2019一级结构工程师《钢筋混凝土结构》讲义：第五章第二节

　　5.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态

　　5.2.1 斜 裂 缝

　　1. 斜裂缝的位置

　　钢筋混凝土梁在其剪力V和弯矩M共同作用的剪弯区段内(支座附近区段)，将产生斜裂缝。

　　2.斜裂缝类型 斜裂缝主要有两类：腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝。

　　(1)腹剪斜裂缝

　　图5-3为一无腹筋简支梁在对称集中荷载作用下的主应力轨迹线图形，实线是主拉应力迹线，虚线是主压应力迹线。

　　在中和轴附近，主拉应力方向大致为450 。当荷载增大，拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝，称为腹剪斜裂缝。腹剪斜裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁中。

　　(2)弯剪斜裂缝

　　从主应力迹线图上可以看出，在剪弯区段截面的下边缘，主拉应力还是水平向的，所以，在这些区段仍可能首先出现一些较短的垂直裂缝，然后延伸成斜裂缝，向集中荷载作用点发展，这种由垂直裂缝引伸而成的斜裂缝的总体，称为弯剪斜裂缝，这种裂缝上细下宽，是最常见的。

　　5.2.2 剪 跨 比

　　1.简支梁承载及裂缝示意图

　　2.广义剪跨比λ λ = M / Vho

　　3. 计算剪跨比λ

　　(1) 集中荷载时

　　λ = a / ho (5-5)

　　式中 a —— 称为剪跨，集中力到临近支座边缘的距离。

　　(2) 均布荷载时

　　λ=(β-β2)/(1-2β)· L /ho (5-6)

　　式中 βL —— 计算截面离支座边缘的距离。

　　L/ho ——称为跨高比。

　　剪跨比反映了截面上弯矩与剪力的相对比值。它对梁的斜截面受剪破坏形态和斜截面受剪承载力，有着极为重要的影响。

　　5.2.3 斜截面受剪破坏的三种主要形态

　　1. 无腹筋梁的斜截面破坏形式

　　(1) 斜截面三种破坏形态

　　不同的剪跨比，梁内的主应力迹线分布也有不同，图5一6为剪跨比分别是2、1、1/2时的主应力迹线分布图。

　　由图可见，当剪跨比λ很小时，就可能在集中荷载与支座反力之间形成短柱而压坏;而当剪跨比λ很大时，在支座与集中荷载之间没有直接的主压应力迹线，故可能产生斜向受拉破坏。无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态主要有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种形态。

　　1) 斜压破坏 ←— λ<1

　　破坏特征: 混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏，破坏是突然发生的。多数发生在剪力大而弯矩小的区段，以及梁腹板很薄的T形截面或工字形截面梁内。

　　2) 剪压破坏 ←— 1<λ<3

　　破坏特征: 在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些垂直裂缝，它们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些斜裂缝，而后又产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝，称为临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力。属脆性破坏。

　　3) 斜拉破坏 ←— λ>3

　　破坏特征: 当垂直裂缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失。破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前梁变形亦小，具有很明显的脆性。

　　(2) 斜截面承载力比较: 斜压 > 剪压 > 斜拉

　　(3) 变形能力: 它们在达到峰值荷载时，跨中挠度都不大，破坏后荷载都会迅速下降，表明它们都属脆性破坏类型，而其中尤以斜拉破坏为甚。

　　2.有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态

　　斜截面受剪破坏形态与无腹筋梁一样，也有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种。这时，除了剪跨比对斜截面破坏形态有重斜压破坏要影响以外，箍筋的配置数量对破坏形态也有很大的影响。

　　(1) 斜拉破坏

　　当λ>3，且箍筋配置数量过少时，斜裂缝一旦出现，与斜裂缝相交的箍筋承受不了原来由混凝土所负担的拉力，箍筋立即屈服而不能限制斜裂缝的开展，与无腹筋梁相似，发生斜拉破坏。

　　(2) 剪压破坏

　　如果λ>3，箍筋配置数量适当的话，则可避免斜拉破坏，而转为剪压破坏。这是因为斜裂缝产生后，与斜裂缝相交的箍筋不会立即屈服，箍筋的受力限制了斜裂缝的开展。随着荷载增大，箍筋拉力增大，当箍筋屈服后，不能再限制斜裂缝的开展，使斜裂缝上端剩余截面缩小，剪压区混凝土在正应力σ和剪应力τ共同作用下达到极限强度，发生剪压破坏。

　　(3) 斜压破坏

　　如果λ>3，箍筋配置数量过多，箍筋应力增长缓慢，在箍筋尚未屈服时，梁腹混凝土就因抗压能力不足而发生斜压破坏。在薄腹梁中，即使λ较大，也会发生斜压破坏。

　　对有腹筋梁来说，只要截面尺寸合适，箍筋配置数量适当，剪压破坏是斜截面受剪破坏中最常见的一种破坏形态。