高，因而间接地提高了 梁的抗剪强度。 （4）结构类型 在同一剪跨比的情况下，连续梁的抗剪强度低于简支梁的抗剪强度 。 （5）截面形状 矩形截面的斜拉破坏及剪压破坏的抗剪强度比梁腹宽度b相同的T形 和I形截面低，但对于；梁腹混凝土的斜压破坏，翼缘的存在并不能提 高其抗剪强度。
图5-7斜截面破坏形态 (a)斜压破坏；(b)剪压破坏； (c)斜拉破坏
P
斜压破坏
f
(1)斜压破坏(图5-7a) λ＜1时，发生斜压破坏。这种破坏多数 发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板 很薄的T形截面或I形截面梁内。破坏时，混 凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而 压坏，因此受剪承载力取决于混凝土的抗压 强度，是斜截面受剪承载力中最大的。
② ①
③
③
①
②
当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂，梁内即有沿主压应
梁内可设置抗剪腹筋（箍筋＋斜筋）来防止斜截面破坏发生。
力方向（垂直于主拉应力方向）开展的斜裂缝产生，梁有可能沿斜截面发生破坏。
5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态
5.2.1 腹剪斜裂缝与弯剪斜裂缝
钢筋混凝土梁在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段内，将产生斜裂缝。
图5-1 箍筋和弯起钢筋
图5-2 钢筋弯起处劈裂裂缝
工程设计中，应优先选用箍筋，然后再考虑采 用弯起钢筋。由于弯起钢筋承受的拉力比较大，且 集中，有可能引起弯起处混凝土的劈裂裂缝，见图 5-2。因此放置在梁侧边缘的钢筋不宜弯起，梁底 层钢筋中的角部钢筋不应弯起，顶层钢筋中的角部 钢筋不应弯下。弯起钢筋的弯起角宜取45°或60°。
P
斜拉破坏
f
(3)斜拉破坏(图5-7c) λ＞3时，常发生斜拉破坏。其特点是当 竖向裂缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展， 斜截面承载力随之丧失。破坏荷载与出现斜 裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏 前梁变形很小，具有很明显的脆性，其斜截 面受剪承载力最小。
P
±¹ Ð Ñ Æ » µ
图5-8为三种破坏形态的荷载-挠度 (F-f)曲线图。可见，三种破坏形态的斜 截面受剪承载力是不同的，斜压破坏时 最大，其次为剪压，斜拉最小。它们在 达到峰值荷载时，跨中挠度都不大，破 坏时荷载都会迅速下降，表明它们都属 脆性破坏类型，是工程中应尽量避免的。 另外，这三种破坏形态虽然都是属于脆 性破坏类型，但脆性程度是不同的。混 凝土的极限拉应变值比极限压应变值小 得多，所以斜拉破坏最脆，斜压破坏次 之。为此，规范规定用构造措施，强制 f 性地来防止斜拉、斜压破坏，而对剪压 破坏，因其承载力变化幅度相对较大所 以是通过计算来防止的，
λ 1.0
f t bh0
（3）一般板类受弯构件 对于宽度远大于其高度的板，当不配置箍筋和弯起钢筋，
当截面高度较大时，应考虑尺寸效应影响，其斜截面受剪 承载力应按下式计算
其中：截面高度影响系数：
V 0.7 h f t bho
800 h ( ) ho
1 4
ho 800mm ho 800mm
第5章 受弯构件的斜截面承载力
5.1.1斜裂缝
一. 梁的内力
受弯构件在荷载作用下， 同时产生弯矩和剪力。
M
在弯矩区段，产生正截面 受弯破坏， 而在剪力较大的区段，则 会产生斜截面受剪破坏。
V
5.1 概述
在保证受弯构件正截面受弯承载力的同时，还要保证斜 截面承载力，它包括斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力 两方面。工程设计中，斜截面受剪承载力是由计算和构造来 满足的，斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和箍筋的构 造要求来保证的。
tp
2
主拉应力
2
4
2 2
主压应力
VS 0 My ；＝ I 5-3 主应力轨迹线 Ib 主拉应力的作用方向与梁轴线的夹角α 图
cp
2 4
tan(2 ) 2

2

tp cp


2


2
4
2
1 2 arctg ( ) 2
5.1.4无腹筋梁斜截面受剪承载力计算
对无腹筋梁的受剪承载力按下列公式计算： (1)矩形、T形和I形截面的一般受弯构件

(2)集中荷载作用的独立梁（包括作用有多种荷载，且其集中荷载 对支座截面或节点边缘所产生的剪力值的75%以上的情况）
Vc＝0. 7ftbh0
Vc
1.75
式中λ---计算截面剪跨比，当λ<1.5时，取λ=1.5；当λ ＞ 3 时， 取λ=3
M Vh0
M Va a Vho Vho ho
配箍率
sv
nAsv1 Asv sv ， bS bS n为箍筋肢数；Asv1为单肢箍筋的截面面积
s swenku.baidu.com
I
I
s n=2
Asv1
b
I-I
5.2.3 斜截面受剪破坏的三种主要形态
1 无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
图5-6 主应力迹线分布图 在剪跨比小的图5-6(a)中，在集中力到支座之间有虚线所示 的主压应力迹线，即力是按斜向短柱的形式传递的。可见，剪 跨比小时，主要是斜向受压而产生斜压破坏。在剪跨比大的图 5-6(c)中，集中力与支座之间没有直接的主压应力迹线，故以弯 曲传力为主，产生沿主压应力迹线的斜裂缝，并发展为斜拉破 坏。试验也表明，无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态与剪跨比λ有 决定性的关系，主要有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种破 坏形态。