第5章受弯构件的斜截面承载力 5.1概述 上一章讲了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 构件在弯矩和剪力共同作用下,当正截面受弯承载力得到保证时,则有能产生斜截 面破坏。斜截面破坏包括斜截面受剪破坏和斜截面受弯破坏两方面。因此为了保证 受弯构件的承载力,除了进行正截面受弯承载力计算外,还必须进行斜截面受剪承 载力计算,同时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 钢筋混凝土受弯构件在出现裂缝前的应力状态,由于它是两种不同材料组成的 非均质体,因而材料力学公式不能完全适用。但是当作用的荷载较小,构件内的应 力也较小,其拉应力还未超过混凝土的抗拉极限强度、亦即处于裂缝出现以前的I。 阶段状态时,则构件与均质弹性体相似,应力-应变基本成线性关系,此时其应力可 近似按一般材料力学公式来进行分析。在计算时可将纵向钢筋截面按其重心处钢筋 的拉应变取与同一高度处混凝土纤维拉应变相等的原则,由虎克定律换算成等效的 混凝土截面,得出一个换算截面,则截面上任意一点的正应力和剪应力分别按下式 计算,其应力分布见图5-1。 图5-1钢筋混凝土简支梁开裂前的应力状态 a)开裂前的主应力轨迹线:(b)换算截面:(c)正应力σ图:(d)剪应力τ图 Mi 正应力 (5-1) 剪应力 (5-2) bl 式中l——换算截面惯性矩 由于受弯构件纵向钢筋的配筋率一般不超过2%,所以按换算截面面积计算所得
1 第 5 章 受弯构件的斜截面承载力 5． 1 概 述 上 一 章讲 了 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 件在 弯 矩 和 剪力 共 同 作 用 下， 当 正 截 面受 弯 承 载 力得 到 保 证 时， 则 有 能 产 生斜 截 面 破坏 。 斜 截 面破 坏 包 括 斜 截面 受 剪 破 坏和 斜 截 面 受弯 破 坏 两 方面 。 因 此 为 了保 证 受 弯构 件 的 承 载力 ， 除 了 进 行正 截 面 受 弯承 载 力 计 算外 ， 还 必 须进 行 斜 截 面 受剪 承 载力 计 算 ，同 时 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。 钢 筋 混凝 土 受弯 构 件在 出 现裂 缝 前的 应 力 状态 ，由 于它 是 两种 不 同材 料 组成 的 非 均质 体 ， 因 而材 料 力 学 公 式不 能 完 全 适用 。 但 是 当作 用 的 荷 载较 小 ， 构 件 内的 应 力也 较 小， 其 拉应 力 还未 超 过混 凝 土的 抗 拉极 限 强 度、 亦 即处 于 裂缝 出 现以 前 的 Ia 阶段 状 态时 ，则构 件 与均 质 弹性 体 相似 ，应 力-应 变基 本 成线 性 关 系，此时 其 应力 可 近 似按 一 般 材 料力 学 公 式 来 进行 分 析 。 在计 算 时 可 将纵 向 钢 筋 截面 按 其 重 心 处钢 筋 的 拉应 变 取 与 同一 高 度 处 混 凝土 纤 维 拉 应变 相 等 的 原则 ， 由 虎 克定 律 换 算 成 等效 的 混 凝土 截 面 ， 得出 一 个 换 算 截面 ， 则 截 面上 任 意 一 点的 正 应 力 和剪 应 力 分 别 按下 式 计算，其应力分布见图 5 -1。 图 5-1 钢筋混凝土简支梁开裂前的应力状态 （ a） 开 裂 前 的 主 应 力 轨 迹 线 ；（ b） 换 算 截 面 ；（ c） 正 应 力 σ 图 ；（ d） 剪 应 力 τ 图 正应 力 0 I My = （5- 1） 剪应 力 bI 0 VS = （5- 2） 式中 I0——换算截面惯性 矩 。 由于 受 弯构 件 纵 向钢 筋 的配 筋 率一般不超过 2%， 所以 按 换算 截 面 面积 计 算所 得
的正应力和剪应力值与按素混凝土的截面计算所得的应力值相差不大 根据材料力学原理,受弯构件正截面上任意一点在正应力σ和剪应力τ共同作用 下,在该点所产生的主应力,可按下式计算 主拉应力 (5-3) 2V4 主压应力 (5-4) 2V4 主应力的作用方向与构件纵向轴线的夹角a可由下式求得: 2 iga (5-5) 在中和轴附近,正应力很小,剪应力大,主拉应力方向大致为45°。当荷载增 大,拉应变达到混凝土的极限拉应变值时,混凝土开裂,沿主压应力迹线产生腹部 的斜裂缝,称为腹剪斜裂缝。腹剪斜裂缝中间宽两头细,呈枣核形,常见于薄腹梁 中,如图5-2(a)所示。另外,从主应力迹线图上可以看出,在剪弯区段截面的下 边缘,主拉应力还是水平向的。所以,在这些区段仍可能首先出一些较短的垂直裂 缝,然后延伸成斜裂缝,向集中荷载作用点发展,这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂 缝的总体,称为弯剪斜裂缝,这种裂缝上细下宽,是最常见的,如图5-2(b)所示。 为了防止梁沿斜裂缝破坏,应使梁具有一个合理的截面尺寸,并配置必要的箍筋 图5-3)。箍筋、纵筋和架立钢筋绑扎(或焊)在一起,形成钢筋骨架,使各种钢 筋得以在施工时维持正确的位置。当梁承受的剪力较大时,可再补充设置斜钢筋, 斜钢筋一般由梁内的纵筋弯起而形成,称为弯起钢筋,如图5-3所示。有时采用单 独添置的斜钢筋。箍筋、弯起钢筋(或斜筋)统称为腹筋。仅配有纵向钢筋而无箍 筋和弯起钢筋的梁,称为无腹筋梁 5.2受弯构件斜截面的受力特点与破坏形态 5.2.1无腹筋梁斜截面的受力特点 无腹筋梁出现斜裂缝后,其应力状态发生了显著变化,这时已不可再将其视作 为匀质弹性梁,截面上的应力亦不能用一般的材料力学公式进行计算。现以图5-4 中的斜裂缝CB为界取出截离体,斜裂缝上端截面AB称为剪压区 在这个截离体上剪力Ⅴ是由作用在以下抗力来平衡的:裂缝上端混凝土截面承
2 的正应力和剪应力值与按素混凝土的截面计算所得的应力值相差不大。 根据 材 料力 学 原理 ，受 弯构 件 正 截面 上 任意 一 点在 正 应力 σ 和剪 应 力τ 共 同作 用 下，在该点所产生的主应力，可按下式计算 主拉 应 力 2 2 2 4 tp = + + （5 -3） 主压 应 力 2 2 2 4 τ σ σ σ cp = − + （ 5-4） 主应力的作用方向与构件纵向轴线的夹角α可由下式求得： 2 tg2 = − （5- 5） 在中 和 轴 附近 ， 正 应力 很 小 ，剪 应 力 大， 主 拉应 力 方 向大 致 为 45°。 当 荷载 增 大 ，拉 应 变 达 到混 凝 土 的 极 限拉 应 变 值 时， 混 凝 土 开裂 ， 沿 主 压应 力 迹 线 产 生腹 部 的 斜裂 缝 ， 称 为腹 剪 斜 裂 缝 。腹 剪 斜 裂 缝中 间 宽 两 头细 ， 呈 枣 核形 ， 常 见 于 薄腹 梁 中， 如图 5-2（a） 所示 。 另 外， 从 主应 力 迹线 图 上可 以 看出 ， 在剪 弯 区段 截 面的 下 边 缘， 主 拉 应 力还 是 水 平 向 的。 所 以 ， 在这 些 区 段 仍可 能 首 先 出一 些 较 短 的 垂直 裂 缝 ，然 后 延 伸 成斜 裂 缝 ， 向 集中 荷 载 作 用点 发 展 ， 这种 由 垂 直 裂缝 引 伸 而 成 的斜 裂 缝的 总 体，称为 弯 剪斜 裂 缝，这 种裂 缝 上细 下 宽，是最 常 见的 ，如 图 5-2（b）所 示。 为了 防 止梁 沿 斜裂 缝 破坏 ，应 使梁 具 有一 个 合理 的 截面 尺 寸 ，并 配 置必 要 的箍 筋 （图 5 -3）。 箍筋 、 纵筋 和 架 立钢 筋 绑扎 （ 或焊 ） 在一 起 ，形 成 钢筋 骨 架， 使 各种 钢 筋 得以 在 施 工 时维 持 正 确 的 位置 。 当 梁 承受 的 剪 力 较大 时 ， 可 再补 充 设 置 斜 钢筋 ， 斜钢 筋 一般 由 梁内 的 纵筋 弯 起而 形 成， 称 为弯 起 钢 筋， 如图 5 -3 所 示 。有 时 采用 单 独 添置 的 斜 钢 筋。 箍 筋 、 弯 起钢 筋 （ 或 斜筋 ） 统 称 为腹 筋 。 仅 配有 纵 向 钢 筋 而无 箍 筋和弯起钢筋的梁，称为无腹筋梁。 5． 2 受弯构件斜截面的受力特点与破坏形态 5.2.1 无 腹 筋梁 斜 截 面的 受 力特 点 无 腹筋 梁 出 现 斜裂 缝 后 ，其 应 力 状 态发 生 了 显 著变 化 ， 这时 已 不 可 再将 其 视 作 为 匀质 弹 性 梁 ， 截面 上 的 应 力亦 不 能 用 一般 的 材 料 力 学公 式 进 行 计算 。 现 以 图 5 -4 中的斜裂缝 CB 为 界取 出 截离 体 ，斜 裂 缝上 端 截 面 A B 称 为 剪压 区 。 在这 个 截离 体 上剪 力 V 是 由 作用 在 以下 抗 力来 平 衡的 ： 裂缝 上 端混 凝 土截 面 承
受的剪力V纵向钢筋销栓作用传递的剪力V,斜裂缝交界面骨料的咬合与磨擦作用 传递的剪力Va。由于混凝土保护层厚度不大,难以阻止纵向钢筋在剪力作用下产生 的剪切变形,故纵向钢筋联系斜裂缝两侧混凝土的销栓作用是很脆弱的;斜裂缝交 界面上骨料的咬合作用及磨擦作用将随着斜裂缝的开展而逐渐减小 由于斜裂缝的出现,梁在剪弯段内的应力状态将发生很大变化,主要表现在: (1)开裂前的剪力是由全截面承担的,开裂后则主要由剪压区混凝土承担,剪 压区混凝土剪应力和压应力大大增加(随着荷载的增大,斜裂缝宽度增加,骨料咬 合力也迅速减小),应力的分布规律不同于斜裂缝出现前的情形。 (2)混凝土剪压区面积因斜裂缝的出现和发展而逐渐减小,剪压区内的混凝土 压应力将大大增加 (3)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大。因为该 处的纵向钢筋拉力T在斜裂缝出现前是由截面C处弯矩Mc决定的(见图5-4),而在 斜裂缝出现后,根据力矩平衡的概念,纵向钢筋的拉力T则是由斜裂缝端点处截面 AB的弯矩M所决定,M比Mc要大很多 4)纵向钢筋拉应力的增大导致钢筋与混凝土间粘结应力的增大,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) 当荷载继续增加后,随着斜裂缝数量的増多和裂缝宽度増大,骨料咬合力下降; 沿纵向钢筋的混凝土保护层也有可能被撕裂、钢筋的销栓力也逐渐减弱;斜裂缝中 的一条发展成为主要斜裂缝,称为临界斜裂缝,无腹筋梁此时如同拱结构(图5-6), 纵向钢筋成为拱的拉杆。一种较常见的破坏情形是:临界斜裂缝的发展导致混凝土 剪压区高度的不断减小,最后在剪应力和压应力的共同作用下,梁因剪压区混凝土 被压碎(拱顶破坏〕而发生破坏。破坏时纵向钢筋拉应力往往低于其屈服强度。 5.2.2有腹筋梁斜截面受力分析 对于有腹筋梁,在荷载较小,斜裂缝出现之前,腹筋中的应力很小,腹筋作用 不大,对斜裂缝出现荷载影响很小,其受力性能与无腹筋梁相近。然而,在斜裂缝 出现后,有腹筋梁的受力性能与无腹筋梁相比,将有显著的不同。 斜裂缝出现后,与斜裂缝相交的箍筋的应力增大。此时有腹筋梁比拟成一个平 面桁架。如图(5-⑦)。其中箍筋可以将被斜裂缝分割的混凝土齿状块体,即混凝土
3 受的 剪 力 Vc 纵 向钢 筋 销 栓作 用 传递 的 剪力 Vd ， 斜 裂缝 交 界面 骨 料的 咬 合与 磨 擦作 用 传递 的 剪力 Va。 由 于混 凝 土 保护 层 厚度 不 大， 难 以阻 止 纵向 钢 筋在 剪 力作 用 下产 生 的 剪切 变 形 ， 故纵 向 钢 筋 联 系斜 裂 缝 两 侧混 凝 土 的 销栓 作 用 是 很脆 弱 的 ； 斜 裂缝 交 界面上骨料的咬合作用及磨擦作用将随着斜裂缝的开展而逐渐减小。 由于斜裂缝的出现，梁在剪弯段内的应力状态将发生很大变化，主要表现在： （1）开 裂前 的 剪力 是 由全 截 面承 担 的 ，开 裂 后则 主 要由 剪 压区 混 凝 土承 担 ，剪 压 区混 凝 土 剪 应力 和 压 应 力 大大 增 加 （ 随着 荷 载 的 增大 ， 斜 裂 缝宽 度 增 加 ， 骨料 咬 合力也迅速减小），应 力 的分 布 规律 不 同于 斜 裂 缝出 现 前的 情 形。 （2）混 凝土 剪 压区 面 积因 斜 裂缝 的 出 现和 发 展而 逐 渐减 小，剪 压区 内 的混 凝 土 压应力将大大增加。 （3）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 大 。因 为 该 处的 纵 向钢 筋 拉 力 T 在斜 裂 缝出 现 前是 由 截 面 C 处 弯矩 MC 决 定的（见 图 5 -4），而 在 斜裂 缝 出现 后 ，根 据 力矩 平 衡的 概 念， 纵 向钢 筋 的 拉力 T 则 是 由斜 裂 缝端 点 处截 面 AB 的弯矩 MB 所决定 ，MB 比 MC 要大 很 多。 （4）纵 向钢 筋 拉应 力 的增 大 导致 钢 筋 与混 凝 土间 粘 结应 力 的增 大，有 可能 出 现 沿纵向钢筋的粘结裂缝（图 5-5 a） 或 撕裂 裂 缝（ 图 5-5 b） . 当荷 载 继续 增 加后 ，随 着 斜裂 缝 数量 的 增 多和 裂 缝宽 度 增大 ，骨 料 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 力 也 逐渐 减 弱 ； 斜 裂缝 中 的一 条 发展 成 为主 要 斜裂 缝 ，称 为临 界 斜裂 缝 ，无腹 筋 梁此 时 如同 拱 结构（ 图 5-6）， 纵 向钢 筋 成 为 拱的 拉 杆 。 一 种较 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 的 不断 减 小 ， 最 后在 剪 应 力 和压 应 力 的 共同 作 用 下 ，梁 因 剪 压 区 混凝 土 被压碎（拱顶破坏）而发生破坏。破坏时纵向钢筋拉应力往往低于其屈服强度。 5 . 2 . 2 有腹筋梁斜截面受力分析 对 于有 腹 筋 梁 ，在 荷 载 较小 ， 斜 裂 缝出 现 之 前 ，腹 筋 中 的应 力 很 小 ，腹 筋 作 用 不 大， 对 斜 裂 缝出 现 荷 载 影 响很 小 ， 其 受力 性 能 与 无腹 筋 梁 相 近。 然 而 ， 在 斜裂 缝 出现后，有腹筋梁的受力性能与无腹筋梁相比，将有显著的不同。 斜 裂缝 出 现 后 ，与 斜 裂 缝相 交 的 箍 筋的 应 力 增 大。 此 时 有腹 筋 梁 比 拟成 一 个 平 面 桁架 。 如 图 （5- 7）。 其 中 箍筋 可 以 将 被斜 裂 缝 分 割的 混 凝 土 齿状 块 体 ， 即 混凝 土
斜压杆连接在一起,从而可将梁中开裂后的混凝土块体Ⅰ视为桁架的上弦,斜裂缝 间的小齿块Ⅱ、Ⅲ,视为桁架的斜压杆,纵筋为受拉弦杆,箍筋及弯起钢筋为受拉 腹杆,比拟成一个平面桁架 由此可知,箍筋作为桁架受拉腹杆,传递小齿Ⅱ、Ⅲ等传来的压力,相对地可 以认为增加了压区的高度,减轻了块体Ⅰ斜裂缝顶端混凝土承担的压力,从而提高 了梁的抗剪能力 5.2.3剪跨比 对于承受集中荷载的梁,剪跨比λ系指剪跨a与截面有效高度h的比值,即 Va M 这里的剪跨长度a是指离支座最近的那个集中力到支座的距离。 公式(5-6)表明,剪跨比λ实质上反映了截面上弯矩M与剪力V的相对值。 于是,对于承受均布荷载或其他复杂荷载的梁,可用无量纲参数M/(Vho)来反映截 面上弯矩与剪力的相对比值,一般称M/(Vo)为广义剪跨比λ。即 M 由于剪压区混凝土截面上的正应力大致与弯矩M成正比,而剪应力大致与剪力 V成正比,因此,剪跨比λ或广义剪跨比A。实质上反映了截面上正应力和剪应力的 相对关系。由于正应力和剪应力决定了主应力的大小和方向。因而,它对梁的斜截 面受剪破坏形态和斜截面受剪承载力,有着极为重要的影响。 5.2.4斜截面受剪的三种主要破坏形态 1.无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 大量试验表明,无腹筋梁斜截面剪切破坏主要有三种破坏形态 (1)斜压破坏 λ<1时,发生斜压破坏。这种破坏多数发生在剪力大而弯矩小的区段,以及 梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁内。破坏时,混凝土被腹剪斜裂缝分割成若 干个斜向短柱而被压坏,破坏是突然发生的 (2)剪压破坏
4 斜 压杆 连 接 在 一起 ， 从 而 可 将梁 中 开 裂 后的 混 凝 土 块体 Ⅰ 视 为 桁架 的 上 弦 ， 斜裂 缝 间 的小 齿 块 Ⅱ 、Ⅲ ， 视 为 桁 架的 斜 压 杆 ，纵 筋 为 受 拉弦 杆 ， 箍 筋及 弯 起 钢 筋 为受 拉 腹杆，比拟成一个平面桁架。 由 此可 知 ， 箍 筋作 为 桁 架受 拉 腹 杆 ，传 递 小 齿 Ⅱ、 Ⅲ 等 传来 的 压 力 ，相 对 地 可 以 认为 增 加 了 压区 的 高 度 ， 减轻 了 块 体 Ⅰ斜 裂 缝 顶 端混 凝 土 承 担的 压 力 ， 从 而提 高 了梁的抗剪能力。 5 . 2 . 3 剪跨比 对于承受集中荷载的梁，剪跨比λ系指剪跨 a 与 截 面 有效 高 度 0 h 的 比 值， 即 0 0 Vh0 M Vh Va h a λ = = = （5-6） 这里的剪跨长度 a 是 指 离支 座 最近 的 那个 集 中力 到 支 座的 距 离。 公式 （5 -6）表 明 ，剪 跨 比λ 实 质上 反 映了 截 面 上弯 矩 M 与剪 力 V 的 相对 值 。 于是 ，对于 承 受均 布 荷载 或 其他 复 杂荷 载 的梁 ，可用 无 量纲 参 数 M /（V h0）来 反映 截 面上弯矩与剪力的相对比值，一般称 M /（ Vh0 ）为 广 义剪 跨 比λ0 。 即 0 0 Vh M = （5-7） 由于 剪 压区 混 凝土 截 面上 的 正应 力 大致 与 弯 矩 M 成正 比 ，而 剪 应力 大 致与 剪 力 V 成正 比 ，因 此 ，剪 跨 比λ 或 广义 剪 跨 比λ 0 实 质 上反 映 了截 面 上正 应 力和 剪 应力 的 相 对关 系 。 由 于正 应 力 和 剪 应力 决 定 了 主应 力 的 大 小和 方 向 。 因而 ， 它 对 梁 的斜 截 面受剪破坏形态和斜截面受剪承载力，有着极为重要的影响。 5 . 2 . 4 斜截面受剪的三种主要破坏形态 1．无腹筋梁的斜 截面 受 剪破 坏 形态 大量试验表明，无腹筋梁斜截面剪切破坏主要有三种破坏形态： （1）斜压破坏 λ ＜1 时 ， 发 生斜 压 破 坏。 这 种 破 坏多 数 发 生 在剪 力 大 而弯 矩 小 的 区段 ， 以 及 梁腹 板 很薄 的 T 形 截面 或 工 字形 截 面梁 内 。破 坏 时， 混 凝土 被 腹剪 斜 裂缝 分 割成 若 干个斜向短柱而被压坏，破坏是突然发生的。 （2）剪压破坏
1<λ<3时,发生剪压破坏。其破坏的特征通常是,在剪弯区段的受拉区边缘 先出现一些垂直裂缝,它们沿竖向延伸一小段长度后,就斜向延伸形成一些斜裂缝, 而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝,称为临界斜裂缝,临界斜裂缝出现后迅 速延伸,使斜截面剪压区的高度缩小,最后导致剪压区的混凝土破坏,使斜截面丧 失承载力 (3)斜拉破坏 λ>3时,常发生这种破坏。其特点是当垂直裂缝一出现,就迅速向受压区斜 向伸展,斜截面承载力随之丧失。破坏荷载与出现斜面裂缝时的荷载很接近,破坏 过程急骤,破坏前梁变形亦小,具有很明显的脆性性质 2.有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态 与无腹筋梁类似,有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态主要有三种:斜压破坏、剪 压破坏和斜拉破坏 当剪跨比较小或箍筋的配置数量过多,则在箍筋尚未屈服时,斜裂缝间混凝土 即因主压应力过大而发生斜压破坏。在薄腹梁中,即使剪跨比较大,也会发生斜压 破坏 当箍筋的配置数量适当,则斜裂缝出现后,原来由混凝土承受的拉力转由斜裂 缝相交的箍筋承受,在箍筋尚未屈服时,由于箍筋的受力作用,延缓和限制了斜裂 缝的开展和延伸,荷载尚能有较大的增长。当箍筋屈服后,其变形迅速增大,不再 能有效地抑制斜裂缝的开展和延伸,最后斜裂缝上端的混凝土在剪压复合应力作用 下,达到极限强度,发生剪压破坏。 当剪跨比较大,且箍筋配置的数量过少,当斜裂缝出现后,原来由混凝土承受 的拉力转由箍筋承受,使箍筋很快达到屈服,不能限制斜裂缝的开展,此时梁的破 坏形态与无腹筋梁相似,也将发生斜拉破坏。 5.3影响受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素 5.3.1剪跨比对斜截面受剪承载力的影响 试验表明,对于承受集中荷载的梁,随着剪跨比的增大,受剪承载力下降。对 于承受均布荷载作用的梁而言,构件跨度与截面高度之比(简称跨高比)l/h是影 响受剪承载力的主要因素。随着跨高比的增大,受剪承载力降低
5 1＜ λ＜ 3 时， 发生 剪 压破 坏 。其 破 坏的 特 征通 常 是， 在 剪弯 区 段的 受 拉区 边 缘 先出 现 一些 垂 直裂 缝 ，它们 沿 竖向 延 伸一 小 段长 度 后 ，就 斜 向延 伸 形成 一 些斜 裂 缝， 而 后又 产 生 一 条贯 穿 的 较 宽 的主 要 斜 裂 缝， 称 为 临 界斜 裂 缝 ， 临界 斜 裂 缝 出 现后 迅 速 延伸 ， 使 斜 截面 剪 压 区 的 高度 缩 小 ， 最后 导 致 剪 压区 的 混 凝 土破 坏 ， 使 斜 截面 丧 失承载力。 （3）斜拉破坏 λ＞ 3 时 ， 常 发生 这 种 破坏 。 其 特点 是 当 垂直 裂 缝 一出 现 ， 就迅 速 向 受压 区 斜 向 伸展 ， 斜 截 面承 载 力 随 之 丧失 。 破 坏 荷载 与 出 现 斜面 裂 缝 时 的荷 载 很 接 近 ，破 坏 过程急骤，破坏前梁变形亦小，具有很明显的脆性性质。 2．有腹筋梁的斜 截面 受 剪破 坏 形态 与 无腹 筋 梁 类 似 ，有 腹 筋 梁 的斜 截 面 受 剪 破坏 形 态 主 要有 三 种 ： 斜 压破 坏 、 剪 压破坏和斜拉破坏。 当 剪跨 比 较 小 或 箍筋 的 配 置 数量 过 多 ， 则 在箍 筋 尚 未 屈服 时 ， 斜 裂 缝间 混 凝 土 即 因主 压 应 力 过大 而 发 生 斜 压破 坏 。 在 薄腹 梁 中 ， 即使 剪 跨 比 较大 ， 也 会 发 生斜 压 破坏。 当 箍筋 的 配 置 数 量适 当 ， 则 斜裂 缝 出 现 后 ，原 来 由 混 凝土 承 受 的 拉 力转 由 斜 裂 缝 相交 的 箍 筋 承受 ， 在 箍 筋 尚未 屈 服 时 ，由 于 箍 筋 的受 力 作 用 ，延 缓 和 限 制 了斜 裂 缝 的开 展 和 延 伸， 荷 载 尚 能 有较 大 的 增 长。 当 箍 筋 屈服 后 ， 其 变形 迅 速 增 大 ，不 再 能 有效 地 抑 制 斜裂 缝 的 开 展 和延 伸 ， 最 后斜 裂 缝 上 端的 混 凝 土 在剪 压 复 合 应 力作 用 下，达到极限强度，发生剪压破坏。 当 剪跨 比 较 大 ， 且箍 筋 配 置 的数 量 过 少 ， 当斜 裂 缝 出 现后 ， 原 来 由 混凝 土 承 受 的 拉力 转 由 箍 筋承 受 ， 使 箍 筋很 快 达 到 屈服 ， 不 能 限制 斜 裂 缝 的开 展 ， 此 时 梁的 破 坏形态与无腹筋梁相似，也将发生斜拉破坏。 5． 3 影 响 受 弯 构 件 斜截 面 受 剪承 载 力 的主 要 因 素 5.3.1 剪 跨 比对 斜 截 面受 剪 承载 力 的 影响 试 验表 明 ， 对 于 承受 集 中 荷 载的 梁 ， 随 着 剪跨 比 的 增 大， 受 剪 承 载 力下 降 。 对 于承 受 均布 荷 载作 用 的梁 而 言， 构 件跨 度 与截 面 高 度之 比 （简 称 跨高 比 ）l0 / h 是 影 响受剪承载力的主要因素。随着跨高比的增大，受剪承载力降低