第4章 受弯构件斜

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1、受弯构件受剪性能的试验研究受弯构件受剪性能的试验研究斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算构造要求构造要求受弯构件受剪性能的试验研究受弯构件受剪性能的试验研究斜截面受剪承载力计算斜截面受剪承载力计算 在主要承受弯在主要承受弯矩的区段内，产生矩的区段内，产生正截面受弯破坏正截面受弯破坏； 而在剪力和弯而在剪力和弯矩共同作用的支座矩共同作用的支座附近区段内，则会附近区段内，则会产生产生斜截面受剪破斜截面受剪破坏坏或或斜截面受弯破斜截面受弯破坏坏。纯弯段纯弯段剪弯段剪弯段剪弯段剪弯段4.1 概述计算和构造计算和构造构构造造 腹筋的作用腹筋的作用 箍筋箍筋： 提高斜截面受剪承载力；提高斜截面受剪承载

2、力； 与纵筋绑扎，形成钢筋骨架与纵筋绑扎，形成钢筋骨架 便于施工；便于施工； 防止纵筋过早压曲，约束核心混凝土。防止纵筋过早压曲，约束核心混凝土。 弯起钢筋弯起钢筋： 由纵筋弯起形成由纵筋弯起形成 承受较大的剪力。承受较大的剪力。梁的箍筋和弯起钢筋梁的箍筋和弯起钢筋4.1 概述 斜裂缝形成以前的应力状态斜裂缝形成以前的应力状态斜裂缝出现前的应力状态斜裂缝出现前的应力状态4.2斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态4.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 斜裂缝形成以后斜裂缝形成以后斜裂缝出现后的应力状态斜裂缝出现后的应力状态斜截面上的抗力斜截面上的抗力 剪压面上

3、的压力和剪剪压面上的压力和剪力；力； 斜截面相对错动产生斜截面相对错动产生的骨料咬合力；的骨料咬合力； 纵向钢筋的销栓剪力；纵向钢筋的销栓剪力； 纵向钢筋的拉力。纵向钢筋的拉力。应力状态的变化应力状态的变化 剪压区的应力剪压区的应力 ， 增大；增大； 纵向钢筋的拉力突然纵向钢筋的拉力突然增大。增大。4.2斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态1 1、 腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝 斜裂缝斜裂缝是因梁中弯矩和剪力产生的主拉应变超过是因梁中弯矩和剪力产生的主拉应变超过混凝土的混凝土的极限拉应变极限拉应变而出现的。斜裂缝主要有两类而出现的。斜裂缝主要有两

4、类：腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝和和弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝。 在中和轴附近，正应力小，在中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致为剪应力大，主拉应力方向大致为45。当荷载增大，拉应变达到。当荷载增大，拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，混凝混凝土的极限拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应力迹线产生腹土开裂，沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝，称为部的斜裂缝，称为腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝。 腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣核形中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹，常见于薄腹梁中，如图所示。梁中，如图所示。腹剪斜裂缝腹剪斜裂缝4.2斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 在剪弯区

5、段截面的下边缘，主拉应力还是水平向在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向的。所以，在这些区段仍可能首先出一些较短的垂直的。所以，在这些区段仍可能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，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，称为这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体，称为弯剪弯剪斜裂缝斜裂缝，这种裂缝，这种裂缝上细下宽上细下宽，是最常见的，如下图所，是最常见的，如下图所示。示。弯剪斜裂缝弯剪斜裂缝4.2斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 2 2、 剪跨比剪跨比 剪跨比剪跨比为集中荷载到临近

6、支座的距离为集中荷载到临近支座的距离a与梁截面有效高度与梁截面有效高度h0的比值，即的比值，即a/ h0 。 某截面的广义剪跨比为该截面上弯矩某截面的广义剪跨比为该截面上弯矩M与剪力和截面有效高与剪力和截面有效高度乘积的比值，即度乘积的比值，即 M/ （Vh0）。 剪跨比反映了梁中正应力与剪应力的比值。影响梁的剪切破剪跨比反映了梁中正应力与剪应力的比值。影响梁的剪切破坏形态。坏形态。 较大，说明较大，说明 （或（或M）较大）较大 截面容易被截面容易被拉坏拉坏； 较小，说明较小，说明 （或（或V）较大）较大 截面容易被截面容易被压坏压坏。 承受集中荷载时，承受集中荷载时，00haVhM 承受均布

7、荷载时，设承受均布荷载时，设l为计算截面离支座的距离，则为计算截面离支座的距离，则02021hlVhM4.2斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜拉破坏斜拉破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏当剪跨比较大当剪跨比较大(3)时，或箍筋配时，或箍筋配置不足时出现。特点是斜裂缝一置不足时出现。特点是斜裂缝一出现梁即破坏。破坏呈明显脆性，出现梁即破坏。破坏呈明显脆性，类似于正截面承载力中的少筋破类似于正截面承载力中的少筋破坏。其特点是当垂直裂缝一出现，坏。其特点是当垂直裂缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展，斜截就迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失。面承载力随之丧失

8、。当剪跨比较小当剪跨比较小(1)时，或箍筋配时，或箍筋配置过多时易出现。此破坏系由梁置过多时易出现。此破坏系由梁中主压应力所致。这种破坏多数中主压应力所致。这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段，发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄的以及梁腹板很薄的T形截面或工字形截面或工字形截面梁内。形截面梁内。当剪跨比一般当剪跨比一般(13，且箍筋配置的数量过少，将发生，且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破斜拉破坏坏；如果；如果3，箍筋的配置数量适当，则可避免斜拉，箍筋的配置数量适当，则可避免斜拉破坏，而发生破坏，而发生剪压破坏剪压破坏；剪跨比较小或箍筋的配置数；剪跨比较小或箍筋的配置数量过多，会发生

9、量过多，会发生斜压破坏斜压破坏。 对有腹筋梁来说，只要截面尺寸合适，箍筋数量对有腹筋梁来说，只要截面尺寸合适，箍筋数量适当，剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破适当，剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破坏形式。坏形式。4.2斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态剪跨比剪跨比试验表明，试验表明，剪跨剪跨比越大，有腹筋比越大，有腹筋梁的抗剪承载力梁的抗剪承载力越低，如图所示。越低，如图所示。对无腹筋梁来说，对无腹筋梁来说，剪跨比越大，抗剪跨比越大，抗剪承载力也越低，剪承载力也越低，但当但当3 ，剪剪跨跨比的影响不再明比的影响不再明显。显。1 影响斜截面受剪承载

10、力的主要因素影响斜截面受剪承载力的主要因素剪跨比对有腹筋梁受剪承载力的影响剪跨比对有腹筋梁受剪承载力的影响4.4 4.4 斜截面受剪承载力的计算斜截面受剪承载力的计算4.4斜截面受剪承载力的计算斜截面受剪承载力的计算 斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。梁斜截面受剪承载力随混凝土的强度等级的提高而提高。梁斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度。梁为斜拉斜压破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度。梁为斜拉破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度，而抗拉强度的破坏时，受剪承载力取决于混凝土的抗拉强度，而抗拉强度的增加较抗压强度来得缓慢，故混凝土强度的影响就略小。剪压增加较抗压强

11、度来得缓慢，故混凝土强度的影响就略小。剪压破坏时，混凝土强度的影响则居于上述两者之间。破坏时，混凝土强度的影响则居于上述两者之间。4.4斜截面受剪承载力的计算斜截面受剪承载力的计算 混凝土强度混凝土强度 纵向钢筋配筋率纵向钢筋配筋率 试验表明，梁的受试验表明，梁的受剪承载力随纵向钢筋剪承载力随纵向钢筋配筋率配筋率的提高而增的提高而增大大 。这主要是纵向受。这主要是纵向受拉钢筋约束了斜裂缝拉钢筋约束了斜裂缝长度的延伸，从而增长度的延伸，从而增大了剪压区面积的作大了剪压区面积的作用。用。纵向钢筋配筋率对有腹筋梁受剪承载力的影响纵向钢筋配筋率对有腹筋梁受剪承载力的影响4.4斜截面受剪承载力的计算斜截