5.2無腹筋梁受剪性能剖析

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第5章受彎構件的斜截面承載力

1受彎構件在荷載作用下，同時產(chǎn)生彎矩和剪力。在彎矩區(qū)段，產(chǎn)生正截面受彎破壞，而在剪力較大的區(qū)段，則會產(chǎn)生斜截面受剪破壞。一.梁的內(nèi)力MV5.1.1斜裂縫

25.1概述在保證受彎構件正截面受彎承載力的同時，還要保證斜截面承載力，它包括斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力兩方面。工程設計中，斜截面受剪承載力是由計算和構造來滿足的，斜截面受彎承載力則是通過對縱向鋼筋和箍筋的構造要求來保證的。圖5-1箍筋和彎起鋼筋

3圖5-2鋼筋彎起處劈裂裂縫工程設計中，應優(yōu)先選用箍筋，然后再考慮采用彎起鋼筋。由于彎起鋼筋承受的拉力比較大，且集中，有可能引起彎起處混凝土的劈裂裂縫，見圖5-2。因此放置在梁側邊緣的鋼筋不宜彎起，梁底層鋼筋中的角部鋼筋不應彎起，頂層鋼筋中的角部鋼筋不應彎下。彎起鋼筋的彎起角宜取45°或60°。

4①②③③①②當主拉應力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會開裂，梁內(nèi)即有沿主壓應力方向（垂直于主拉應力方向）開展的斜裂縫產(chǎn)生，梁有可能沿斜截面發(fā)生破壞。梁內(nèi)可設置抗剪腹筋（箍筋＋斜筋）來防止斜截面破壞發(fā)生。

55.2斜裂縫、剪跨比及斜截面受剪破壞形態(tài)鋼筋混凝土梁在剪力和彎矩共同作用的剪彎區(qū)段內(nèi)，將產(chǎn)生斜裂縫。主拉應力主壓應力主拉應力的作用方向與梁軸線的夾角α圖5-3主應力軌跡線5.2.1腹剪斜裂縫與彎剪斜裂縫

6圖5-4斜裂縫(a)腹剪斜裂縫；(b)彎剪斜裂縫

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8腹剪斜裂縫彎剪斜裂縫首先出一些較短的垂直裂縫，然后延伸成斜裂縫，向集中荷載作用點發(fā)展，這種由垂直裂縫引伸而成的斜裂縫的總體沿主壓應力跡線產(chǎn)生腹部的斜裂縫

95.2.2剪跨比在圖5-5所示的承受集中荷載的簡支梁中，最外側的集中力到臨近支座的距離a稱為剪跨，剪跨a與梁截面有效高度h0的比值，稱為計算截面的剪跨比，簡稱剪跨比，用λ表示。對于承受集中荷載的簡支梁：這時的剪跨比與廣義剪跨比相同。MVaah0aa－剪跨（剪力跨度）

10配箍率ssIIsbI-IAsv1n=2

115.2.3斜截面受剪破壞的三種主要形態(tài)1無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)圖5-6主應力跡線分布圖在剪跨比小的圖5-6(a)中，在集中力到支座之間有虛線所示的主壓應力跡線，即力是按斜向短柱的形式傳遞的。可見，剪跨比小時，主要是斜向受壓而產(chǎn)生斜壓破壞。在剪跨比大的圖5-6(c)中，集中力與支座之間沒有直接的主壓應力跡線，故以彎曲傳力為主，產(chǎn)生沿主壓應力跡線的斜裂縫，并發(fā)展為斜拉破壞。試驗也表明，無腹筋梁的斜截面受剪破壞形態(tài)與剪跨比λ有決定性的關系，主要有斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞三種破壞形態(tài)。

12圖5-7斜截面破壞形態(tài)(a)斜壓破壞；(b)剪壓破壞；(c)斜拉破壞

13(1)斜壓破壞(圖5-7a)λ＜1時，發(fā)生斜壓破壞。這種破壞多數(shù)發(fā)生在剪力大而彎矩小的區(qū)段，以及梁腹板很薄的T形截面或I形截面梁內(nèi)。破壞時，混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個斜向短柱而壓壞，因此受剪承載力取決于混凝土的抗壓強度，是斜截面受剪承載力中最大的。Pf斜壓破壞

14(2)剪壓破壞(圖5-7b)1≤λ≤3時，常發(fā)生剪壓破壞。其破壞特征通常是，在彎剪區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些豎向裂縫，它們沿豎向延伸一小段長度后，就斜向延伸形成一些斜裂縫，而后又產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫，稱為臨界斜裂縫，臨界斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸，使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，最后導致剪壓區(qū)的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力。Pf剪壓破壞

15(3)斜拉破壞(圖5-7c)λ＞3時，常發(fā)生斜拉破壞。其特點是當豎向裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)斜向伸展，斜截面承載力隨之喪失。破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時的荷載很接近，破壞過程急驟，破壞前梁變形很小，具有很明顯的脆性，其斜截面受剪承載力最小。f斜拉破壞P

16圖5-8斜截面破壞的F-f曲線圖5-8為三種破壞形態(tài)的荷載-撓度(F-f)曲線圖?？梢姡N破壞形態(tài)的斜截面受剪承載力是不同的，斜壓破壞時最大，其次為剪壓，斜拉最小。它們在達到峰值荷載時，跨中撓度都不大，破壞時荷載都會迅速下降，表明它們都屬脆性破壞類型，是工程中應盡量避免的。另外，這三種破壞形態(tài)雖然都是屬于脆性破壞類型，但脆性程度是不同的?；炷恋臉O限拉應變值比極限壓應變值小得多，所以斜拉破壞最脆，斜壓破壞次之。為此，規(guī)范規(guī)定用構造措施，強制性地來防止斜拉、斜壓破壞，而對剪壓破壞，因其承載力變化幅度相對較大所以是通過計算來防止的，

175.1.3影響無腹筋梁受剪承載力的因素無腹筋梁的受剪承載力受到很多因素的影響，如剪跨比、混凝土強度、縱筋配筋率、結構類型、截面形狀。（1）剪跨比在直接加載情況下，剪跨比是影響集中荷載作用下無腹筋梁抗剪強度的主要因素。隨剪跨比增大，梁的相對抗剪強度降低。（2）混凝土強度不同破壞形態(tài)的無腹筋梁抗剪強度隨混凝土強度的提高而提高。（3）縱筋配筋率增大縱向鋼筋截面面積，可延緩斜裂縫的開展，增加受壓區(qū)混凝土面積，并使骨料咬合力及縱筋的消栓力有所提高，因而間接地提高了梁的抗剪強度。（4）結構類型在同一剪跨比的情況下，連續(xù)梁的抗剪強度低于簡支梁的抗剪強度。（5）截面形狀矩形截面的斜拉破壞及剪壓破壞的抗剪強度比梁腹寬度b相同的T形和I形截面低，但對于；梁腹混凝土的斜壓破壞，翼緣的存在并不能提高其抗剪強度。

185.1.4無腹筋梁斜截面受剪承載力計算對無腹筋梁的受剪承載力按下列公式計算：(1)矩形、T形和I形截面的一般受彎構件(2)集中荷載作用的獨立梁（包括作用有多種荷載，且其集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產(chǎn)生的剪力值的75%以上的情況）式中λ---計算截面剪跨比，當λ<1.5時，取λ=1.5；當λ＞3時，取λ=3Vc＝0.7ftbh00tc1.75bhfVλ+1.0=

19（3）一般板類受彎構件對于寬度遠大于其高度的板，當不配置箍筋和彎起鋼筋，當截面高度較大時，應考慮尺寸效應影響，其斜截面受剪承載力應按下式計算其中：截面高度影響系數(shù)：