任务一　受弯构件斜截面受剪破坏分析

目　　标：（1）掌握有腹筋梁斜截面受剪破坏形态。

（2）熟悉影响斜截面抗剪承载力的主要因素。

提交成果：受弯构件斜截面受剪破坏分析课程报告。

按照是否配置腹筋，可以把梁分为有腹筋梁和无腹筋梁。无腹筋梁承载力太低，一般情况下在实际工程中是不允许出现的。

一、有腹筋梁斜截面受剪破坏形态

通过试验发现，有腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要和剪跨比、腹筋用量等因素有关。

剪跨比的公式为

对承受集中荷载的梁，如图4-3所示，集中荷载作用点到支座之间的距离a称为剪跨，此时梁的剪跨比可表示为

剪跨比反映了梁中弯矩和剪力的组合关系。

试验表明，斜截面破坏可分为斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种。

1.斜拉破坏

当梁的剪跨比较大（λ＞3，均布荷载下为跨高比l0/h＞9）且腹筋数量过少时，一般会发生斜拉破坏。其破坏特征是：随着荷载的增加，梁一旦出现斜裂缝，很快就形成一条主要斜裂缝，并迅速向受压边缘发展，直到将整个截面裂通，使整个构件斜拉为两部分而破坏，如图4-3（a）所示。整个破坏过程比较突然，破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载相当接近，破坏前梁的变形很小，并且往往只有一条斜裂缝，破坏具有明显的脆性，类似正截面少筋破坏，设计时必须防止。

2.剪压破坏

当梁的剪跨比适中（1＜λ≤3，均布荷载下为跨高比3＜l0/h≤9）且腹筋数量适当时，一般会发生剪压破坏。其破坏特征是：随着荷载的增加，首先在受拉区出现一些垂直裂缝和几条细微的斜裂缝。当荷载增加到一定程度时，多条斜裂缝中的一条形成主要斜裂缝。荷载进一步增加，与该主要斜裂缝相交的腹筋应力不断增加直到屈服。最后，该主要斜裂缝末端的混凝土在剪应力和正应力共同作用下达到极限强度而破坏，如图4-3（b）所示。其破坏过程比斜拉破坏要缓慢些，腹筋又能充分利用，因此在设计中应把构件斜截面破坏控制在剪压破坏形态。

3.斜压破坏

当梁的剪跨比较小（λ≤1，均布荷载下为跨高比l0/h≤3）且腹筋数量过多时，一般会发生斜压破坏。其破坏特征是：随着荷载的增加，首先在荷载作用点与支座间梁的腹部出现若干条平行的斜裂缝。当荷载增加到一定程度时，梁腹被这些斜裂缝分割为若干斜向短柱，最后因混凝土柱被压碎而破坏，如图4-3（c）所示。这种破坏没有预兆，且腹筋达不到屈服，类似于正截面超筋破坏，设计中应当避免。

二、影响斜截面抗剪承载力的主要因素

上述三种斜截面破坏形态与构件斜截面承载力有着密切关系，因此，凡影响破坏形态的因素也就影响构件的斜截面承载力，其主要影响因素如下。

1.剪跨比

试验研究表明：剪跨比对斜裂缝的发生和发展情况、破坏形态及斜截面承载力影响很大。对梁顶直接施加集中荷载的梁，剪跨比是影响受剪承载力的主要因素。当λ＞3时，常为斜拉破坏，当λ≤1时，常为斜压破坏，当1＜λ≤3时，常为剪压破坏。

2.混凝土强度

试验结果表明：混凝土强度等级对梁的抗剪承载力有显著地影响。一般情况下，混凝土强度等级越高，梁的抗剪承载力也越高。但是，斜截面的破坏形态不同，其影响程度也不同。

3.腹筋

斜裂缝出现之前，钢筋和混凝土一样变形很小，此时腹筋的应力很低，对阻止斜裂缝开裂的作用甚微。斜裂缝出现之后，腹筋可以大大加强斜截面的抗剪强度：与斜裂缝相交的腹筋可直接承受剪力，腹筋还可阻止斜裂缝开展，加大了破坏前斜裂缝顶端的混凝土残余截面，从而提高了混凝土的抗剪能力；由于腹筋减小了裂缝的宽度，因而也提高了斜截面上的骨料咬合力；箍筋还限制了纵筋的竖向位移，阻止了混凝土沿纵筋的撕裂，提高了纵筋的销栓作用。

箍筋配筋率可用配箍率ρsv来表示，具体表达式为

4.纵向钢筋

在斜裂缝出现之后，纵筋像销栓一样，起着联系两部分构件的作用。首先，纵筋可抑制斜裂缝宽度和延伸，增加混凝土的抗剪能力；其次纵筋本身的横截面也能承受一定的剪力。所以，纵筋对提高受弯构件斜截面承载力有一定的作用。

除了上述几个主要影响因素外，影响斜截面承载力的因素还有截面形式、截面尺寸和加载方式等。