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斜截面剪切破壞形態(tài)和過(guò)程
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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    試驗(yàn)研究表明,剪跨比( shear span-depthratio)是影響混凝土梁剪切破壞的一個(gè)重要參數(shù)。剪跨比為剪跨長(zhǎng)度與梁的有效高度的比值在更廣泛的意義上,剪跨比定義為截面彎矩M與剪力v和有效高度ho之積的比值。

 

    對(duì)于無(wú)腹筋混凝土梁,當(dāng)剪跨比m<l時(shí),容易發(fā)生斜壓破壞,破壞類似于受壓短柱,主要是由于主壓應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗壓強(qiáng)度引起的;當(dāng)剪跨比1m2.5時(shí),一般發(fā)生剪壓破壞,此時(shí)斜裂縫延伸至荷載墊板下,剪壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞;當(dāng)剪跨比m> 2.5時(shí),混凝土梁可能發(fā)生斜拉破壞或是彎曲破壞,在斜拉破壞情況下,腹剪斜裂縫一旦出現(xiàn)就很快向兩端發(fā)展,將梁劈裂為兩部分而破壞。

 

    承受軸向壓力的混凝土梁(如預(yù)應(yīng)力混凝土梁),其受剪承載力隨軸向壓力的增加而有所提高。這是因?yàn)檩S向壓力能延遲斜裂縫形成,減少斜裂縫的開展和增加混凝土剪壓區(qū)的高度,因此,破壞時(shí)混凝土剪壓區(qū)所承擔(dān)的那部分抗剪能力提高了。隨著軸向壓力的遞增,結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)可以經(jīng)歷剪壓破壞、斜壓破壞、壓剪破壞、小偏壓破壞等。

 

    試驗(yàn)表明,在試件參數(shù)(截面尺寸、材料、配筋和剪跨比等)相近的情況下,無(wú)軸力時(shí)若發(fā)生剪壓破壞,則施加一定的軸壓力Ⅳ后,受壓區(qū)高度變大,縱筋拉應(yīng)力減小,斜裂縫變得平坦。但主壓應(yīng)力的增大,成為控制結(jié)構(gòu)破壞的主要因素,結(jié)構(gòu)過(guò)渡為斜壓破壞形態(tài),其受剪承載力有所提高。軸壓力Ⅳ繼續(xù)增大時(shí),發(fā)生兼有斜壓破壞和小偏心破壞特征的過(guò)渡類型破壞,稱為壓剪破壞,其受剪承載力增長(zhǎng)趨勢(shì)停滯。軸壓力Ⅳ再增大則發(fā)生小偏心受壓破壞,受剪承載力隨軸壓力加大而急劇降低。當(dāng)軸壓力Ⅳ達(dá)到結(jié)構(gòu)的軸壓強(qiáng)度脫時(shí),結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)完全轉(zhuǎn)變,發(fā)生軸壓破壞。在橋梁實(shí)際預(yù)應(yīng)力水平下,預(yù)應(yīng)力對(duì)抗剪一般起有利作用。

 

    前面談到了斜截面破壞的三種類型,通常可以通過(guò)限制截面最小尺寸來(lái)避免斜壓破壞,以規(guī)定最小配筋率來(lái)避免斜拉破壞,而一般要通過(guò)計(jì)算配置適量的箍筋以避免剪壓破壞,因而剪壓破壞的機(jī)理需要著重討論。

 

    鋼筋混凝土T形截面筒支梁在對(duì)稱集中荷載下的剪切破壞過(guò)程,梁的剪跨比為2。加載之初結(jié)構(gòu)處于彈性階段,彎矩一曲率呈線性變化。繼續(xù)加載,在梁的最大彎矩區(qū)域,首先出現(xiàn)彎曲裂縫。在剪應(yīng)力與彎曲應(yīng)力相當(dāng)?shù)膮^(qū)域,彎曲裂縫向上延伸,傾角逐漸減小,與主壓應(yīng)力跡線大體一致,這類裂縫稱為彎剪裂縫。荷載再增大,裂縫的高度和寬度繼續(xù)擴(kuò)展。最終,加載點(diǎn)附近截面頂部的受壓區(qū)面積減至很小,混凝土在正應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下發(fā)生剪壓破壞。

 

文章出自橋梁動(dòng)靜載荷試驗(yàn)www.sassysouthernmamas.com,轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明。

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