第五章：受弯构件斜截面承载力计算

5.1 概述、受力分析、破坏形态

（本章所指受弯构件是指跨高比l0/h≥5的一般受弯构件。对于l0/h＜5的构件，应按深受弯构件计算，具体计算公式参照规范）

上一章指出，承受弯矩M和剪力V的受弯构件可能发生两种破坏：一种是正截面破坏，另一种是斜截面破坏。（【混凝土结构设计原理】4.1受弯构件的截面形式和构造） 受弯构件设计时，既要保证构件不沿着正截面发生破坏，也要保证构件不沿斜截面发生破坏，因此要同时进行正截面承载力和斜截面承载力的计算。

知道以下概念才能进行本章知识的学习。

剪跨a：集中荷载与支座之间的距离。

弯剪段：弯矩与剪力共同作用的区段，即剪跨a对应的区段。

剪跨比λ：剪跨a与梁截面有效高度h0的比值，即λ＝a/ h0。

弯剪段内在弯矩和剪力的共同作用下将产生斜裂缝，如果受弯构件正截面受弯承载力得到保证，则有可能沿斜裂缝发生斜截面破坏，这种破坏呈脆性。

腹筋/抗剪钢筋：包括垂直于构件轴线的箍筋和由纵向钢筋弯起的弯起钢筋（也叫斜筋）。

有腹筋梁：配置了腹筋的梁。

无腹筋梁：未配置腹筋的梁。

纵筋、箍筋、弯筋和固定箍筋所需的架立筋（一般不考虑架立筋参与受力）绑扎和焊接在一起，形成一个刚性较好的钢筋骨架，他的作用是固定各种钢筋的位置，避免混凝土浇筑时钢筋发生移动。

斜裂缝的形成

斜裂缝是因梁中弯矩和剪力产生的主拉应变超过混凝土的极限拉应变而出现的。斜裂缝主要有两类：腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝。

腹剪斜裂缝：在中和轴附近，正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致为45°。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。

弯剪斜裂缝：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。

试验表明，斜裂缝可能出现若干条，但荷载增加到一定程度时，在若干斜裂缝中总有一条开展的很宽，并且会很快向集中荷载作用点外延伸的斜裂缝。称为临界斜裂缝。在无腹筋梁中，临界斜裂缝的出现预示着斜截面受剪破坏即将来临。

斜截面受剪破坏的三种主要形态

无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态

 1)斜拉破坏：当剪跨比较大(λ>3)时，或箍筋配置不足时出现。此破坏系由梁中主拉应力所致，其特点是斜裂缝一出现梁即破坏，破坏呈明显脆性，类似于正截面承载力中的少筋破坏。其特点是当垂直裂缝一出现，就迅速向受压区斜向伸展，斜截面承载力随之丧失。

2)斜压破坏：当剪跨比较小(λ<1)时，或箍筋配置过多时易出现。此破坏系由梁中主压应力所致，类似于正截面承载力中的超筋破坏，表现为混凝土压碎，也呈明显脆性，但不如斜拉破坏明显。这种破坏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。破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而被压坏，破坏是突然发生。

3)剪压破坏：当剪跨比一般(1 <λ<3)时，箍筋配置适中时出现。此破坏系由梁中剪压区压应力和剪应力联合作用所致，类似于正截面承载力中的适筋破坏，也属脆性破坏，但脆性不如前两种破坏明显。其破坏的特征通常是，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。 

下图为三种破坏形态的荷载挠度（F-f）曲线图，从图中曲线可见，各种破坏形态的斜截面承载力各不相同，斜压破坏时最大，其次为剪压，斜拉最小。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。

设计中斜压破坏和斜拉破坏主要靠构造要求来避免，而剪压破坏则通过配箍计算来防止。

有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态

与无腹筋梁类似，有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态主要有三种：斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏,但是发生条件有所区别，除了剪跨比对破坏形态有影响外，腹筋数量也影响着破坏形态的发生。

 当λ>3，且箍筋配置的数量过少，将发生斜拉破坏；如果λ>3，箍筋的配置数量适当，则可避免斜拉破坏，而发生剪压破坏；剪跨比较小或箍筋的配置数量过多，会发生斜压破坏。

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