受弯构件斜截面破坏的三种形态的承载力
受弯构件斜截面破坏的三种形态的承载力
受弯构件斜截面破坏的三种形态的承载力包括：
1. 弯剪破坏：当受弯构件在承受弯矩作用下，同时还承受着剪力时，可能会发生弯剪破坏。
此时，构件会同时发生弯曲和剪切破坏。
弯剪破坏的承载力主要由弯矩和剪力共同作用下构件的抗弯刚度和抗剪刚度决定。
2. 剪压破坏：当受弯构件在承受弯矩作用下，同时还承受着压力时，可能会发生剪压破坏。
此时，构件横截面内的某一部分会发生剪切破坏，同时横截面内的另一部分会发生压力破坏。
剪压破坏的承载力主要由弯矩和压力共同作用下构件的抗弯刚度和抗压刚度决定。
3. 剪扭破坏：当受弯构件在承受弯矩作用下，同时还承受着扭矩时，可能会发生剪扭破坏。
此时，构件横截面内的某一部分会发生剪切破坏，同时构件的纵向轴线也会发生扭转变形。
剪扭破坏的承载力主要由弯矩和扭矩共同作用下构件的抗弯刚度和抗扭刚度决定。
这些形态的承载力是通过结构力学分析和材料力学计算得出的，可以根据具体的构件几何尺寸和材料力学性质进行计算。
《混凝土结构设计原理》第4章 受弯构件斜截面承载力计算
计算剪力值的确定
《公路桥规》规定：取离支点中心线梁高一半处的剪力 设计值 V ；其中不少于60%由混凝土和箍筋共同承担； 不超过40%由弯起钢筋（按45º弯起）承担，并且用水平 线将剪力设计值包络图分割；
箍筋设计 假设箍筋直径和种类，箍筋间距为
箍筋可减小斜裂缝宽度，从而提高斜截面上的骨料咬力。
箍筋限制了纵向钢筋的竖向位移，阻止混凝土沿纵向 钢筋的撕裂，提高了纵向钢筋的销栓作用。
可见，箍筋对提高斜截面受剪承载力的作用是多方面的和 综合性的。
2、剪力传递机理（见下图）——桁架－拱模型：
拱I： 相当于上弦压杆 拱Ⅱ、拱Ⅲ： 相当于受压腹杆
否
是否通过 是
计算结束
§4.3 受弯构件的斜截面抗剪承载力
计算依据：以剪压破坏为基础 一般是采用限制截面最小尺寸防止发生斜压破坏； 限制箍筋最大间距和最小配箍率防止发生斜拉破坏
一、基本公式及适用条件 计算图式：
基本公式：（半经验半理论）
Vu Vc Vsv Vsb Vcs Vsb
抗剪能力：
斜截面受剪承载力主要取决于构件截面尺寸和混凝土抗 压强度，受剪承载力比剪压破坏高。
破坏性质：属脆性破坏
除上述三种主要破坏形态外，有时还可能发生局部挤压 或纵向钢筋锚固等破坏。
四、有腹筋简支梁斜裂缝出现后的受力状态
无腹筋梁斜截面受剪承载力很低，且破坏时呈脆性。 故《公桥规》规定，一般的梁内都需设置腹筋。配置腹筋是 提高梁斜截面受剪承载力的有效方法。在配置腹筋时，一般 首先配置一定数量的箍筋，当箍筋用量较大时，则可同时配 置弯起钢筋。
V fcbh00
0. 0. 0. 0. 0.1
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。
第5章 受弯构件的斜截面承载力
第5章 受弯构件的斜截面承载力5．1概述上一章讲了钢筋混凝土受弯构件在主要承受弯矩的区段内，会产生垂直裂缝，如果正截面受弯承载力不够，将沿垂直裂缝发生正截面受弯破坏。
钢筋混凝土受弯构件在弯矩和剪力共同作用下，当正截面受弯承载力得到保证时，则有能产生斜截面破坏。
斜截面破坏包括斜截面受剪破坏和斜截面受弯破坏两方面。
因此为了保证受弯构件的承载力，除了进行正截面受弯承载力计算外，还必须进行斜截面受剪承载力计算，同时斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和箍筋的构造要求来满足的。
钢筋混凝土受弯构件在出现裂缝前的应力状态，由于它是两种不同材料组成的非均质体，因而材料力学公式不能完全适用。
但是当作用的荷载较小，构件内的应力也较小，其拉应力还未超过混凝土的抗拉极限强度、亦即处于裂缝出现以前的I a 阶段状态时，则构件与均质弹性体相似，应力-应变基本成线性关系，此时其应力可近似按一般材料力学公式来进行分析。
在计算时可将纵向钢筋截面按其重心处钢筋的拉应变取与同一高度处混凝土纤维拉应变相等的原则，由虎克定律换算成等效的混凝土截面，得出一个换算截面，则截面上任意一点的正应力和剪应力分别按下式计算，其应力分布见图5-1。
图5-1 钢筋混凝土简支梁开裂前的应力状态（a ）开裂前的主应力轨迹线；（b ）换算截面；（c ）正应力σ图；（d ）剪应力τ图正应力 0I My =σ （5-1） 剪应力 0bI VS =τ （5-2） 式中 I 0——换算截面惯性矩。
由于受弯构件纵向钢筋的配筋率一般不超过2%，所以按换算截面面积计算所得的正应力和剪应力值与按素混凝土的截面计算所得的应力值相差不大。
根据材料力学原理，受弯构件正截面上任意一点在正应力σ和剪应力τ共同作用下，在该点所产生的主应力，可按下式计算主拉应力 2242τσσσ++=tp （5-3）主压应力 2242τσσσcp +-= （5-4） 主应力的作用方向与构件纵向轴线的夹角α可由下式求得：στα22-=tg （5-5）在中和轴附近，正应力很小，剪应力大，主拉应力方向大致为45°。
受弯构件斜截面承载力的计算
对称集中荷载作用下简支梁的主应力轨迹线（图中，实线为主拉应力轨迹线；虚线为主压应力轨迹线。
）My VS tp 2σσ=cp 2σσ=梁内任一点的应力主应力剪跨比P aP202lh ββ⋅lβl()22222qll ql M l q l βββββ=⋅−=−()1222ql ql V q l ββ=−=−x tp 12σσ=+xcp 2σσ=−1arctan 2α=στ斜截面破坏形态◆斜压破坏为受压脆性破坏；◆剪压破坏界于受拉和受压脆◆斜拉破坏为受拉脆性破坏，无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的无腹筋梁的弯剪承载力有限，若不足以抵抗荷载产生的1. 剪跨比¾集中荷载作用下2. 腹筋的数量在一定的范围内，腹筋配筋率增大，抗剪承载力提高。
3. 混凝土强度斜截面破坏是因土强度对梁的抗剪承载力影响很大。
当剪跨比一定时，梁的抗剪承载力随混凝土强度提高而增大4. 纵筋配筋率随着纵筋的配筋率的提高，梁的抗剪承载力也增大。
1、直接作用：纵筋截面承受一定剪力（2、纵筋抑制斜裂缝的发展，增大斜裂缝间交互面的剪力传递，增加纵筋量能加大混凝土剪压区高度，从而间接提高梁的抗剪能力。
纵筋的销栓力ρ大于1.5%时，纵向受拉钢筋的配筋率()ρ0.720βρ=+5. 其他因素（1）截面形状这主要是指斜截面抗剪承载力有一定作用。
适当增加翼缘宽度，可提高抗剪承载力，但翼缘过大，增大作用逐渐减小。
另外，增大梁的宽度也可提高抗剪承载力。
与矩形截面梁相比，形截面梁的斜截面承载力一般要高我国《混凝土结构设计规范》钢筋混凝土梁斜截面抗u c ix d s sbV V V V V V =++++sb b V V =⋅为简化计算，主要考虑未开裂混凝土的抗剪作用和腹筋V u ——梁斜截面破坏时所承受的总剪力V c ——V s ——与斜裂缝相交的箍筋所承受的剪力V sb ——与斜裂缝相交的弯起钢筋所承受的剪力如令Vcs 为箍筋和混凝土共同承受的剪力，则无腹筋梁有腹筋梁若腹筋既有箍筋又有弯起钢筋，则对于有腹筋梁，由于箍筋的存在抑制了斜裂缝的开展，使得梁剪压区面积增大，致使强度和配箍率有关。
05受弯构件斜截面受剪承载力计算
Asi M ui M u As
图5－13
2、纵向钢筋的弯起（如图5－23） (1)钢筋理论充分利用点 图中1、2、3点：是③、②、①号钢筋充分利用 点（图5-23）； （2）钢筋理论不需要点 图中的2、3、a点是③、②、①号钢筋不需要点 （图5-23）； ； (3) 以③号纵向钢筋弯起为例（图5-23） ： 将③号钢筋在E、F点弯起，在G、H点穿过中 和轴进入受压区，对正截面抗弯消失。 分别以E、F点作垂线与③号钢筋交于e、f点。以 G、H点作垂线与②号钢筋交于g、h点，Mu图变成 aigefhb，Mu图>M图，此称之包络图或称材料图
若不满足，则按计算配箍筋 ②最小配箍率（按计算配箍筋）
nAsv1 ft sv sv ,min 0.24 bs f yv
（3）按计算配置腹筋（限制剪压破坏）
当不满足上述（1）、（2） 按计算配制箍筋Asv和弯起筋Asb
三、计算截面位置与剪力设计值的取值
1、计算截面位置：斜截面受剪承载力薄弱部位 截面的抗剪能力沿梁长也是变化的。在剪力或抗剪
hw— 截面的腹板高度，矩形截面取有效高度h0， T形截面取有 效高度减去翼缘高度，工形截面取腹板净高；
βc— 混凝土强度影响系数， （见表5－1）
hf h0 h0 h0 hf
hw
(b) hw = h0 – hf
h
hw hf
(a) hw = h0
(c) hw = h0 – hf – hf
图5－13 hw 取值示意图
临界斜裂缝。梁破坏时与斜裂缝相交的腹筋达
到屈服强度，剪压区的混凝土的面积越来越小，
达到混凝土压应力和剪应力的共同作用下的复
混凝土结构设计原理-05章-受弯构件的斜截面承载力
第5章 受弯构件的斜截面承载力
主要内容
● ● ● ●
重点
斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 简支梁斜截面受剪机理 斜截面受剪承载力计算公式及设计计算 保证斜截面受剪承载力的构造措施
● 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态 ● 简支梁斜截面受剪机理 ● 斜截面受剪承载力的设计计算 ● 保证斜截面受剪承载力的构造措施
图形。 材料抵抗弯矩图：按实际配置的受力钢筋计算的各个
正截面受弯承载力 Mu 所绘制的图形。
5.5 保证斜截面受弯承载力的构造措施
第5章 受弯构件的斜截面承载力
对承受均布荷载的单筋矩形截面简支梁：
Mu
As
fsd (h0
fsd As ) 2 fcdb
每根纵筋所承担的
M ui可近似按钢筋面积分配， M ui
5.4 斜截面受剪承载力计算
第5章 受弯构件的斜截面承载力
公式的适用范围 ■ 截面的最小尺寸（上限值） 为防止斜压破坏，要求：
0Vd (0.51 103 ) fcu,k bh0
否则，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。 ■ 构造配箍条件（下限值）
0Vd (0.5 103 ) 2 f tdbh0
而略有降低。 T形截面梁的受剪承载力高于矩形截面梁。
5.4 斜截面受剪承载力计算
第5章 受弯构件的斜截面承载力
2. 斜截面受剪承载力计算公式
由于抗剪机理和影响因素的复杂性，目前各国规范的斜
截面受剪承载力计算公式均为半理论半经验的实用公式。
《公路桥规》中的斜截面受剪承载力计算公式以剪压破
坏为建立依据，假定梁的斜截面受剪承载力Vu由剪压区混凝 土的抗剪能力Vc、与斜裂缝相交的箍筋的抗剪能力Vsv 和与斜 裂缝相交的弯起钢筋的抗剪能力Vsb 三部分所组成。
受弯构件斜截面承载力计算
第 1 页/共 2 页第四章 受弯构件斜截面承载力计算1、钢筋混凝土受弯构件沿斜截面破坏的形态有几种？各在什么情况下发生？ 答：（1）斜拉破坏：在荷载作用下，梁的剪跨段产生由梁底竖向裂缝沿主压应力轨迹线向上延伸发展而成的斜裂缝。
其中有一条主要斜裂缝很快形成，并疾驰舒展至荷载垫板边缘而使梁体混凝土裂通，梁被撕裂成两部分而丧失承载力，同时，沿纵向钢筋往往陪同产生水平撕裂裂缝。
这种破坏发生骤然，破坏荷载等于或者略高于主要斜裂缝浮上时的荷载，破换面比较整洁，无混凝土压碎现象。
发生条件：在剪跨比比较大时。
（m >3）（2）斜压破坏：当剪跨比较小时，（m <1），首先是荷载作用点和支座之间浮上一条斜裂缝，然后浮上若干条大体相平行的斜裂缝，梁腹被分割成若干个倾斜的小柱体。
随着荷载增大，梁腹发生类似混凝土棱柱体被压坏的情况，破环时斜裂缝多而密，但没有主裂缝，所以称为斜压破坏。
（3）剪压破坏：随着荷载的增大，梁的剪弯区段内陆续浮上几条斜裂缝，其中一条发展成为临界斜裂缝。
临界斜裂缝浮上后，梁承受的荷载还能继续增强，而斜裂缝舒展至荷载垫板下，直到斜裂缝顶端（剪压区）的混凝土在正应力x σ，剪应力τ及荷载引起的竖向局部压应力y σ的共同作用下被压酥而破坏。
破坏处可见到无数平行的斜向断裂缝和混凝土碎渣。
发生条件：多见于剪跨比13≤≤m 的情况中。
2、名词解释：广义剪跨比、狭义剪跨比、理论充足利用点、理论不需要点、 弯矩包络图、抵御弯矩图 答：广义剪跨比：剪跨比是一个无量纲常数，用0Vh m M =来表示，此处M 和V 分离为剪弯区段中某个竖直截面的弯矩和剪力，0h 为截面有效高度，普通把m 的这个表达式称为“广义剪跨比”。
狭义剪跨比：例如图中CC ‵截面的剪跨比00h a h V m c c =M =，其中a 为扩散力作用点至简支梁最近的支座之间的距离，称为“剪跨”。
偶尔称0h a m =为“狭义剪跨比”。
抵御弯矩图：它又称材料图，就是沿梁长各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵御弯矩图，即表示各正截面所具有的抗弯承载力。
04-受弯构件的斜截面承载力
第4章 受弯构件的斜截面承载力
如果λ＞3,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。 在薄腹梁中，即使剪跨比较大，也会发生斜压破坏。 所以，对有腹筋梁来说，只要截面尺寸合适，箍筋配置数 量适当，使其斜截面受剪破坏成为剪压破坏形态是可能的。
第4章 受弯构件的斜截面承载力
其间线性插值。
第4章 受弯构件的斜截面承载力
2．箍筋最小含量 (下限值) ―防止斜拉破坏
V 0.7 ft bh0 时，配箍率尚应满足： sv sv,min 当
ft 0.24 f yv
可以按构造配置箍筋的条件 当满足下列条件时，可按箍筋间距和直径表构造配筋。 V cv ft bh0 箍筋的最大间距应满足表要求： 梁高h/ mm V>0.7ftbh0 150<h≤300 150 300<h≤500 200 500<h≤800 250 h>800 300 V≤0.7ftbh0 200 300 350 600
第4章 受弯构件的斜截面承载力
无腹筋梁的受剪破坏都是脆性的 设计中斜压破坏和斜拉破坏主 要靠构造要求来避免； 剪压破坏则通过配箍计算来防 止。
第4章 受弯构件的斜截面承载力
2、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。
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，箍筋配置数量适当的话，则可避免斜拉破坏，而 转为剪压破坏。这是因为斜裂缝产生后，与斜裂缝相交的箍筋不 会立即受拉屈服，箍筋限制了斜裂缝的开展，避免了斜拉破坏。 箍筋屈服后，斜裂缝迅速向上发展，使斜裂缝上端剩余截面缩小， 使剪压区的混凝土在正应力σ和剪应力τ共同作用下产生剪压破坏。
受弯构件斜截面破坏的三种形态
受弯构件斜截面破坏的三种形态
受弯构件斜截面破坏是指在抗弯设计中，由于构件斜截面受到外力的作用而发生破坏的情况。
一般来说，受弯构件的斜截面破坏分为三种形态：剪切破坏、弯曲破坏和屈服破坏。
一、剪切破坏
剪切破坏是指在构件斜截面上产生一个或多个薄层，随着加载的继续增大，这些薄层可能会破裂，使构件斜截面破坏。
剪切破坏一般会出现在立方体截面的构件上，如钢筋混凝土梁、柱等，由于构件的斜截面向不同方向受到外力的作用，使得构件斜截面上的应力状态发生失衡，产生破坏。
二、弯曲破坏
弯曲破坏是指在构件斜截面上产生一个弯曲的破坏区域，这一破坏形态常见于受拉弯扭转作用的构件，如钢筋混凝土梁、圆钢柱等。
其原理是由于构件斜截面受到外力的作用，使得构件斜截面上的应力状态发生失衡，导致斜截面出现弯曲的破坏形态。
三、屈服破坏
屈服破坏是指在构件斜截面上产生一个屈服弯曲的破坏区域，这一破坏形态常见于受拉弯扭转作用的构件，如钢筋混凝土梁、圆钢柱等。
这一破坏形态的产生，是由于构件斜截面受到外力的作用，使得构件斜截面上的拉应力大于材料的屈服强度，导致斜截面出现屈服弯曲的破坏形态。
总之，构件斜截面破坏的三种形态分别是剪切破坏、弯曲破坏和屈服破坏，它们都是由于构件斜截面受到外力的作用，使得构件斜截面上的应力状态发生失衡，从而导致构件斜截面出现各种破坏形态。
因此，在抗弯设计时，必须注意构件斜截面的破坏形态，以确保构件在正常使用情况下不会发生破坏。
受弯构件斜截面破坏的主要形态
受弯构件斜截面破坏的主要形态受弯构件在受到外加载荷时，由于材料的强度和刚度的限制，会
发生破坏。
在弯曲过程中，构件的截面会发生多种形态的破坏。
1.剪切破坏：当受弯构件的外加载荷使得构件截面承受剪切力时，可能会导致截面内部的材料出现切割破坏。
这种破坏形态在混凝土构
件中更为常见，称为剪切破坏。
当剪力超过构件的抗剪承载能力时，
截面内部的材料会出现剪切裂缝，如果进一步加大加载荷，则可能导
致截面的整体破坏。
2.弯曲破坏：受弯构件在外加载荷作用下，会发生弯曲。
当外加
载荷超过了构件的抗弯承载能力时，构件截面会出现裂缝并最终发生
破坏。
在金属材料中，这种破坏形态常称为屈服屈服破坏。
在混凝土
构件中，弯曲破坏会导致截面内部的混凝土出现决裂，称为压缩破坏。
3.拉伸破坏：在一些情况下，受弯构件可能会因外加载荷的作用
而出现拉伸破坏。
当构件的受拉边缘受到较大的拉力时，如果材料的
抗拉强度低于加载荷，可能会导致拉伸破坏。
这种破坏形态在钢结构
中比较常见，称为拉拉破坏。
拉伸破坏的特点是截面内部的材料发生拉裂，若进一步增大加载荷，则可能导致截面整体破坏。
4.四边支撑破坏：当受弯构件的截面四边都得到支撑时，破坏形态会有所不同。
在这种情况下，受弯构件的破坏主要发生在截面角的位置。
这种破坏形态称为四边支撑破坏。
四边支撑破坏时，截面角附近的材料会发生拉伸破坏，裂缝从截面的角处开始扩展，最后导致整个截面的破坏。