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影响斜截面受剪承载力的主要因素

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混凝土结构设计原理/第5章 受弯构件斜截面强度计算
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混凝土结构设计原理/第5章 受弯构件斜截面强度计算
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5.2 影响斜截面受剪承载力的主要因素 1 剪跨比 梁的剪跨比反映了截面上正应力和剪应力的相对关 系，因而决定了该截面上任一点主应力的大小和方 向，从而影响梁的破坏形态和受剪承载力的大小。

从右图可见，当剪跨比由小增 大时，梁的破坏形态从混凝土 抗压控制的斜压型 ，转为顶部 抗压控制的斜压型，转为顶部 受压区和斜裂缝骨料咬台控制 的剪压型，再转为混凝土抗拉 强度控制为主的斜拉型 。

强度控制为主的斜拉型。

OK
试验研究表明：对集中荷载作用下的无腹筋梁，当 剪跨比λ 剪跨比λ<3时，其抗剪能力随剪跨比的增大而明显 降低。

但当λ 降低。

但当λ>3时，剪跨比对梁的抗剪能力则无明 显影响。

对于有腹筋梁，随配筋率的增大，剪跨比对梁的抗 剪能力的影响越来越小。

均布荷载作用下跨高比L0/h0对梁的受剪承载力影响 较大，随着跨高比的增大，受剪承载力下降，但当 跨高比>10 以后，跨高比对受剪承载力的影响不显 著。


OK
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2 混凝土强度 ◆ 剪切破坏是由于混凝土达到复合应力（剪压）状 态下的强度而发生的。

所以混凝土强度对受剪承载 力有很大的影响。

◆ 试验表明，随着混凝土强度的提高，Vu与 ft 近似 成正比。

◆ 事实上，斜拉破坏取决于ft ，剪压破坏也基本取 决于ft，只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于fc。

◆ 而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。


OK
3 纵筋配筋率 纵筋配筋率越大，受压区面积越大，受剪面积也越 大，并使纵筋的销栓作用也增加。

同时，增大纵筋 面积还可限制斜裂缝的开展，增加斜裂缝间的骨料 咬合力作用。

通常当纵向受拉钢筋的配筋率大于 1.5%时，纵筋对梁受剪承载力的影响才明显，因此 规范在受剪计算公式中未考虑这一影响。

4 截面形状 T 形、工形截面有受 压翼缘，增加 了剪压区的面 积，对斜拉破坏和剪压破坏的受剪承载力有提高 (20%)，但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。

OK
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5 尺寸效应 截面尺寸对无腹筋梁的受剪承载力有较大的影响， 尺寸大的构件，破坏的平均剪应力 (τ=Vu/bh0) 比尺 寸小的构件要降低，主要因为梁高度很大时，撕裂 裂缝比较明显，销栓作用大大降低，斜裂缝宽度也 较大，削弱了骨料咬合作用。

试验表明，在保持参 数 fc、λ 、ρ相同的情况下，截面尺寸增加4 倍，受 剪承载力降低25%~30%。

对于高度较大的梁，配置 梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开展。

配置腹筋后，尺 梁腹纵筋，可控制斜裂缝的开展。

配置腹筋后，尺 寸效应的影响减小。


OK
6 加载方式
直接加载
间接加载
在实验室中对梁进行加载试验时，通常将荷载加在 梁的顶部，这种方式称为直接加载。

但在实际工程 中，例如现浇肋形楼盖的次梁和主梁相交，次梁的 荷载是加在主梁的中部或底部，对于主梁受力就是 间接加载。

间接加载，由于荷载传递方式的改变， 即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递，这样即使 在名义剪跨比较小时，也会产生斜拉破坏。

OK


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试验表明：间接加载较直接加载梁的抗剪能力，随 剪跨比、间接荷载沿梁高作用的位置，以及配筋率 的不同，则有不同程度的降低，最多可达 60% 以 上。

因此，设计中应引起重视。

7 梁的连续性 试验表明：连续梁的受剪承载力与相同条件下的简 支梁相比，仅在集中荷载时低于简支梁，而受均布 荷载时则是相当的。

即使是承受集中荷载作用的情 况，也只有中间支座附近的梁段因受异号弯矩的影 响，抗剪承载力有所降低，边支座附近梁段的抗剪 承载力与简支梁相同。

OK
8 腹筋 (1)配箍率和箍筋强度 斜裂缝出现后，箍筋承担了相当一部分剪力，所以 箍筋的强度愈高，数量愈多，则梁的抗剪能力也愈 高。

箍筋数量一般用“配箍率ρ 配箍率ρsv”表示，即
ρ sv =
nAsv1 A 或ρ sv = sv bs bs
式中
ρsv —配筋率； n —箍筋肢数； Asv1 —单肢箍筋的截面面积；
OK
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Asv —配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积； Asv＝nAsv1 s —箍筋间距。

可见，配筋率是沿梁长，在箍筋间距s范围内，梁腹 的水平截面 bs 上，箍筋截面面积与此水平截面面积 的比值。

或者说，配筋率是单位水平截面面积上的 箍筋截面面积。

(2) 弯起钢筋 穿越斜裂缝的弯起钢筋能承受拉力，因此弯起钢筋 的截面面积愈大，强度愈高，则斜截面受剪承载力 愈大。


OK OK
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西南交大《混凝土结构设计原理》-第五章-课堂笔记

西南交大《混凝土结构设计原理》-第五章-课堂笔记

西南交大《混凝土结构设计原理》第五章受弯构件斜截面强度计算课堂笔记主要内容斜截面受力特点及破坏形态影响斜截面受剪承载力的计算公式斜截面受剪承载力就是的方式和步骤梁内钢筋的构造要求学习要求1、了解无腹梁裂缝出现前后的应力状态2、理解梁沿斜截面剪切破坏的三种主要形态以及影响斜截面受承载力的主要因素3、熟练掌握斜截面受剪承载力的计算方法4、能正确画出抵抗弯截图5、理解纵向钢筋弯起和截断时的构造规定并在设计中运用重点难点1、梁沿斜截面剪切破坏的三种主要形态2、斜截面受承载力的计算方法(包括计算公式、适用范围和计算步骤等)3、抵抗弯矩图的画法以及纵向受力钢筋弯起和截断的构造要求其中3 既是重点也是难点一、斜截面受力特点及破坏形态受弯构件在荷载作用下，截面除产生弯矩M夕卜，常常还产生剪力V，在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段，产生斜裂缝，如果斜截面承载力不足，可能沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。

因此，还要保证受弯构件斜截面承载力，即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。

工程设计中，斜截面受剪承载力是由抗剪计算来满足的，斜截面受弯承载力则是通过构造要求来满足的。

(一)无腹筋梁斜裂缝出现前、后的应力状态1、斜裂缝开裂前的应力分析承受集中荷载P 作用的钢筋混凝土简支梁，当荷载较小时混凝土尚未开裂，钢筋混凝土梁基本上处于弹性工作阶段，故可按材料力学公式来分析其应力。

但钢筋混凝土构件是由钢筋和混凝土两种材料组成，因此应先将两种材料换算成同一种材料，通常将钢筋换算成“等效混凝土”，钢筋按重心重合、面积扩大E s/E c倍换算为等效混凝土面积，将两种材料的截面视为单一材料(混凝土)的截面，即可直接应用材料力学公式。

梁的剪弯区段截面的任一点正应力b和剪应力T可按下列公式计算：正应力 b =My o/I o剪应力t =Vs0/I 0b式中I o—换算截面的惯性矩；y o --- 所求应力点到换算截面形心轴的距离；s0--- 所求应力的一侧对换算截面形心的面积矩；b --- 梁的宽度；M--- 截面的弯矩值；V--- 截面的剪力值；在正应力和剪应力共同作用下，产生的主拉应力和主压应力，可按下式求得：主拉应力b tp =b /2+[( b /2) 2+t 2] 1/2主压应力 b tp= b /2-[( b/2) 2+t 2] 1/2主应力作用方向与梁纵轴的夹角 a =1/2arctan(-2 T / b )2、斜裂缝的形成由于混凝土抗拉强度很低，随着荷载的增加，当主应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时，就会出现与主拉应力轨迹线大致垂直的裂缝。

影响斜截面抗剪承载力的主要因素

影响斜截面抗剪承载力的主要因素

故其破坏面与梁轴斜交––– 称斜截面破坏。
对于混凝土梁，由于混凝土的抗拉强度很低，因此 随着荷载的增加。当主拉应力值超过混凝土抗拉强 度时，首先在达到该强度的部位产生裂缝，其裂缝 的走向与主应力的方向垂直，故为斜裂缝。 通常情况下，斜裂缝往往是由梁底的弯曲裂缝发展 而成的，称为弯剪型裂缝。 当梁的腹板很薄或集中荷载至支座距离很小时，斜 裂缝可能首先在梁的腹部出现，称为腹剪型裂缝。
当荷载继续增加后，随着斜裂缝条数的增多和裂缝 宽度增加，骨料的咬合力下降；沿纵向钢筋的混凝 土保护层也有可能被撕裂、钢筋的销栓作用也逐步 减弱；斜裂缝中的一条发展成为主要裂缝，称为临 界斜裂缝。
无腹筋梁此时如同拱结构（如图5-6），纵向钢筋成 为拱的拉杆。
图5-6 无腹筋梁的拱体受力机制
一种常见的破坏情形是：临界斜裂缝的发展导致混凝 土剪压区高度不断减小，最后在切应力和压应力的共 同作用下，剪压区混凝土被压碎（拱顶破坏），梁发 生破坏。 破坏时纵向钢筋拉应力往往低于其屈服强度。
3. 纵筋配筋率 纵筋的配筋越大，斜截面的承载力也越大。试验 表明：而者也大致呈线性关系（图5-13）。
★混凝土剪压区面积因斜裂缝出现和发展而减小， 剪压区内的混凝土压应力将大大增加；
★与斜裂缝相交处的纵向钢筋应力，由于斜裂缝 的出现而突然增加；
★纵向钢筋拉应力的增加导致钢筋与混凝土之间 粘结应力的增加，有可能出现沿纵向钢筋的粘结 裂缝（图5-5a）或撕裂裂缝（图5-5b）；
图5-5 粘结裂缝和撕裂裂缝
§5.1 概述
1）受力破坏分析 1.斜截面开裂前的受力分析
如图5-1所示，简支梁在两个对称荷载作用下 产生的效应是弯矩和剪力。在梁开裂前可将梁视为 匀质弹性体，按材力公式分析。
图 5-1 主应力轨迹线
混凝土结构设计原理-05章-受弯构件的斜截面承载力

混凝土结构设计原理-05章-受弯构件的斜截面承载力

第5章 受弯构件的斜截面承载力
第5章 受弯构件的斜截面承载力
主要内容
● ● ● ●
重点
斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 简支梁斜截面受剪机理 斜截面受剪承载力计算公式及设计计算 保证斜截面受剪承载力的构造措施
● 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 ● 简支梁斜截面受剪机理 ● 斜截面受剪承载力的设计计算 ● 保证斜截面受剪承载力的构造措施
图形。 材料抵抗弯矩图：按实际配置的受力钢筋计算的各个
正截面受弯承载力 Mu 所绘制的图形。
5.5 保证斜截面受弯承载力的构造措施
第5章 受弯构件的斜截面承载力
对承受均布荷载的单筋矩形截面简支梁：
Mu
As
fsd (h0
fsd As ) 2 fcdb
每根纵筋所承担的
M ui可近似按钢筋面积分配， M ui
5.4 斜截面受剪承载力计算
第5章 受弯构件的斜截面承载力
公式的适用范围 ■ 截面的最小尺寸（上限值） 为防止斜压破坏，要求：
0Vd (0.51 103 ) fcu,k bh0
否则，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。 ■ 构造配箍条件（下限值）
0Vd (0.5 103 ) 2 f tdbh0
而略有降低。 T形截面梁的受剪承载力高于矩形截面梁。
5.4 斜截面受剪承载力计算
第5章 受弯构件的斜截面承载力
2. 斜截面受剪承载力计算公式
由于抗剪机理和影响因素的复杂性，目前各国规范的斜
截面受剪承载力计算公式均为半理论半经验的实用公式。
《公路桥规》中的斜截面受剪承载力计算公式以剪压破
坏为建立依据，假定梁的斜截面受剪承载力Vu由剪压区混凝 土的抗剪能力Vc、与斜裂缝相交的箍筋的抗剪能力Vsv 和与斜 裂缝相交的弯起钢筋的抗剪能力Vsb 三部分所组成。
第六章 受构件斜截面承载力答案

第六章 受构件斜截面承载力答案

第六章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算一、填空题：1、梁的斜截面承载力随着剪跨比的增大而 。

降低2、梁的斜截面破坏形态主要 、 、 ，其中，以 破坏的受力特征为依据建立斜截面承载力的计算公式。

斜拉破坏 斜压破坏 剪压破坏 剪压破坏3、随着混凝土强度的提高，其斜截面承载力 。

提高4、影响梁斜截面抗剪强度的主要因素是混凝土强度、配箍率、 剪跨比 和纵筋配筋率以及截面形式。

5、当梁的配箍率过小或箍筋间距过大并且剪跨比较大时，发生的破坏形式为 ；当梁的配箍率过大或剪跨比较小时，发生的破坏形式为 。

斜拉破坏 斜压破坏6、设置弯起筋的目的是 、 。

承担剪力 承担支座负弯矩7、为了防止发生斜压破坏，梁上作用的剪力应满足 ；为了防止发生斜拉破坏，梁内配置的箍筋应满足 。

025.0bh f V c c β≤ min ρρ≥，max s s ≤， min d d ≥二、判断题：1. 钢筋混凝土梁纵筋弯起后要求弯起点到充分利用点之间距离大于0.5h 0，其主要原因是为了保证纵筋弯起后弯起点处斜截面的受剪承载力要求。

（ × ）2．剪跨比0/h a 愈大，无腹筋梁的抗剪强度低，但当3/0>h a 后，梁的极限抗剪强度变化不大。

（√ ）3．对有腹筋梁，虽剪跨比大于1，只要超配筋，同样会斜压破坏（ √ ）4、剪压破坏时，与斜裂缝相交的腹筋先屈服，随后剪压区的混凝土压碎，材料得到充分利用，属于塑性破坏。

（ ）×5、梁内设置多排弯起筋抗剪时，应使前排弯起筋在受压区的弯起点距后排弯起筋受压区的弯起点之距满足：max s s ≤（ ）×6、箍筋不仅可以提高斜截面抗剪承载力，还可以约束混凝土，提高混凝土的抗压强度和延性，对抗震设计尤其重要。

（ ）√7、为了节约钢筋，跨中和支座负纵筋均可在不需要位置处截断。

（ ）×8、斜拉、斜压、剪压破坏均属于脆性破坏，但剪压破坏时，材料能得到充分利用，所以斜截面承载力计算公式是依据剪压破坏的受力特征建立起来的。