建筑结构混凝土受弯构建斜截面承载力

1、建筑结构混凝土受弯构建斜截面承载力钢筋混凝土受弯构件在主要承受弯矩的区段内， 会产生垂直 裂缝，如果正截面受弯承载力不够， 将沿垂直裂缝发生正截面受 弯破坏。钢筋混凝土受弯构件还有可能在剪力和弯矩共同作用的 支座附近区段内， 会沿着斜向裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面 受弯破坏。工程设计中，斜截面受剪承载力是由计算来满足的， 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满 足的。1 混凝土受弯构件斜截面受力特点 受弯构件截面内一般剪力和弯矩同时存在， 通常在支座附近 区段剪力较大。 剪力和弯矩共同作用的区段称为剪弯段。 在剪力 和弯矩共同作用下， 主拉应力将使构件在剪弯段出现斜裂缝。 斜

2、 裂缝的发展最终可导致斜截面破坏，这种破坏与正截面破坏相 比，普遍具有脆性性质。为了防止发生斜截面破坏， 应当使构件具有合理的截面尺寸 和合理的配筋构造并配置必要的腹筋。 楼板因所受剪力较小， 混 凝土足以抵抗，可不配置腹筋；梁的腹筋优先采用箍筋，也可采 用弯起钢筋。在荷载较小，梁段未出现裂缝之前，梁处于弹性工 作状态。弹性状态下钢筋混凝土梁内应力可按换算截面法计算， 当主拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在剪弯段内将出现斜裂 缝。斜裂缝出现后，梁的受力状态发生了质的变化，剪弯段内应力重新分布，不再维持均质弹性体的受力状态。梁端附近以斜裂缝为界，取出脱离体 ABC DE,其中BC为 斜裂缝，CD是

3、混凝土剪应力和压应力共同作用的区域，称为剪 压区。作用于该脱离体上的力有荷载产生的剪力V剪压区混凝土的压力Fc和剪力Vc、纵向钢筋拉力Ft和销栓作用传递的剪 力Vd、斜裂缝交界面骨料的咬合与摩擦作用传递的剪力V1与斜裂缝相交的腹筋拉力 V腹。随着裂缝的开展，VI和Vd逐渐减 小，极限状态下不予考虑。分析该脱离体可知：斜裂缝的出现， 使混凝土剪压区减小， 导致压应力和剪应力增加， 应力分布规律 不同于材料力学理论上的分布； 与斜裂缝相交的纵向钢筋的拉力 Ft 大大增加。因为开裂前该拉力取决于月截面的弯矩，开裂后 不考虑Vd VI和V腹的影响，平衡关系为 Ftz = Va= Ma说明 纵筋拉力取决

4、于裂缝端点 C处的弯矩，而C处弯矩大于B点弯矩； 斜裂缝出现后， 腹筋直接承担部分剪力， 与斜裂缝相交的箍筋和 弯起钢筋的应力显著增大。 腹筋能限制斜裂缝的开展和延伸， 使 梁的受剪承载能力有较大提高； 箍筋还将提高斜裂缝交界面混凝 土骨料的咬合和摩擦作用，延缓沿纵向钢筋黏结劈裂裂缝的发 展，防止混凝土保护层突然撕裂，提高纵向钢筋的销栓作用。2 斜截面破坏的主要形态经过试验研究， 斜截面剪切破坏分斜拉破坏、 剪压破坏和斜 压破坏三种，受弯构件到底发生哪种破坏形态，与剪跨比入、箍筋数量和截面尺寸等因素有关。2.1斜拉破坏当剪跨比较大（入3）或箍筋配置过少、间距过大时，发生斜拉破坏。其特点是斜裂缝

5、一旦出现，就很块形成一 条临界裂缝，并延伸到梁顶，将梁斜劈成两半而宣告破坏。破坏 荷载与出现裂缝时的荷载相当接近， 破坏前的变形很小， 往往只 有一条斜裂缝，这是没有预兆的脆性破坏，且承载能力极低，故 设计中必须避免。2.2剪压破坏当剪跨比适中（1 入w 3），且箍筋配置量恰当 时，发生剪压破坏。其特点是第一条斜裂缝出现以后，荷载仍可 有较大增长。随着荷载的增加，先后出现若干条斜裂缝，其中一 条发展成又宽又长的临界斜裂缝， 破坏时与临界斜裂缝相交的箍 筋应力达到抗拉屈服强度， 临界斜裂缝上端未开裂混凝土在剪应 力和正应力的共同作用下达到极限。剪压破坏有一定的预兆， 破坏时箍筋屈服， 破坏荷载比

6、出现 裂缝时的荷载高， 承载能力随配箍量的增大而增大， 是斜截面承 载能力计算的依据。 但与适筋梁的正截面破坏相比， 剪压破坏仍 然属于脆性破坏。2.3斜压破坏剪跨比很小（入1.5 %时，纵筋对梁抗剪承载能 力的影响才明显。因为梁的经济配筋率为 0.6 %1.5 %，所以 规范在抗剪承载能力计算公式中未考虑这一影响。3.6 截面形式和尺寸 T 形、 I 形截面有受压翼缘，增加了剪 压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的抗剪承载能力可提高 20%。忽略翼缘的作用，只取腹板宽度作为计算宽度，其结果偏 于安全。 截面尺寸对无腹筋梁的抗剪承载能力有较大影响， 尺寸 大的构件破坏时的平均剪应力比尺寸小的构件破坏时的平均剪 应力低。对于有腹筋梁，因腹筋可抑制斜裂缝的开