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1、建筑結(jié)構(gòu)混凝土受彎構(gòu)建斜截面承載力【摘要】鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在主要承受彎矩的區(qū)段內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生垂直裂縫，如果正截面受彎承載力不夠，將沿垂直裂縫發(fā)生正截面受彎破壞。因此，在保證受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的同時(shí)，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(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；混凝土；受彎構(gòu)建；斜截面承載力鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在主要承受彎矩的區(qū)段內(nèi)，會(huì)產(chǎn)生垂直裂縫，如果正截面受彎承載力不夠，將沿垂直裂縫發(fā)生正截面受彎破壞。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件還有可能在剪力和彎矩共同作用的支座附近區(qū)段內(nèi)，會(huì)沿著斜向裂縫發(fā)生斜截面受剪破壞或斜截面受彎破壞。工程設(shè)計(jì)中，斜截2、面受剪承載力是由計(jì)算來(lái)滿足的，斜截面受彎承載力則是通過(guò)對(duì)縱向鋼筋和箍筋的構(gòu)造要求來(lái)滿足的。1 混凝土受彎構(gòu)件斜截面受力特點(diǎn)受彎構(gòu)件截面內(nèi)一般剪力和彎矩同時(shí)存在，通常在支座附近區(qū)段剪力較大。剪力和彎矩共同作用的區(qū)段稱為剪彎段。在剪力和彎矩共同作用下，主拉應(yīng)力將使構(gòu)件在剪彎段出現(xiàn)斜裂縫。斜裂縫的發(fā)展最終可導(dǎo)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(zhì)。為了防止發(fā)生斜截面破壞，應(yīng)當(dāng)使構(gòu)件具有合理的截面尺寸和合理的配筋構(gòu)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(yōu)先采用箍筋，也可采用彎起鋼筋。在荷載較小，梁段未出現(xiàn)裂縫之前，梁處于彈性工作狀態(tài)。彈性狀態(tài)下3、鋼筋混凝土梁內(nèi)應(yīng)力可按換算截面法計(jì)算，當(dāng)主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，在剪彎段內(nèi)將出現(xiàn)斜裂縫。斜裂縫出現(xiàn)后，梁的受力狀態(tài)發(fā)生了質(zhì)的變化，剪彎段內(nèi)應(yīng)力重新分布，不再維持均質(zhì)彈性體的受力狀態(tài)。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(yīng)力和壓應(yīng)力共同作用的區(qū)域，稱為剪壓區(qū)。作用于該脫離體上的力有荷載產(chǎn)生的剪力V、剪壓區(qū)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(kāi)展，Vl和Vd逐漸減小，極限狀態(tài)下不予考慮。分析該脫離體可知：斜裂縫的出現(xiàn)，使混凝土剪壓4、區(qū)減小，導(dǎo)致壓應(yīng)力和剪應(yīng)力增加，應(yīng)力分布規(guī)律不同于材料力學(xué)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?yàn)殚_(kāi)裂前該拉力取決于月截面的彎矩，開(kāi)裂后不考慮Vd、Vl和V腹的影響，平衡關(guān)系為FtzVaMc。說(shuō)明縱筋拉力取決于裂縫端點(diǎn)C處的彎矩，而C處彎矩大于B點(diǎn)彎矩；斜裂縫出現(xiàn)后，腹筋直接承擔(dān)部分剪力，與斜裂縫相交的箍筋和彎起鋼筋的應(yīng)力顯著增大。腹筋能限制斜裂縫的開(kāi)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(jié)劈裂裂縫的發(fā)展，防止混凝土保護(hù)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(tài)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)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(gòu)件到底發(fā)生哪種破壞形態(tài)，與剪跨比、箍筋數(shù)量和截面尺寸等因素有關(guān)。2.1 斜拉破壞當(dāng)剪跨比較大(3)或箍筋配置過(guò)少、間距過(guò)大時(shí)，發(fā)生斜拉破壞。其特點(diǎn)是斜裂縫一旦出現(xiàn)，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(xiàn)裂縫時(shí)的荷載相當(dāng)接近，破壞前的變形很小，往往只有一條斜裂縫，這是沒(méi)有預(yù)兆的脆性破壞，且承載能力極低，故設(shè)計(jì)中必須避免。2.2 剪壓破壞當(dāng)剪跨比適中(13)，且箍筋配置量恰當(dāng)時(shí)，發(fā)生剪壓破壞。其特點(diǎn)是第一條斜裂縫出現(xiàn)以后，荷載仍可有較大增長(zhǎng)。隨著荷載的增加，先后出現(xiàn)若干條斜裂縫，其中一條發(fā)展成又寬又長(zhǎng)的臨界斜裂縫，6、破壞時(shí)與臨界斜裂縫相交的箍筋應(yīng)力達(dá)到抗拉屈服強(qiáng)度，臨界斜裂縫上端未開(kāi)裂混凝土在剪應(yīng)力和正應(yīng)力的共同作用下達(dá)到極限。剪壓破壞有一定的預(yù)兆，破壞時(shí)箍筋屈服，破壞荷載比出現(xiàn)裂縫時(shí)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(jì)算的依據(jù)。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(shí)，縱筋對(duì)梁抗剪承載能力的影響才明顯。因?yàn)榱旱慕?jīng)濟(jì)配筋率為0.61.5，所以規(guī)范在抗剪承載能力計(jì)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(qū)的面積，對(duì)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(jì)算寬度，其結(jié)果偏于安全。截面尺寸對(duì)無(wú)腹筋梁的抗剪承載能力有較大影響，尺寸大的構(gòu)件破壞時(shí)的平均剪應(yīng)力比尺寸小的構(gòu)件破壞時(shí)的平均剪應(yīng)力低。對(duì)于有腹筋梁，因腹筋可抑制斜裂縫的開(kāi)展，故尺寸效應(yīng)的影響減小。規(guī)范在抗剪承載能力計(jì)算公式中未考慮這一影響。4 結(jié)束語(yǔ)總之，在保證受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的同時(shí)，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(xiàn)：1王強(qiáng).建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)M.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2006.2王歡.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理M.北京：中國(guó)建工出版社.2009