第 4 章 钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算
1.受弯构件斜裂缝发生前后构件内的应力状态有何变化? 答:斜裂缝发生后构件内的应力状态有以下变化: (1)斜裂缝出现前,梁的整个混凝土截面均能抵抗外荷载产生的剪力 VA,但在斜裂缝 出现后,只有斜截面上端余留截面抵抗剪力 VA,因此,开裂后混凝土所承担的剪应力增大 了. (2)斜裂缝出现前,各垂直截面的纵向钢筋的拉力 T 由各垂直截面的弯矩所决定,因 此,T 的变化规律基本上与弯矩图一致.但从图 4-4(c)可看到,斜裂缝出现后,截面 B 处的 钢筋拉力却要承受截面 A 的弯矩 MA(见式 4-2) ,而 MA> MB.所以,开裂后穿过斜裂缝的 纵筋的拉力突然增大. (3) 由于纵筋拉力突然增大, 使斜裂缝更向上开展. 进而使受压区混凝土截面更加缩小. 因此,受压区混凝土的压应力值也进一步上升. (4) 由于纵筋拉力的突然增大, 纵筋与周围混凝土之间的粘结有可能遭到破坏而出现如 图 4-5(a)所示的粘结裂缝.再加上纵筋"销栓力"的作用,可能产生如图 4-5(b)所示沿纵筋的 撕裂裂缝,最后纵筋与混凝土的共同
工作主要依靠纵筋在支座处的锚固. 如果构件能适应上述这些应力的变化, 就能在斜裂缝出现后重新建立平衡, 否则会因斜 截面承载力不足而产生斜截面受剪破坏.
题图 1
混凝土的粘结裂缝与沿纵筋的撕裂裂缝
2.无腹筋梁斜截面受剪破坏通常有哪三种主要破坏形式,各有何特点?其承受剪力的 大小和破坏性质如何? 答:无腹筋梁斜截面受剪破坏,有以下三种主要破坏形式. (1)斜拉破坏 当剪跨比 λ 较大时(一般 λ>3,均布荷载下为跨高比 l/h>9) ,常为斜拉破坏.这种 破坏现象是斜裂缝一出现就很快形成一条主要斜裂缝, 并迅速向受压边缘发展, 直至将整个 截面裂通,使构件劈裂为两部分而破坏.其特点是整个破坏过程急速而突然,破坏荷载比斜 裂缝形成时的荷载增加不多. 斜拉破坏的原因是由于余留截面上混凝土剪应力的增长, 使余 留截面上的主拉应力超过了混凝土的抗拉强度. (2)剪压破坏 当剪跨比 λ 适中时(一般 1<λ≤3,均布荷载下为跨高比 3
支座较近时, 斜裂缝由支座向集中荷载处发展, 支座反力与荷载间的混凝土形成一
斜向受压短柱,随着荷载的增加,当主压应力超过了混凝土的抗压强度时,短柱被压碎而破 坏.它的特点是斜裂缝细而密,破坏时的荷载也明显高于斜裂缝出现时的荷载.斜压破坏的 原因是由于主压应力超过了斜向受压短柱混凝土的抗压强度. 上述三种主要破坏形态,就它们的受剪承载力而言,斜拉破坏最低,剪压破坏较高,斜 压破坏最高.但就其破坏性质而言,由于它们达到破坏荷载时的跨中挠度都不大,因而均属 脆性破坏,其中斜拉破坏的脆性更突出. 3.影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些?它们是如何影响无腹筋梁斜截 面受剪承载力的? 答:影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有:剪跨比 λ,混凝土强度,纵筋配筋 率 ρ. (1)剪跨比 λ 对梁顶直接施加集中荷载的无腹筋梁,剪跨比 λ 是影响受剪承载力的最主要因素.随着 剪跨比的增大,破坏形态发生显著变化,梁的受剪承载力明显降低.小剪跨比时,大多发生 斜压破坏,受剪承载力很高;中等剪跨比时,大多发生剪压破坏,受剪承载力次之;大剪跨 比时,大多发生斜拉破坏,受剪承载力很低.当剪跨比 λ>3 以后