第2节 无腹筋梁的斜截面受剪承载力
4.2.1 梁的斜截面破坏类型
1. 斜裂缝的种类
2. 斜裂缝的形成
无腹筋梁出现第一条斜裂缝后,陆续出现新的斜裂缝,并形成临界斜裂缝。集中荷载作用下的简支梁,临界斜裂缝出现在集中荷载作用截面处;均布荷载作用下,出现在离支座1/4跨度范围内。
3. 梁的受剪破坏形态
(1)混凝土达到极限压应力被压碎,纵向钢筋未屈服,剪切破坏。(斜截面受剪验算)
(2)纵向钢筋屈服,斜截面弯曲破坏。(构造要求)
(3)纵向钢筋锚固不足,拔出破坏。(锚固要求)
4.2.2 梁的剪切破坏
斜截面承载力:斜压破坏>剪压破坏>斜拉破坏,三种破坏达峰值荷载时,挠度都不大,破坏后荷载都迅速下降,表明都属脆性破坏类型,尤以斜拉破坏为甚;
不同破坏形态的原因主要是由于传力路径的变化引起应力状态的不同而产生。
2.有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
除 的影响外,腹筋数量对破坏形态有很大影响。
4.2.3 无腹筋梁的受剪承载力
1. 斜截面受剪承载力的影响因素
⑵ 混凝土强度
◆ 剪切破坏是由于混凝土达到复合应力(剪压)状态下强度而发生的。所以混凝土强度对受剪承载力有很大的影响。
◆ 试验表明,随着混凝土强度的提高,Vu与
ft 近似成正比。
◆ 事实上,斜拉破坏取决于ft
,剪压破坏也基本取决于ft,只有在剪跨比很小时的斜压破坏取决于fc。
◆ 而斜压破坏可认为是受剪承载力的上限。
(3)纵筋配筋率——纵筋配筋率越大,受压区面积越大,受剪面积也越大,并使纵筋的销栓作用也增加。同时,增大纵筋面积还可限制斜裂缝的开展,增加斜裂缝间的骨料咬合力作用。
(4)截面形状——T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受剪承载力有提高(20%),但对斜压破坏的受剪承载力并没有提高。
(5)尺寸效应——梁高度很大时,撕裂裂缝较明显,销栓作用大大降低,斜裂缝宽度也较大,削弱了骨料咬合作用。试验表明,在保持参数相同的情况下,截面尺寸增加4倍,受剪承载力降低25%~30%。对于高度较大的梁,配置梁腹纵筋,可控制斜裂缝的开展。配置腹筋后,尺寸效应的影响减小。
(6)间接加载:由于荷载传递方式的改变,即荷载通过横梁上部拉应力向支座传递,这样即使在剪跨比较小时,也会产生斜拉破坏。
2. 无腹筋梁受剪承载力的计算
影响受剪承载力的因素很多,很难综合考虑,而且受剪破坏都是脆性的。 《规范》根据大量的试验结果,取具有一定可靠度(95%)的偏下限经验公式来计算受剪承载力。
◆均布荷载作用下的受弯构件:
上式相当于受均布荷载作用的不同l0/h的简支梁、连续梁试验结果的偏下限,接近斜裂缝开裂荷载,因此当剪力设计值小于该值时,不会产生受剪破坏,同时在使用荷载下一般不会出现斜裂缝。
◆集中荷载作用下的受弯构件:
在集中荷载下,或同时作用多种荷载时,其中集中荷载在支座截面产生的剪力占总剪力的75%以上时,
当剪跨比且支座到计算截面之间均应配置箍筋。
需要说明的是:以上无腹筋梁受剪承载力计算公式仅有理论上的意义。实际无腹筋梁不允许采用。
4.2.4 无腹筋梁的构造配筋
无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的,其应用范围有严格的限制。《规范》仅对h<150的小梁(如过梁、檩条)可采用无腹筋。
4.2.5 无腹筋单向板的受剪承载力
《规范》中给出不配置箍筋和弯起钢筋的一般单向板类构件的受剪承载力计算公式: