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钢筋混凝土梁斜截面受剪理论分析

2020-09-02谈爽

福建质量管理 2020年15期
关键词:承载力混凝土模型

谈 爽

(山东建筑大学 山东 济南 250101)

在弯矩和剪力的共同作用下,构件下部,尤其是靠近支座处,往往会出现斜裂缝,随着裂缝的发展,混凝土的剪压区高度不断减小,最终导致混凝土构件剪压区被压碎发生剪切破坏。

一、直接加载时的斜截面受剪破坏

(一)直接加载斜截面受剪破坏形态

斜截面受剪破坏主要分为三种,如下所述:

1.斜拉破坏。斜拉破坏一般发生在剪跨比较大(λ>3)时,此破坏主要是由钢筋混凝土梁中正应力和剪应力共同作用下发生的主拉应力导致的,斜拉破坏时构件的挠度很小,破坏呈明显脆性,类似于正截面破坏中的少筋破坏。

2.斜压破坏。斜压破坏一般发生在剪跨比较小(λ<1)时,同时剪跨比适当(1≤λ≤3)但箍筋过多或梁腹过薄也会发生斜压破坏。此破坏主要是由梁中主压应力导致的,破坏时箍筋尚未屈服,斜裂缝间的混凝土因主压应力过大而发生斜压破坏,类似于正截面破坏中的超筋破坏,也呈明显脆性,但不如斜拉破坏明显。

3.剪压破坏。剪压破坏一般发生在剪跨比适中(1≤λ≤3)时,同时剪跨比较大(λ>3)但箍筋数量适当时也会发生剪压破坏。此破坏主要是由梁中剪压区压应力和剪应力共同作用导致的,类似于正截面破坏中的适筋破坏,也属于脆性破坏,但是脆性不如前两种破坏明显。

(二)直接加载时斜截面破坏的简化力学模型

1.桁架模型。Ritter[1]在19世纪末就最早提出了平行桁架模型,采用桁架模型进行结构分析的计算方法较为简单,很多国家的设计规范中都采用了此模型。

桁架模型的原理为:假设桁架各杆铰接,上弦杆为梁顶部的混凝土受压区和上部受压纵筋,受拉纵筋为下弦杆,上下弦相距z,即梁的截面力臂。史庆轩[2]的桁架模型受剪计算公式为:

Vu=Vtu+Vc=ρsfyvbzcotψ+σcbzsinψcosψ

(1-1)

2.桁架-拱模型。桁架-拱模型认为构件所受的总剪力由桁架模型和拱模型共同承担,史庆轩[2]等人基于桁架—拱模型分析了钢筋混凝土梁的受剪机理并提出了受剪承载力公式。

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