梁的斜截面受剪破坏分析

（一）有腹筋梁斜截面受剪破坏形态

试验结果表明，有腹筋梁斜截面的受剪破坏形态有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏3种形态。其破坏形态主要与梁的剪跨比和腹筋用量等因素有关。

1.斜压破坏

当腹筋数量配置过多，且剪跨比较小（λ＜1）时，斜裂缝将集中荷载作用点和支座间的混凝土分割成若干受压短柱，然后随着荷载增加，最后这些混凝土短柱达到混凝土轴心抗压强度而被压碎，破坏时腹筋未达到屈服，如图2-35（a）所示。破坏特征是腹筋强度得不到充分利用，是一种没有预兆的脆性破坏，与正截面超筋梁破坏相似。

2.剪压破坏

当腹筋数量配置适当，且剪跨比适中（1≤λ≤3）时，随着荷载的增加，首先在受拉区出现一些垂直裂缝和几根细微的斜裂缝。当荷载增大到一定程度时，在细微斜裂缝中出现一条又宽又长的主要斜裂缝。荷载进一步增加，与主要斜裂缝相交的腹筋应力不断增加，直到屈服，主要斜裂缝向斜上方伸展，使截面受压区高度减小。最后，由于主要斜裂缝顶端余留截面的压应力超过混凝土抗压强度而破坏，如图2-35（b）所示。其特征是破坏时腹筋能够达到屈服强度，最后剪压区混凝土被压碎而破坏，与正截面适筋梁破坏相似。

3.斜拉破坏

当腹筋数量配置过少，且剪跨比较大（λ＞3）时，随着荷载的增加，斜裂缝一开裂，腹筋的应力就会很快达到屈服，腹筋不能起到限制斜裂缝开展的作用，梁很快沿斜向裂成两部分而破坏，如图2-35（c）所示。其特征是破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近，一裂即坏，破坏突然，属于脆性破坏，与正截面少筋梁破坏相似。

从以上3种破坏形态可知，斜压破坏腹筋强度得不到充分利用，而斜拉破坏的发生又十分突然，故这两种破坏在设计中均应避免。《水工混凝土结构设计规范》通过限制截面最小尺寸来防止斜压破坏，通过控制箍筋的最小配箍率来防止斜拉破坏，对于剪压破坏，则是通过受剪承载力计算配置腹筋来防止的。

图2-35　斜截面破坏形态

（二）影响斜截面抗剪承载力的主要因素(www.xing528.com)

1.剪跨比

梁的剪跨比用λ表示。λ是剪跨a和截面有效高度h0的比值，即λ=a/h0，在此a为集中荷载作用点至支座截面或节点边缘的距离。剪跨比之所以能影响破坏形态，是因为剪跨比λ=a/h0=M/（Vh0）反映了截面所承受的弯矩和剪力的相对大小。对梁顶直接施加集中荷载的无腹筋梁，剪跨比λ是影响受剪承载力的最主要因素。一般地，当λ＞3时，为斜拉破坏；当λ＜1时，可能发生斜压破坏；当1≤λ≤3时，一般为剪压破坏。

对于承受均布荷载的梁，剪跨比的影响可通过跨高比l0/h0来表示，在此l0是梁的计算跨度，h0为截面的有效高度。

2.混凝土强度

混凝土强度反映了混凝土的抗压强度和抗拉强度，直接影响余留截面抵抗主拉应力和主压应力的能力。试验证明，凡截面尺寸及纵向钢筋配筋率相同的受弯构件，受剪承载力随混凝土强度的提高而提高，两者基本呈线性关系。

3.纵筋配筋率

由于斜裂缝破坏的直接原因是受压区混凝土被压碎（剪压）或拉裂（斜拉），因此增加纵筋配筋率ρ可抑制斜裂缝向受压区的伸展，从而提高骨料咬合力，并加大了受压区混凝土余留截面及提高了纵筋销栓作用。总之，随着ρ的增大，梁的受剪承载力有所提高，但增幅不太大。

4.腹筋用量

腹筋包括箍筋及弯起的纵向钢筋。在斜裂缝发生之前，混凝土在各方向的应变都很小，所以腹筋的应力很低，对阻止斜裂缝的出现几乎不起作用。但是当斜裂缝出现后，与斜裂缝相交的腹筋，不仅能承担很大一部分剪力，还能延缓斜裂缝开展，有效地减少斜裂缝的开展宽度，保留了更大的混凝土余留截面，从而提高了混凝土的受剪承载力。另外，箍筋可限制纵向钢筋的竖向位移，有效地阻止混凝土沿纵筋的撕裂，从而提高纵筋的销栓作用。

弯起钢筋几乎与斜裂缝垂直，传力直接，但由于弯起钢筋是由纵筋弯起而成的，一般直径较粗，根数较少，受力不很均匀；箍筋虽然不与斜裂缝正交，但分布均匀。一般在配置腹筋时，先配以一定数量的箍筋，需要时再加配适当的弯起钢筋。

图2-36　斜截面受剪承载力计算图