1、建筑结构混凝土受弯构建斜截面承载力【摘要】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。因此，在保证受弯构件正截面受弯承载力的同时，还要保证斜截面承载力，即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。 /2/view-13091085.htm【关键词】建筑结构；混凝土；受弯构建；斜截面承载力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还有可能在剪力和弯矩共同作用的支座附近区段内，会沿着斜向裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。工程设计中，斜截2、面受剪承载力是由计算来满足的，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。1 混凝土受弯构件斜截面受力特点受弯构件截面内一般剪力和弯矩同时存在，通常在支座附近区段剪力较大。剪力和弯矩共同作用的区段称为剪弯段。在剪力和弯矩共同作用下，主拉应力将使构件在剪弯段出现斜裂缝。斜裂缝的发展最终可导致斜截面破坏，这种破坏与正截面破坏相比，普遍具有脆性性质。为了防止发生斜截面破坏，应当使构件具有合理的截面尺寸和合理的配筋构造并配置必要的腹筋。楼板因所受剪力较小，混凝土足以抵抗，可不配置腹筋；梁的腹筋优先采用箍筋，也可采用弯起钢筋。在荷载较小，梁段未出现裂缝之前，梁处于弹性工作状态。弹性状态下3、钢筋混凝土梁内应力可按换算截面法计算，当主拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在剪弯段内将出现斜裂缝。斜裂缝出现后，梁的受力状态发生了质的变化，剪弯段内应力重新分布，不再维持均质弹性体的受力状态。梁端附近以斜裂缝为界，取出脱离体ABCDE, 其中BC为斜裂缝，CD是混凝土剪应力和压应力共同作用的区域，称为剪压区。作用于该脱离体上的力有荷载产生的剪力V、剪压区混凝土的压力Fc和剪力Vc、纵向钢筋拉力Ft和销栓作用传递的剪力Vd、斜裂缝交界面骨料的咬合与摩擦作用传递的剪力V1、与斜裂缝相交的腹筋拉力V腹。随着裂缝的开展，Vl和Vd逐渐减小，极限状态下不予考虑。分析该脱离体可知：斜裂缝的出现，使混凝土剪压4、区减小，导致压应力和剪应力增加，应力分布规律不同于材料力学理论上的分布；与斜裂缝相交的纵向钢筋的拉力Ft大大增加。因为开裂前该拉力取决于月截面的弯矩，开裂后不考虑Vd、Vl和V腹的影响，平衡关系为FtzVaMc。说明纵筋拉力取决于裂缝端点C处的弯矩，而C处弯矩大于B点弯矩；斜裂缝出现后，腹筋直接承担部分剪力，与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋的应力显著增大。腹筋能限制斜裂缝的开展和延伸，使梁的受剪承载能力有较大提高；箍筋还将提高斜裂缝交界面混凝土骨料的咬合和摩擦作用，延缓沿纵向钢筋黏结劈裂裂缝的发展，防止混凝土保护层突然撕裂，提高纵向钢筋的销栓作用。2 斜截面破坏的主要形态经过试验研究，斜截面剪切破5、坏分斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种，受弯构件到底发生哪种破坏形态，与剪跨比、箍筋数量和截面尺寸等因素有关。2.1 斜拉破坏当剪跨比较大(3)或箍筋配置过少、间距过大时，发生斜拉破坏。其特点是斜裂缝一旦出现，就很块形成一条临界裂缝，并延伸到梁顶，将梁斜劈成两半而宣告破坏。破坏荷载与出现裂缝时的荷载相当接近，破坏前的变形很小，往往只有一条斜裂缝，这是没有预兆的脆性破坏，且承载能力极低，故设计中必须避免。2.2 剪压破坏当剪跨比适中(13)，且箍筋配置量恰当时，发生剪压破坏。其特点是第一条斜裂缝出现以后，荷载仍可有较大增长。随着荷载的增加，先后出现若干条斜裂缝，其中一条发展成又宽又长的临界斜裂缝，6、破坏时与临界斜裂缝相交的箍筋应力达到抗拉屈服强度，临界斜裂缝上端未开裂混凝土在剪应力和正应力的共同作用下达到极限。剪压破坏有一定的预兆，破坏时箍筋屈服，破坏荷载比出现裂缝时的荷载高，承载能力随配箍量的增大而增大，是斜截面承载能力计算的依据。但与适筋梁的正截面破坏相比，剪压破坏仍然属于脆性破坏。2.3 斜压破坏剪跨比很小(1.5时，纵筋对梁抗剪承载能力的影响才明显。因为梁的经济配筋率为0.61.5，所以规范在抗剪承载能力计算公式中未考虑这一影响。3.6 截面形式和尺寸T形、I形截面有受压翼缘，增加了剪压区的面积，对斜拉破坏和剪压破坏的抗剪承载能力可提高20。忽略翼缘的作用，只取腹板宽度作为计算宽度，其结果偏于安全。截面尺寸对无腹筋梁的抗剪承载能力有较大影响，尺寸大的构件破坏时的平均剪应力比尺寸小的构件破坏时的平均剪应力低。对于有腹筋梁，因腹筋可抑制斜裂缝的开展，故尺寸效应的影响减小。规范在抗剪承载能力计算公式中未考虑这一影响。4 结束语总之，在保证受弯构件正截面受弯承载力的同时，还要保证斜截面承载力，即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。参考文献：1王强.建筑物的结构设计M.上海：上海科学技术出版社，2006.2王欢.建筑结构设计原理M.北京：中国建工出版社.2009