1、建筑結構混凝土受彎構建斜截面承載力【摘要】鋼筋混凝土受彎構件在主要承受彎矩的區段內，會產生垂直裂縫，如果正截面受彎承載力不夠，將沿垂直裂縫發生正截面受彎破壞。因此，在保證受彎構件正截面受彎承載力的同時，還要保證斜截面承載力，即斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力。 /2/view-13091085.htm【關鍵詞】建筑結構；混凝土；受彎構建；斜截面承載力鋼筋混凝土受彎構件在主要承受彎矩的區段內，會產生垂直裂縫，如果正截面受彎承載力不夠，將沿垂直裂縫發生正截面受彎破壞。鋼筋混凝土受彎構件還有可能在剪力和彎矩共同作用的支座附近區段內，會沿著斜向裂縫發生斜截面受剪破壞或斜截面受彎破壞。工程設計中，斜截
2、面受剪承載力是由計算來滿足的，斜截面受彎承載力則是通過對縱向鋼筋和箍筋的構造要求來滿足的。1 混凝土受彎構件斜截面受力特點受彎構件截面內一般剪力和彎矩同時存在，通常在支座附近區段剪力較大。剪力和彎矩共同作用的區段稱為剪彎段。在剪力和彎矩共同作用下，主拉應力將使構件在剪彎段出現斜裂縫。斜裂縫的發展最終可導致斜截面破壞，這種破壞與正截面破壞相比，普遍具有脆性性質。為了防止發生斜截面破壞，應當使構件具有合理的截面尺寸和合理的配筋構造并配置必要的腹筋。樓板因所受剪力較小，混凝土足以抵抗，可不配置腹筋；梁的腹筋優先采用箍筋，也可采用彎起鋼筋。在荷載較小，梁段未出現裂縫之前，梁處于彈性工作狀態。彈性狀態下
3、鋼筋混凝土梁內應力可按換算截面法計算，當主拉應力達到混凝土的抗拉強度時，在剪彎段內將出現斜裂縫。斜裂縫出現后，梁的受力狀態發生了質的變化，剪彎段內應力重新分布，不再維持均質彈性體的受力狀態。梁端附近以斜裂縫為界，取出脫離體ABCDE, 其中BC為斜裂縫，CD是混凝土剪應力和壓應力共同作用的區域，稱為剪壓區。作用于該脫離體上的力有荷載產生的剪力V、剪壓區混凝土的壓力Fc和剪力Vc、縱向鋼筋拉力Ft和銷栓作用傳遞的剪力Vd、斜裂縫交界面骨料的咬合與摩擦作用傳遞的剪力V1、與斜裂縫相交的腹筋拉力V腹。隨著裂縫的開展，Vl和Vd逐漸減小，極限狀態下不予考慮。分析該脫離體可知：斜裂縫的出現，使混凝土剪壓
4、區減小，導致壓應力和剪應力增加，應力分布規律不同于材料力學理論上的分布；與斜裂縫相交的縱向鋼筋的拉力Ft大大增加。因為開裂前該拉力取決于月截面的彎矩，開裂后不考慮Vd、Vl和V腹的影響，平衡關系為FtzVaMc。說明縱筋拉力取決于裂縫端點C處的彎矩，而C處彎矩大于B點彎矩；斜裂縫出現后，腹筋直接承擔部分剪力，與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋的應力顯著增大。腹筋能限制斜裂縫的開展和延伸，使梁的受剪承載能力有較大提高；箍筋還將提高斜裂縫交界面混凝土骨料的咬合和摩擦作用，延緩沿縱向鋼筋黏結劈裂裂縫的發展，防止混凝土保護層突然撕裂，提高縱向鋼筋的銷栓作用。2 斜截面破壞的主要形態經過試驗研究，斜截面剪切破
5、壞分斜拉破壞、剪壓破壞和斜壓破壞三種，受彎構件到底發生哪種破壞形態，與剪跨比、箍筋數量和截面尺寸等因素有關。2.1 斜拉破壞當剪跨比較大(3)或箍筋配置過少、間距過大時，發生斜拉破壞。其特點是斜裂縫一旦出現，就很塊形成一條臨界裂縫，并延伸到梁頂，將梁斜劈成兩半而宣告破壞。破壞荷載與出現裂縫時的荷載相當接近，破壞前的變形很小，往往只有一條斜裂縫，這是沒有預兆的脆性破壞，且承載能力極低，故設計中必須避免。2.2 剪壓破壞當剪跨比適中(13)，且箍筋配置量恰當時，發生剪壓破壞。其特點是第一條斜裂縫出現以后，荷載仍可有較大增長。隨著荷載的增加，先后出現若干條斜裂縫，其中一條發展成又寬又長的臨界斜裂縫，
6、破壞時與臨界斜裂縫相交的箍筋應力達到抗拉屈服強度，臨界斜裂縫上端未開裂混凝土在剪應力和正應力的共同作用下達到極限。剪壓破壞有一定的預兆，破壞時箍筋屈服，破壞荷載比出現裂縫時的荷載高，承載能力隨配箍量的增大而增大，是斜截面承載能力計算的依據。但與適筋梁的正截面破壞相比，剪壓破壞仍然屬于脆性破壞。2.3 斜壓破壞剪跨比很小(1.5時，縱筋對梁抗剪承載能力的影響才明顯。因為梁的經濟配筋率為0.61.5，所以規范在抗剪承載能力計算公式中未考慮這一影響。3.6 截面形式和尺寸T形、I形截面有受壓翼緣，增加了剪壓區的面積，對斜拉破壞和剪壓破壞的抗剪承載能力可提高20。忽略翼緣的作用，只取腹板寬度作為計算寬度，其結果偏于安全。截面尺寸對無腹筋梁的抗剪承載能力有較大影響，尺寸大的構件破壞時的平均剪應力比尺寸小的構件破壞時的平均剪應力低。對于有腹筋梁，因腹筋可抑制斜裂縫的開展，故尺寸效應的影響減小。規范在抗剪承載能力計算公式中未考慮這一影響。4 結束語總之，在保證受彎構件正截面受彎承載力的同時，還要保證斜截面承載力，即斜截面受剪承載力和斜截面受彎承載力。參考文獻：1王強.建筑物的結構設計M.上海：上海科學技術出版社，2006.2王歡.建筑結構設計原理M.北京：中國建工出版社.2009
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