剪跨比、轴压比和剪压比概念

1、剪跨比、轴压比和剪压比概念剪跨比ratio of shear span to depth简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a（ a 称剪跨）与 截面有效高度 h0 之比。以 a/h0 表示。它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系，是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。在其它因素相同时，剪跨比越大，抗剪能力越小。当剪跨比大于3 时，抗剪能力基本不再变化。狭义定义： a/h0广义定义： M/Vh0更深一层：主应力与切应力之比，延伸至延性与脆性。框架柱端一般同时存在着弯矩M 和剪力V，根据柱的剪跨比=M/Vho来确定柱为长柱、短柱和极短柱，ho 为与弯矩M平行方向柱截面有效高度。>

2、;2（当柱反弯点在柱高度Ho 中部时即Ho/ho>4 ）称为长柱； 1.5< 2称为短柱； 1.5称为极短柱。试验表明：长柱一般发生弯曲破坏；短柱多数发生剪切破坏；极短柱发生剪切斜拉破坏，这种破坏属于脆性破坏 。抗震设计的框架结构柱，柱端剪力一般较大，从而剪跨比 较小，易形成短柱或极短柱，产生斜裂缝导致剪切破坏。柱的剪切受拉和剪切斜拉破坏属于脆性破坏，在设计中应特别注意避免发生这类破坏。轴压比轴压比 指柱 ( 墙 ) 的轴压力设计值与柱( 墙 ) 的全截面面积和混凝土 轴心抗压强度设计值乘积之比值( 进一步理解为：柱( 墙 ) 的轴心压力设计值与柱( 墙 ) 的轴心抗压力设计值之比

3、值) 。它反映了柱( 墙 ) 的受压情况，建筑抗震设计规范 （ 50011-2001 ）中 6.3.7和混凝土结构设计规范（ 50010-2002 ）中 11.4.16 都对柱轴压比规定了限制，限制柱轴压比主要是为了控制柱的延性，因为轴压比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱的破坏呈脆性。u=N/A*fc ，u轴压比，对非抗震地区， u=0.9 N轴力设计值A截面面积fc 混凝土抗压强度设计值抗规表 6.3.7 中的注释第一条：可不进行地震作用计算的结构，取无地震作用组合的轴力设计值。限制轴压比主要是为了控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规6.3.7和 6.4.6 ，在 剪力

4、墙 的轴压比计算中，轴力取重力荷载代表设计值，与柱子的不一样。混凝土结构设计规范GB 500102002 11.4.16轴压比 (N/fcA)指考虑地震作用组合的框架柱和框支柱轴向压力设计值N 与柱全截面面积A 和混凝土轴心抗压强度设计值fc 乘积之比值。对不进行地震作用计算的结构取无地震作用组合的轴力设计值。剪压比：是截面上平均剪应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值，用于说明截面上承受名义剪应力的大小。梁柱截面上的名义剪应力 V/BH0 与混凝土轴心抗压强度设计值的比值：梁塑性铰区的截面剪压比对梁的延性、耗能能力及保持梁的强度、刚度有明显的影响，当剪压比大于 0.15 的时候，梁的强度和刚度

5、有明显的退化现象，此时再增加箍筋用量，也不能发挥作用，因此对梁柱的截面尺寸有所要求。1. 剪重比、剪压比是一个概念，是指水平作用与竖向作用的比值。在78 规范的时候，人们用重力乘以系数来反映地震作用， 因为在那时安全度设计的概念里， 只是用这样一种方法来反映地震实质上是惯性力这样一个客观道理。2. 我国 78 规范把这个系数称之为结构系数，3. 最小值的确定实际上可以根据反应谱曲线上计算的最小值来确定， 当然，超出了反应谱估计的自震周期的部分可以专门论证， 但是，一般工程超出了反应谱规定的最小值是不应该的4. 以上海 IV 类场地计算最小的剪压比是（ 7 度） 1.64%左右5. 如果在 6

6、度区 II类场地，最小剪压比应是0.6%（2001 规范），按 89 规范应为0.5%6. 如果计算的结果不满足最小值的限定， 计算肯定是存在明显的错误， 如输入有误、设置有误，模型不合理，甚至于结构不合理，希望慎重，当然，6 度区只要按抗震构造即可，无需计算验算根据抗规 GB50011-2001条文说明 5.2.5 条“对于扭转效应时显或基本周期小于3.5S 的结构，剪力系数取 0.2amax”，由此可据抗规表 5.1.4-1 推算出各地震列度下的剪力系数： 9 度为 0.2*0.32=0.064 ，8 度为 0.2*0.16(0.24)=0.032(0.048) ，7 度为 0.2*0.0

7、8(0.12)=0.016(0.024)，6 度为 0.2*0.04=0.008 。在计算时应注意抗规 5.2.5 条，对于 6 度区可不要求该剪力系数，可详读该条的条文说明。我来补充几句 , 在抗震规范的抗震截面验算的条文说明中, 明确指出 , 剪重比是一个调整系数 , 即这不是一个指标 , 计算结果出来后 , 若剪重比大于规定的最小值 , 计算结果不作调整 , 若小于 , 将地震剪力调大 , 使剪重比达到规定的最小值 . 类似框剪结构的0.2Qo, 在 satwe 的结果文件 Wmass.out, 给出这一调整的信息 , 多看看这一信息 ,对剪重比的理解会更深刻 .高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”，1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规 6.3.7 和 6.4.6 。2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，见抗规5.2.5 。3、刚度比：主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层，见抗规 3.4.2 。4