浅谈梁沿斜截面受剪的主要破坏形态

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钢筋混凝土受弯构件斜截面的三种破坏形态及防止措施

钢筋混凝土受弯构件斜截面的三种破坏形态及防止措施

钢筋混凝土受弯构件是建筑结构中常见的一种构件类型,其在受外力作用下会产生不同的破坏形态。

为了确保建筑结构的安全和稳定,必须对钢筋混凝土受弯构件的破坏形态进行深入了解,并采取相应的防止措施。

本文将针对钢筋混凝土受弯构件的斜截面破坏形态,详细介绍三种常见的破坏形态及相应的防止措施。

一、压杆破坏形态及防止措施1.1 压杆破坏形态压杆破坏是指在受弯构件受力情况下,混凝土出现压碎破坏,通常表现为压浆区压碎破坏、混凝土冲切破坏或者沿对角受压区拉出裂缝。

1.2 防止措施为了防止压杆破坏形态的出现,可以采取以下措施:- 增加受压区混凝土的合理尺寸和横截面尺寸,提高受压区的抗压能力;- 采用足够的箍筋对受压区进行约束,增加混凝土的受压承载能力;- 适当增加受拉区的受压构件,增加抗压构件的抗压承载能力。

二、拉杆破坏形态及防止措施2.1 拉杆破坏形态拉杆破坏是指在受弯构件受力情况下,受拉钢筋或者混凝土出现拉伸破坏,通常表现为受拉钢筋屈服、拉断或者混凝土拉裂。

2.2 防止措施为了防止拉杆破坏形态的出现,可以采取以下措施:- 增加受拉区钢筋的截面积和数量,提高受拉钢筋的抗拉承载能力;- 采用足够的箍筋对受拉区进行约束,增加混凝土的受拉承载能力;- 采用高强度的混凝土,增加受拉区混凝土的抗拉承载能力。

三、双杆破坏形态及防止措施3.1 双杆破坏形态双杆破坏是指受弯构件同时出现压杆破坏和拉杆破坏,通常表现为受压区和受拉区同时出现破坏,可能造成构件的整体破坏。

3.2 防止措施为了防止双杆破坏形态的出现,可以采取以下措施:- 综合考虑受压区和受拉区的抗压和抗拉能力,合理设计构件尺寸和配筋;- 采用合适的受拉钢筋和箍筋,提高受拉区的抗拉承载能力;- 强化构件的延性,降低构件发生双杆破坏的可能性。

总结钢筋混凝土受弯构件的斜截面破坏形态主要包括压杆破坏、拉杆破坏和双杆破坏。

为了有效防止这些破坏形态的出现,需要在设计和施工过程中充分考虑受压区和受拉区的受力特点,合理设计构件尺寸和配筋,采用适当的材料和技术措施,确保构件在受力情况下具有良好的抗压和抗拉性能。

浅谈梁沿斜截面受剪的主要破坏形态

浅谈梁沿斜截面受剪的主要破坏形态

浅谈梁沿斜截面受剪的主要破坏形态 一、无腹筋梁大量试验结果表明:无腹筋梁斜截面受剪破坏的形态取决于剪跨比λ的大小,大致有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种主要破坏形态。

图1画出了两个对称荷载作用下,λ=2、1、21时的主拉应力迹线(虚线)和主压应力迹线(实线)。

由图可见,当λ=21时,在集中荷载与支座反力间形成比较陡的主压应力迹线,又由于这时主压应力值比较大,所以破坏主要是由于主压应力产生,称为斜压破坏。

当λ=1~2时,主压应力迹线与梁纵轴线的交角接近或小于45°,并且主压应力值与主拉应力值两者相差不很大,因此,破坏形态也就不同。

试验研究表明,无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有以下三种:1、斜拉破坏:当剪跨比λ>3时,发生斜拉破坏,如图2(a )所示。

其破坏特征是:斜裂缝一旦出现就迅速延伸到集中荷载作用点处,使梁沿斜向拉裂成两部分而突然破坏,破坏面整齐、无压碎痕迹,破坏荷载等于或略高于出现斜裂缝时的荷载。

斜拉破坏时由于拉应变达到混凝土极限拉应变而产生的,破坏很突然,属于脆性破坏类型。

2、剪压破坏:当剪跨比1≤λ≤3时,发生剪压破坏,如图2(b )所示。

其破坏特征是;弯剪斜裂缝出现后,荷载仍可以有较大的增长。

随荷载的增大,陆续出现其它弯剪斜裂缝,其中将形成一条主要的些裂缝,称为临界斜裂缝。

随着荷载的继续增加,临界斜裂缝上端剩余截面逐渐缩小,最后临界斜裂缝上端集中于荷载作用点附近,混凝土被压碎而造成破坏。

剪压破坏主要是由于剩余截面上的混凝土在剪应力、水平压应力以及集中荷载作用点处竖向局部压应力的共同作用而产生,虽然破坏时没有像斜拉破坏时那样突然,但也属于脆性破坏类型。

与斜拉破坏相比,剪压破坏的承载力要高。

3、斜压破坏:当剪跨比λ很小(一般λ≤1)时,发生斜压破坏,如图2(c )所示。

其破坏特征是:在荷载作用点与支座间的梁腹部出现若干条大致平行的腹剪斜裂缝,随荷载增加,梁腹部被这些斜裂缝分割成若干斜向受压的“短柱体”,最后它们沿斜向受压破坏,破坏时斜裂缝多而密。

梁斜截面破坏特征

梁斜截面破坏特征

梁斜截面破坏特征
梁斜截面是建筑、桥梁和机械结构的主要组成部分,其破坏特征是研究结构安全性和承载
力的重要依据之一。

梁斜截面破坏一般经历四个主要过程:疲劳裂纹发源,完全折断前裂纹扩展,完全折断至破坏,破坏至啮合隔离破碎。

疲劳裂纹发源是梁斜截面破坏的起始阶段,这些裂纹是由于疲劳应力的作用而在斜截面表
面上形成的。

即使是微小的疲劳应力,也可能在表面上形成小裂纹,所以这个阶段是非常
重要的。

疲劳裂纹逐渐扩展,然后进入完全折断前裂纹扩展阶段,斜截面上大量裂纹显现,甚至可以清晰地看到斜面结构抗压能力缩减的情况。

接下来,完全折断至破坏是梁斜截面破坏的最后阶段。

当斜截面的上部局部断裂时,斜截
面的抗压强度和刚度会显著减弱,裂纹变得更大,最终形成折断,结构抗压能力显著减小。

最后,破坏到啮合隔离破碎阶段出现,破坏面上已经出现悬挂碎片,它们左右啮合,并且
向下滑落,斜梁结构因此分开,甚至断裂。

总而言之,梁斜截面破坏一般经历由疲劳裂纹发源、完全折断前裂纹扩展、完全折断至破坏、破坏至啮合隔离破碎四个阶段,这四个阶段是研究结构安全性和承载力的重要依据之一。

混凝土梁的剪切破坏原理

混凝土梁的剪切破坏原理

混凝土梁的剪切破坏原理混凝土梁是建筑中常用的结构元素之一,具有抗弯和抗剪双重性能。

其中,抗剪性能是保证混凝土梁整体稳定性的关键因素之一。

本文将就混凝土梁的剪切破坏原理进行详细的介绍。

一、混凝土梁的剪切破坏模式混凝土梁的剪切破坏模式主要有两种:剪切破坏和压剪破坏。

1. 剪切破坏在混凝土梁受到外力作用时,梁中会出现剪力作用,如果剪力作用过大,混凝土梁就会发生剪切破坏。

剪切破坏是混凝土梁最常见的破坏形式。

在剪切破坏中,混凝土梁中会形成一条45度角的剪切裂缝,从而导致混凝土梁的破坏。

2. 压剪破坏压剪破坏是混凝土梁在受到垂直于梁轴向的荷载作用时发生的一种破坏形式。

在压剪破坏中,混凝土梁中会同时出现剪切裂缝和压缩裂缝,从而导致混凝土梁的破坏。

压剪破坏是混凝土梁中较为复杂的一种破坏形式。

二、混凝土梁剪切破坏的主要原因混凝土梁剪切破坏的主要原因是剪力作用过大,导致混凝土梁中的剪切应力超过了混凝土的极限剪应力。

剪切破坏的发生与混凝土的强度、配筋、受力形式、截面尺寸、跨径等因素有关。

1. 混凝土的强度混凝土的强度是影响混凝土梁剪切破坏的重要因素之一。

混凝土的强度越高,梁的抗剪能力就越强。

因此,在混凝土梁的设计中,需要选择合适的混凝土等级,以确保混凝土梁具有足够的强度。

2. 配筋配筋是混凝土梁中的重要构造部分,它可以增强混凝土梁的抗剪能力。

在混凝土梁的设计中,需要根据不同的受力状态和跨度大小,选择合适的配筋形式和数量。

合理的配筋可以有效地提高混凝土梁的抗剪能力,减少其剪切破坏的发生。

3. 受力形式混凝土梁的受力形式也是影响其剪切破坏的重要因素之一。

梁的受力形式不同,其受力状态也会有所不同,从而影响混凝土梁的抗剪能力。

在混凝土梁的设计中,需要根据不同的受力形式,选择合适的截面形状和配筋形式,以提高混凝土梁的抗剪能力。

4. 截面尺寸和跨径混凝土梁的截面尺寸和跨径也是影响其剪切破坏的重要因素之一。

梁的截面尺寸和跨径越大,其抗剪能力也会越弱。

受剪破坏的三种形态

受剪破坏的三种形态

受剪破坏的三种形态
受剪破坏的三种形态
剪破坏是指在办理建筑物时,由于剪力的影响,使建筑物组件受到损坏的现象。

它主要有三种形态,即剪切层破坏、剪切面破坏和剪弯面破坏。

一、剪切层破坏
剪切层破坏是指剪力作用在结构成分上,导致结构成分内部抗剪性能下降,甚至出现不明显的剪切裂缝带,导致结构成分出现剪破坏的情况。

二、剪切面破坏
剪切面破坏是指在剪力作用下,结构成分以多个剪切面断开的破坏形式。

此种破坏形式几乎只在剪力大的情况下才会出现,其中有波状剪切面破坏和非波状剪切面破坏两类。

三、剪弯面破坏
剪弯面破坏指在剪力的作用下,结构成分以一个剪切弯曲面断开的破坏形式。

它具有较高的抗剪强度,可以抵抗较大的剪力,一般在混凝土结构中容易发生。

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斜截面受剪破坏的三种形态

斜截面受剪破坏的三种形态

斜截面受剪破坏的三种形态结构中的剪力通常会导致截面发生一些破坏,而这些破坏很少是截面完全失效的预警。

磨损和断裂等剪切的斜截面破坏模式存在于很多材料中,在工程中也非常普遍。

斜截面剪切破坏有助于理解结构的力学行为和设计结构的过程。

这篇文章将介绍三种常见的斜截面受剪破坏形态,即压缩弯曲破坏、剪切膨胀破坏和剪切压缩破坏。

1. 压缩弯曲破坏当一根杆件在一端受到垂直负载时,其另一端将产生相反的弯曲力。

在弯曲受力条件下,在杆件截面上产生的剪力呈均布状态。

由于杆件上的负载,截面会向下弯曲,但是剪力会抵消受到的压力,因此剪切应力沿杆体的轴心方向分布。

在这种情况下,如果杆件不能承受这种应力,就会产生压缩弯曲破坏。

这种破坏模式通常在强度低于压缩或扭转强度的情况下发生。

2. 剪切膨胀破坏在斜截面受剪的情况下,剪应力呈现在器件截面上且位于截面中心的横截面上。

在快速、重复地加载下,由于材料的塑性变形贯穿了材料的整个高度,并且截面的周向受到压力。

当这些压力超出了截面材料的破坏点时,膨胀破裂突然发生。

这种破坏模式通常在玻璃和陶瓷等脆性材料中显示出来,它们在钢和铝等金属中也会出现,但是通常是其他形态的现象。

3. 剪切压缩破坏剪切压缩破坏模式通常会在诸如钢材和铝材等较硬的金属材料中展现出来。

这种破坏模式的特点是,截面上的压缩剪切应力会超过截面材料的屈服强度而导致破坏。

由于这种现象的原因是由于材料屈服而不是材料的破坏,因此截面通常是不均匀的,并且在破裂点之前,载荷将逐渐增加直到整个杆件挤出。

这三种斜截面受剪破坏的形态都非常常见,可以应用于各种金属和非金属材料中。

要了解这些破坏模式对于理解结构的稳定性和应力分布是很重要的,因此在设计结构或在进行材料研究时应该对其有足够的了解。

受弯构件斜截面破坏形式

受弯构件斜截面破坏形式

受弯构件斜截面破坏形式
受弯构件的斜截面破坏形态有哪几种?分别如何防止其发生?
⑴受弯构件斜截面受剪破坏有斜压、剪压和斜拉三种破坏形式。

⑵各自的破坏特点是:
①斜压破坏的破坏特点是:梁的腹部出现若干条大体相互平行的斜裂缝,随着荷载的增加,梁腹部混凝土被斜裂缝分割成几个倾斜的受压柱体,在箍筋应力尚未达到屈服强度之前,斜压柱体混凝土已达极限强度而被压碎。

②斜拉破坏的破坏特点是:斜裂缝一旦出现,箍筋应力立即屈服,不能够限制斜裂缝的发展,立即形成临界斜裂缝,使梁沿斜向被拉裂为两部分而突然破坏。

③剪压破坏的破坏特点是:斜裂缝产生后,原来由混凝土承受的拉力转由与斜裂缝相交的箍筋承受,由箍筋限制和延缓了斜裂缝的开展,使荷载仍能有较大的增长,直至与临界斜裂缝相交的箍筋应力达到屈服强度,已不能再控制斜裂缝山西建筑职业技术学院的开展,从而导致斜截面末端剪压区不断缩小,剪压区混凝土在正应力和剪应力共同作用下达到极限状态而破坏。

⑶《规范》通过限制截面(即最大配箍率)来防止发生斜压破坏;通过控制箍筋的最小配筋率来防止发生斜拉破坏。

而剪压破坏,则通过受剪承载力的计算配置箍筋来避免。

斜截面的三种破坏形态为:斜压破坏、斜拉破坏、剪压破坏。

斜压破坏:可以通过最小截面尺寸的限制防止其发生。

斜拉破坏:可以通过最小配箍率的限制防止其发生。

剪压破坏:为了防止剪压破坏的发生,可通过斜截面承载力计算配置适量的箍筋。

梁的几种破坏形式及破坏过程

梁的几种破坏形式及破坏过程

梁的几种破坏形式及破坏过程梁,大家应该都见过吧,建筑里那条横亘的“桥梁”,不是用来走的,而是用来承重的。

想象一下,咱们的家、商场、学校,都是靠这些梁支撑着的。

如果没有了它们,天花板可能就会跟着“打喷嚏”,掉下来,闹得大家鸡飞狗跳。

梁也有它的脆弱一面,破坏形式可多了,让我们来聊聊这其中的故事,绝对让你意想不到。

首先说说最常见的“弯曲破坏”。

这就像是你在沙发上坐久了,腰都快弯了。

梁承受的负荷大了,就会发生这种情况,慢慢地,它就像一个倔强的小孩,硬是要和你对着干。

刚开始的时候,梁可能还在“努力”,但时间久了,就会像一根拧了又拧的橡皮筋,终于撑不住,咔嚓一声,断了。

这一幕可真让人心疼,就像你把心爱的玩具摔了,真是得不偿失。

再说“剪切破坏”,这个听起来有点复杂,但其实也简单。

想象一下,你在撕一张纸。

梁在受到某种力量作用的时候,内部会出现一种“剪刀”的感觉,力道一大,梁的材料就像那张纸一样,咔嚓一声,就被撕裂了。

哎呀,这可真是个无情的过程,就像一场突如其来的暴风雨,让人猝不及防,甚至连个招呼都没打。

大家都知道,一旦出现这种破坏,后果可就不堪设想了。

还有一种叫“屈曲破坏”,这就像你把一根细长的棍子捏一下,它就会变形。

这种情况通常发生在梁的高度比宽度大,咱们可以想象成一个小姑娘在走路时,穿着高跟鞋,不小心摔了一跤,结果就摔得不轻。

梁在承受了过大的压力时,就像那小姑娘一样,也会“跪下”,失去原来的形态。

这时候,周围的观众可得注意了,要是梁撑不住了,那可就真的“摔跤”了,惨不忍睹。

说到这里,大家可能会问,破坏过程究竟是怎样的呢?梁的破坏就像一场精心编排的戏剧。

最初,它们风华正茂,神采奕奕,承受着一切压力。

随着时间的推移,各种因素如温度变化、湿度影响、甚至是材料老化,梁就开始“发愁”了。

这种“忧虑”一旦积累到一定程度,就会像一个被压得喘不过气的气球,最终在某个时刻,爆炸开来。

哎,真是让人感慨万千。

想象一下,那一刻,梁的破坏可不是孤立的事件。

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浅谈梁沿斜截面受剪的主要破坏形态 一、无腹筋梁
大量试验结果表明:无腹筋梁斜截面受剪破坏的形态取决于剪跨比λ的大小,大致有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种主要破坏形态。

图1画出了两个对称荷载作用下,λ=2、1、
21时的主拉应力迹线(虚线)和主压应力迹线(实线)。

由图可见,当λ=2
1时,在集中荷载与支座反力间形成比较陡的主压应力迹线,又由于这时主压应力值比较大,所以破坏主要是由于主压应力产生,称为斜压破坏。

当λ=1~2时,主压应力迹线与梁纵轴线的交角接近或小于45°,并且主压应力值与主拉应力值两者相差不很大,因此,破坏形态也就不同。

试验研究表明,无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有以下三种:
1、斜拉破坏:当剪跨比λ>3时,发生斜拉破坏,如图2(a )所示。

其破坏特征是:斜裂缝一旦出现就迅速延伸到集中荷载作用点处,使梁沿斜向拉裂成两部分而突然破坏,破坏面整齐、无压碎痕迹,破坏荷载等于或略高于出现斜裂缝时的荷载。

斜拉破坏时由于拉应变达到混凝土极限拉应变而产生的,破坏很突然,属于脆性破坏类型。

2、剪压破坏:当剪跨比1≤λ≤3时,发生剪压破坏,如图2(b )所示。

其破坏特征是;弯剪斜裂缝出现后,荷载仍可以有较大的增长。

随荷载的增大,陆续出现其它弯剪斜裂缝,其中将形成一条主要的些裂缝,称为临界斜裂缝。

随着荷载的继续增加,临界斜裂缝上端剩余截面逐渐缩小,最后临界斜裂缝上端集中于荷载作用点附近,混凝土被压碎而造成破坏。

剪压破坏主要是由于剩余截面上的混凝土在剪应力、水平压应力以及集中荷载作用点处竖向局部压应力的共同作用而产生,虽然破坏时没有像斜拉破坏时那样突然,但也属于脆性破坏类型。

与斜拉破坏相比,剪压破坏的承载力要高。

3、斜压破坏:当剪跨比λ很小(一般λ≤1)时,发生斜压破坏,如图2(c )所示。

其破坏特征是:在荷载作用点与支座间的梁腹部出现若干条大致平行的腹剪斜裂缝,随荷载增加,梁腹部被这些斜裂缝分割成若干斜向受压的“短柱体”,最后它们沿斜向受压破坏,破坏时斜裂缝多而密。

斜压破坏也很突然,属于脆性破坏类型,其承载力要比剪压破坏高。

二、有腹筋梁
配置箍筋的有腹筋梁,它的斜截面受剪破坏形态与无腹筋梁一样也有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种。

这时,除了剪跨比对斜截面破坏形态有很大影响以外,箍筋的配置数量对破坏形态也有很大影响。

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。

如果λ>3,箍筋配置数量合适的话,则可避免斜拉破坏。

而转为剪压破坏。

这时因为斜裂缝产生后,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,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,便不能再限制斜裂缝的开展,使斜截面上端剩余截面缩小,剪压区混凝土在剪压作用下达到极限强度,发生剪压破坏。

如果箍筋配置数量过多,箍筋应力增加缓慢,在箍筋尚未达到屈服时,梁腹混凝土即达到抗压强度而发生斜压破坏。

在薄腹梁中,即使剪跨比较大,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,剪压破坏时斜截面受剪破坏中最常见的一种形态。

表1列出了梁沿斜截面受剪破坏的三个主要破坏形态的要点。

主要破坏形态斜拉破坏剪压破坏斜压破坏
产生条件无腹筋梁λ>3 1≤λ≤3 Λ<1
有腹筋梁λ>3,且
箍筋过少
箍筋适量箍筋过多或梁腹过薄
破坏特点沿斜裂缝上、下突然
拉裂剪压区压碎支座处形成斜向短柱
压坏
破坏类型脆性破坏脆性破坏脆性破坏
受剪承载力破坏荷载只稍高于斜
裂缝出现时的荷载,
故受剪承载力最低破坏荷载比斜裂缝出
现时的荷载大,受剪
承载力比斜拉破坏的

受剪承载力比剪压破
坏的大
三、结束语
为保证有腹筋梁的斜截面受剪承载力,防止发生斜拉、斜压和剪压破坏,设计中通常采用的方法是:①箍筋不能过少,应使配箍率不小于最小配箍率以防止斜拉破坏;②截面尺寸不能过小,应满足截面限制条件以防止斜压破坏;③对于常遇的剪压破坏,则通过斜截面受剪承载了计算来防止。

参考文献:
1、GB50010-2002 混凝土结构设计规范
2、程文襄.混凝土及砌体结构.南京:武汉大学出版社,2004。

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