受弯构件斜截面的破坏特征

5.1.2.1　斜裂缝的分类

混凝土梁在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段内，将产生斜裂缝。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

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。该裂缝中间宽两头细，呈枣核形，常见于薄腹梁中，如图5.8 （a）所示。

2.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，这种由垂直裂缝引申而成的斜裂缝的总体称为弯剪斜裂缝。该裂缝上细下宽，是最常见的，如图5.8 （b）所示。

5.1.2.2　剪跨比与跨高比

集中力至临近支座的距离a 称为剪跨。剪跨比有广义剪跨比和计算剪跨比之分。

1.广义剪跨比

剪弯区段中某个垂直截面的弯矩M 与剪力V 的相对关系与截面有效高度h0的比值，即称为广义剪跨比。

图5.8　斜裂缝

（a）腹剪斜裂缝；（b）弯剪斜裂缝

2.计算剪跨比(www.xing528.com)

在承受集中荷载为主的梁中，集中荷载至支座的距离a 与截面有效高度h0的比值，即称为计算剪跨比。

剪跨比λ反映了截面上正应力σ和剪应力τ的相对比值，在一定程度上也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。

3.跨高比

在承受均布荷载的受弯构件中，梁的跨度l 与截面有效高度h0的比值，称为跨高比。它可代替广义剪跨比来作为反映斜截面抗剪承载力变化规律和区分各种剪切破坏形态发生条件的参数。

5.1.2.3　受弯构件斜截面受剪破坏的三种形态

试验表明，受弯构件斜截面受剪破坏形态主要与剪跨比λ和配箍率ρsv有关，一般有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种形态。

1.斜压破坏

当λ＜1 或箍筋配置数量过多或薄腹梁时，发生斜压破坏。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；如果箍筋配置数量过多，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。

斜压破坏时，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。

2.剪压破坏

当1≤λ≤3 或λ＞3 而箍筋配置数量适当时，发生剪压破坏。这种破坏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；如果λ＞3，箍筋配置数量适当的话，则斜裂缝产生后，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，使荷载仍能有较大的增长。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.斜拉破坏

当λ＞3 且箍筋配置数量过少时，发生斜拉破坏。这种破坏斜裂缝一旦出现，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，裂缝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。