钢筋砼梁与柱的抗剪强度理论解
钢筋混凝土梁抗剪理论研究
钢筋混凝土梁抗剪理论研究摘要:根据国内外已有的钢筋混凝土梁抗剪性能研究成果，阐述了各种抗剪理论的基本分析方法，评述了各理论之间的内在联系及适用性；指出了各种研究方法的优缺点；探讨了该领域的研究发展趋势，对剪切破坏机理的认识具有一定的参考价值。
研究表明：现有的抗剪理论都不是孤立存在的，它们之间相互联系、相互影响并不断演变，正确认识其特点才能合理运用于不同结构形式的抗剪性能分析。
关键词: 钢筋混凝土梁; 抗剪理论; 研究钢筋混凝土梁在剪力和弯矩共同作用区段可能会沿斜截面发生脆性剪切破坏，这种破坏将导致结构突然失稳并引发巨大灾难，只有清晰认识剪切破坏机理的实质，才能有效避免此类破坏的发生。
目前，国内外混凝土结构设计规范[1,2]中关于抗剪承载力计算公式大多是以试验数据为依据的半理论半经验公式，在一定程度上反映了混凝土抗压强度、钢筋屈服强度、截面几何特征及荷载类型等主要参数的影响。
本文总结了国内外已有的钢筋混凝土梁抗剪性能研究成果，对其存在的优缺点及适用范围进行了阐述，为抗剪问题的认识提供了一定的参考价值。
1 桁架理论1.1 古典桁架模型古典桁架模型是Ritter为设计钢筋混凝土梁腹筋而提出来的，在该模型中，将梁理想化为具有平行弦杆和斜压杆的桁架结构，上部弯压混凝土作为桁架上弦杆，底部纵向钢筋作为桁架下弦杆，腹杆则由受拉箍筋及裂缝间受压混凝土斜杆构成。
该方法简单、概念清晰，但完全没考虑混凝土的抗剪作用，全部剪力均由箍筋承担，这样使得箍筋的利用率较低，并造成很大的浪费。
1.2 斜压场理论Wagner认为剪力由斜拉场承担，假定主拉应力、应变方向一致，由此提出了斜拉场理论。
Mitchell[3]等以斜拉场理论为基础，在对受扭构件进行分析时，假定纯扭作用下的混凝土开裂后不承受任何拉力，扭矩由斜压场承担，由此提出了斜压场理论。
随后，Collins[4]在变角桁架模型的基础上，通过引入变形协调条件及应力-应变关系，将斜压场理论应用于钢筋混凝土梁的抗剪性能分析，并解决了桁架模型中裂缝倾角难以确定的难题。
钢筋混凝土梁的剪力承载力研究
钢筋混凝土梁的剪力承载力研究一、概述钢筋混凝土梁是建筑结构中常用的构件，其承载力是结构设计的重要指标之一。
其中，剪力承载力是钢筋混凝土梁的重要力学性质之一，对于梁的安全性能有着重要的影响。
因此，钢筋混凝土梁的剪力承载力研究具有重要的理论和实际意义。
本文将就钢筋混凝土梁的剪力承载力研究展开探讨，包括其基本概念、计算公式、影响因素以及提高剪力承载力的方法等方面。
二、概念剪力是指在杆件横截面上的作用力，在钢筋混凝土梁中，剪力是指垂直于纵向受力钢筋的力。
而剪力承载力则是指在钢筋混凝土梁中，梁材料所能承受的最大剪力。
三、计算公式钢筋混凝土梁的剪力承载力计算公式通常采用剪力折减系数法，即将混凝土的抗剪强度经过折减系数后与钢筋的抗剪强度相加得到最终的剪力承载力。
具体来说，钢筋混凝土梁的剪力承载力计算公式为：V＝Vc+Vs其中，V为梁的剪力承载力，Vc为混凝土的剪力承载力，Vs为钢筋的剪力承载力。
混凝土的剪力承载力Vc的计算公式为：Vc＝0.087bwd(1-As/Asmin)×fcd其中，b为梁的宽度，w为梁的深度，d为受压区高度，As为钢筋的面积，Asmin为混凝土面积的最小值，fcd为混凝土的抗压强度。
钢筋的剪力承载力Vs的计算公式为：Vs＝0.87fyAsw其中，fy为钢筋的屈服强度，Asw为剪力筋的面积。
四、影响因素钢筋混凝土梁的剪力承载力受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 梁的几何形状：梁的宽度、深度、长度等几何参数会对其剪力承载力产生影响。
2. 混凝土的强度：混凝土的抗剪强度是影响剪力承载力的重要因素之一。
3. 钢筋的强度：钢筋的强度直接影响其剪力承载力。
4. 剪力筋的布置方式：剪力筋的布置方式会对梁的剪力承载力产生影响。
5. 梁的受力状态：梁的受力状态会对其剪力承载力产生影响，例如梁的跨度、荷载大小等。
五、提高剪力承载力的方法为提高钢筋混凝土梁的剪力承载力，可以采取以下措施：1. 加强混凝土的强度：可以采取增加混凝土强度、加强混凝土配筋等方法来提高梁的剪力承载力。
混凝土梁柱抗剪设计原理
混凝土梁柱抗剪设计原理一、前言混凝土结构中，梁柱承受着重要的作用。
其中，抗剪设计是混凝土结构中的重要设计环节。
本文将详细介绍混凝土梁柱抗剪设计原理。
二、基本概念1. 剪力在梁柱中，由于荷载作用，会产生横向的力，称之为剪力。
剪力是沿着截面的法向分量，它是把截面分成两个部分所产生的相互作用力。
2. 剪力应力剪力应力是剪力同截面积的比值，它是横向作用于截面的力所引起的应力。
3. 剪力承载力剪力承载力是指截面能够承受的最大剪力大小。
承载力的大小取决于混凝土的强度和截面形状。
三、混凝土梁柱抗剪设计原理1. 抗剪设计基本原理梁柱的抗剪设计基本原理是，要求剪力承载力大于荷载所产生的剪力。
剪力承载力是根据混凝土的强度和截面形状计算得出的。
2. 剪力承载力的计算方法混凝土的剪力承载力主要有两种计算方法：传统方法和应变能方法。
（1）传统方法传统方法是指根据混凝土抗剪强度理论，采用极限平衡法计算出混凝土的剪力承载力。
剪力承载力的计算公式如下：Vc = 0.17fcu×b×d其中，Vc为混凝土的剪力承载力，fcu为混凝土的抗压强度，b为截面的宽度，d为截面的有效高度（减去钢筋直径的一半）。
（2）应变能方法应变能方法是指根据混凝土的应变能理论，采用变形平衡法计算出混凝土的剪力承载力。
应变能方法的剪力承载力计算公式如下：Vc = α×Vc1+Vc2其中，α为调整系数，Vc1为混凝土的剪力承载力，Vc2为钢筋的剪力承载力。
3. 设计中的注意事项在梁柱的抗剪设计中，需要注意以下几点：（1）混凝土梁柱的剪力承载力通常比较大，因此在设计中应尽可能充分利用混凝土的剪力承载力。
（2）在梁柱的设计中，应尽可能使剪力的传递路径短，以减小剪力的影响。
（3）在设计中应充分考虑混凝土的变形能力，以保证结构的稳定性和安全性。
四、总结混凝土梁柱抗剪设计是混凝土结构设计中的重要环节。
在设计中，需要充分考虑混凝土的强度和形状，以确定剪力承载力的大小。
混凝土抗剪强度物理试验方法研究与理论分析
混凝土抗剪强度物理试验方法研究与理论分析崔万玺【摘要】在分析国内外混凝土结构设计规范和已有的混凝土抗剪强度研究成果的基础上,总结归纳了混凝土抗剪强度的各种常用试验方法及其相应的研究成果,并对各种试验方法的优缺点进行了分析与比较.【期刊名称】《赤峰学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(026)006【总页数】4页(P162-165)【关键词】混凝土抗剪强度;试验方法【作者】崔万玺【作者单位】赤峰学院初等教育学院,内蒙古赤峰,024000【正文语种】中文【中图分类】TU375.2在结构设计规范的不断发展中，混凝土力学指标中抗压、抗拉强度与混凝土强度等级的定量关系，已进行了大量研究，在国际范围内观点也都较为一致[2].但是对于同样为混凝土基本力学指标之一的混凝土抗剪强度，国内外大部分规范并未给出相应的抗剪强度设计指标，所做的研究与试验工作都很有限，而且得出的结论之间的差别也很大，任何一种试验都没有得到广泛的认同.本文总结归纳了混凝土抗剪强度的各种常用试验方法及其相应的研究成果,论述这些方法的力学原理并对各种试验方法的优缺点进行了分析与比较.1.1 矩形短梁直接剪切法Morsch提出的矩形短梁直接剪切法[3]，因其简单、直观，成为至今最常用的试验方法.试验中，在两端支承试件，通过传压板向跨中施加荷载，直至试件破坏，如图1所示.试件的有限元分析结果表明，在此试验中，试件破坏剪切面上的剪应力分布不均匀，存在同一数量级的竖向正应力σy，局部处σy超过τxy的一倍.考虑到荷载下和支座上的钢垫板对试件的横向摩擦约束也有利于承载力的提高，故认为此类试件的剪切面应力状态与纯剪应力有较大差别，测得的强度不是混凝土的纯剪强度.混凝土的抗剪强度取为最大剪力在剪切面上的平均剪应力，这类试验给出的混凝土抗剪强度最高，一般可达到：式中，fpr——混凝土的棱柱体抗压强度，N/mm2；ft——混凝土的轴心抗拉强度，N/mm2.根据试验结果，Morsch提出了混凝土纯剪强度的计算公式：式中，k——修正系数，可取为0.75，即上式可修正为：1.2 Z形柱单剪面试验法Mattock提出的Z形柱单剪面试验，是在Z形试件的两端施加集中荷载，在两个缺口之间形成单个剪切面，如图2所示[12].试件的有限元分析结果表明，在此试验中，剪应力τ的分布比较均匀，但水平向的正应力σx与剪应力为同一数量级，且有拉有压；而竖向正应力σy值很大，达剪应力的3～8倍，故这一应力状态与“纯剪”相差甚远，“剪切面”并非纯剪破坏[2].试件的抗剪强度按剪切破坏面的平均剪应力取值式中，A——两缺口之间的面积，mm2.Mattock根据试验结果给出的混凝土抗剪强度计算公式为：式中，fcy——混凝土的圆柱体抗压强度，N/mm2.因为0.12fcy≈1.5ft（ft为混凝土轴心抗拉强度，N/mm2），即混凝土抗剪（纯剪）强度与其轴心抗拉强度的关系式可表达为：1.3 缺口梁四点受力剪切法由Iosipescuj建议的缺口梁四点受力剪切试验[4]，其试件形式和加载方法如图3所示.在此试验中，试件的中间区段，剪力为常数，中间截面的弯矩为零，试件的中间有一个大缺口，中央截面的净面积很小.荷载作用下，试件沿此截面破坏.试件的有限元分析结果表明，截面中部的剪应力分布均匀，水平正应力σx因截面弯矩而为零，竖向正应力σy因截面离荷载和支座较远而数值很小，约为剪应力的12%～25%，即接近纯剪应力状态[9].混凝土的抗剪强度取为试件破坏时此截面上的平均剪应力式中，Anet——中央截面的净面积，mm2.因试件破坏部位的应力分布接近纯剪应力状态，由此得出的混凝土抗剪（纯剪）强度约与其轴心抗拉强度等值，即试验结果表明，试件首先从剪应力为零的缺口凹角的尖端出现裂缝，而并非从剪应力最大的缺口截面中部出现裂缝.裂缝出现后，迅速贯穿全截面，将试件断裂成两半.由于试件的破坏不是受剪应力控制，而是因为缺口附近存在严重的应力集中，故此法应用较少.1.4 薄壁圆筒受扭试验法薄壁圆筒受扭试验法是Bresler最早提出并使用的[6]，其采用的试件形式和加载方法如图4.圆筒试件破坏时，一般只有一条螺旋形裂缝，与纵轴线形成450，恰好与主拉应力方向相垂直，而且裂缝的宏观特征与混凝土受拉破坏一致，这表明在纯剪应力状态下，混凝土的破坏受主拉应力控制.薄壁圆筒在扭矩T作用下，若薄壁很薄（t=D,h）时，接近于理想的纯剪应力状态.假设剪应力沿截面均匀分布，可按试件的破坏扭矩Tmax计算混凝土的抗剪强度的试验值：Bresler根据试验结果，建议剪应力τp与正应力σ之间的关系式为则当正应力σ＝0时，抗剪强度的取值公式为因为0.08fcy≈1.0ft，即混凝土抗剪（纯剪）强度与其轴心抗拉强度等值，其关系式可表达为：1.5 圆柱试件纯扭试验法文献[7]中的试验，采用了特制的试件.试件采用的混凝土是28d的设计抗压强度分别是38MPa及62MPa，10cm直径及40.6cm长度的圆柱体作为扭转试验的时间，以确定混凝土的抗剪强度和静力剪切模量，10cm直径及20cm高度的圆柱体作为试件以确定混凝土的抗压强度及静力弹性模量.这个试验中采用MTS 50T轴力和64T-cm抗扭材料试验机，以确定混凝土的抗剪强度及其静力剪切模量，采用特制的应变仪量测剪切变形，以确定混凝土的剪切模量.单轴抗压试验则采用MTS100T轴向拉压材料试验设备.根据Rankine最大应力理论、Coulomb内部摩擦理论、Mohr理论或修正Cowan理论，抗剪强度在组合应力下的混凝土破坏中是视为一个重要原因的.圆柱体试件在纯扭作用下是斜拉破坏，抗扭强度等于抗拉强度.抗剪强度有下列扭转公式算出:式中，T是所加扭矩；r为圆柱体半径；J为极惯性矩.文献[7]中也同时根据非线性剪应力分布，计算了非线性抗剪强度τ'，计算非线性抗剪强度是采用了Khaloo和A-hamd所建议的剪切非线性系数K:式中，fc'是混凝土抗压强度.考虑混凝土塑性之后求得的塑性抗剪强度为：此文作者由抗剪强度与抗压强度之比，得到其平均值界于0.095～0.121之间，其值视混凝土强度和是否考虑混凝土的塑性而定.因为0.08fcy≈1.0ft，所以混凝土抗剪（纯剪）强度与其轴心抗拉强度其关系为τ≈(1.19～1.51)ft.1.6 二轴拉/压应力试验法在二轴拉/压应力试验中，对立方体或板式试件施加二轴拉/压应力，即σ1=-σ3，σ2=0，如图5所示[4].试验中得到的应力状态与450方向的纯剪应力状态等效，作出应力圆得到：根据已有试验结果可知，用此法得到的混凝土抗剪强度约与其轴心抗拉强度相等. 1.7 等高变宽梁四点受力剪切法针对缺口梁四点受力剪切试验中，缺口附近存在严重的应力集中问题，文献 [8-9]提出了一种相对合理的试验方法——等高变宽梁四点受力剪切法.在此试验中，试件的支座和荷载位置同上述缺口梁，但设计成矩形截面的等高变宽外形，如图6所示.试件中间的纯剪区无缺口，避免了应力集中；厚度减薄又保证在此处会发生剪切破坏.经有限元分析得到试件中间截面的应力分布为：截面中部的剪应力τxy分布均匀，与全截面平均剪应力τ之比为1.22～1.28；竖向正应力|σy|≤0.1τ，水平正应力|σx|≤0.2τ，对混凝土的抗剪强度影响很小，故试件中段的试验区接近于纯剪应力状态.实际上试件的破坏是从剪切面的某一部位开始的，所以抗剪强度值应该由破坏发生处的剪应力决定，而不应由剪切破坏面的平均剪应力决定.从等高变宽梁试件应力分析结果得知，跨中截面中部剪应力与全截面平均剪应力的比值为1.22～1.28.考虑到试件破坏时出现少量塑性变形，抗剪强度取为跨中截面平均剪应力的1.2倍，故混凝土的抗剪强度试验值的计算式为：式中，Vmax——试件破坏时中间截面的最大剪力，N；A——试件中间截面面积，mm2.文献[8-9]在试验结果的基础上，经回归分析，得出混凝土抗剪强度与立方体抗压强度的关系如下：式中，fcu——混凝土立方体抗压强度（试件边长150mm），N/mm2.抗剪强度的试验值与理论值的比值平均为1.003，均方差为0.145.为了便于比较，根据试验结果,文中还给出了混凝土轴心抗拉强度的理论曲线，从两者的理论计算式得到其比值为：当混凝土取常用的强度等级C20～C50时，比值τp/ft＝1.13～1.04，且随着强度的提高而逐渐减小，即抗剪强度和轴心抗拉强度渐趋一致.因此，文献[8-9]的研究结论是，混凝土的抗剪强度与轴心抗拉强度值近似相等，这与薄壁圆筒受扭、二轴拉/压应力等试验所得结论相一致.1.8 水工混凝土试验规程的试验方法DL/T5150-2001《水工混凝土试验规程》[11]建议用混凝土剪切试验仪测定混凝土及混凝土与其他材料结合面的抗剪强度.该方法在试件剪切过程中，用恒定装置使法向应力保持恒定.双面直接剪切法简单易行，因此很多特殊混凝土的试验在确定抗剪强度的时候，鉴于规范中没有专门针对混凝土抗剪性能的试验方法作出规定，就会考虑采用此方法来进行试验.但是，此试验方法实质是混凝土双向受力破坏，与混凝土的纯剪状态还是有差别的.混凝土抗剪强度表达式：式中，τ——极限抗剪强度，MPa；σ——法向应力，MPa；f'——摩擦系数；c'——粘聚力，MPa.1.9 Mohr强度理论法一个可靠的表示混凝土纯剪强度方法，只能从复杂应力状态下的试验结果获得.这类试验的方法虽多，但最广泛地被采用的复杂应力试验方法是三轴受压试验，并按莫尔(Mohr)理论来分析其试验结果.图7是根据莫尔理论分析混凝土三轴受压试验资料所得的破坏包络线结果[3].按莫尔强度理论，各个主应力圆的包络线所代表的剪应力与正应力关系，就是混凝土内剪切滑移面上相应正应力下抗剪强度的变化.包络线与纵轴相交点处的剪应力值为混凝土的纯剪强度，或受纯剪力时的抗剪强度τ0.在具体试验情况下，混凝土的纯剪强度约为其圆柱体抗压强度的20%左右.常用混凝土等级情况下，混凝土的纯剪强度约为其圆柱体抗压强度的1/6～1/4，其平均值为轴拉强度的2.0倍左右.也有人建议采用与（3-2）及（3-3）式相似的经验关系来表示纯剪强度：式中，fc——混凝土的圆柱体抗压强度，N/mm2；ft——混凝土的轴心抗拉强度，N/mm2.为了在数值上便于分析比较，这里各种试验得出来的抗剪强度试验值统一都与混凝土的轴心抗拉强度作比较.具体关系式列于下表1.总结上述试验方法，可以得到以下几点结论：（1）薄壁圆筒受扭试验法、二轴拉/压应力试验法建立了（接近）纯剪的应力状态，可以得到最理想的纯剪状态下的试验数据.但是，这两种方法要求具备技术复杂的专用试验设备，在一般的实验室难以实现，很难广泛应用到具体的工程实践中去.（2）缺口梁四点受力剪切法也可以接近纯剪状态，但是试件的破坏不是受剪应力控制，而是因为缺口附近存在严重的应力集中，故此法应用较少，只有个别研究者采用这种方法.（3）矩形梁直接剪切法及Z形柱单剪面试验法因其简单、直观而应用较多，其相应的试验结果也较多，但是此类试件的剪切面应力状态与纯剪应力有较大差别，测得的强度不是混凝土的纯剪强度，即使是对其进行改进的方案也都不是很理想.（4）圆柱试件纯扭试验法是理论上很接近纯剪状态的一种试验方法，但也是需要复杂的试验设备，一般实验室无法实现.（5）水工混凝土试验规程的试验方法，平台操作简单，易于在实验室实现，但是此试验方法实质是混凝土双向受力破坏，与混凝土的纯剪状态有一定差别.根据前面对各类抗剪试验方法的分析可知：凡是试件的试验区段和破坏部位的应力分布接近纯剪应力状态时，混凝土抗剪（纯剪）强度约与其轴心抗拉强度等值，破坏形态也一致，如薄壁圆筒受扭试验法、二轴拉/压应力试验法以及等高变宽梁四点受力剪切法；而当试件的破坏剪面上存在较大的正压应力时，混凝土的抗剪强度得到提高，所得试验抗剪强度大大超过混凝土的抗拉强度，已不能代表混凝土的纯剪强度，如矩形梁直接剪切法及Z形柱单剪面试验法等.等高变宽梁四点受力剪切法在缺口梁四点受力剪切法的基础上，解决了缺口附近存在严重的应力集中问题，从试验结果来看，数据也是很理想的，认为是一种较为合理的方法，推荐采用.〔1〕DL/T 5057-1996《水工混凝土结构设计规范》[S].北京:中国电力出版社,1997.〔2〕《水工混凝土结构设计规范》修订专题研究报告WHU-15[R].关于规范主编单位提出的有关问题的说明.武汉大学土木建筑工程学院，2007.〔3〕王传志,滕智明.钢筋混凝土结构理论[M].北京:中国建筑工业出版社,1985. 〔4〕过镇海.混凝土的强度和变形-试验基础和本构关系[M].北京:清华大学出版社,1997.〔5〕韩菊红,石国柱,丁自强.混凝土剪切强度指标研究[J].郑州大学学报,2004（8）. 〔6〕Bresler,B.,and Pister,K.S.Strength of Concrete under Combined Stresses[J].Journal of ACI,Sept.1958: 321-346.〔7〕施士昇.混凝土的抗剪强度、剪切模量和弹性模量[J].土木工程学报,1999(4):47-52.〔8〕张琦.混凝土抗剪强度和剪切变形的研究[硕士论文][D].北京:清华大学,1987. 〔9〕张琦,过镇海.混凝土抗剪强度和剪切变形的研究[J].建筑结构学报,1992,13(5). 〔10〕ISO 2394:1998.General principles on reliability forstructures[S].InternationalStandard,Second edition, 1998-06-01.〔11〕DL/T 5150-2001《水工混凝土试验规程》[S].北京:中国电力出版社,2002. 〔12〕闫国新,张雷顺,张晓磊.混凝土本体剪切强度试验研究与理论分析[J].中国农村水电及电气化,2006(4):54-57.〔13〕Mattock,H.Shear Transfer in Reinfouced Concrete[J]. Journal of ACI,Feb.1969.〔14〕Iosipescu,N.,and Negoita,A.A New Method for Determining the Pure Shearing.〔15〕Strength of Concrete[J].Concrete,Journal of the Concrete Society,1969,3(3).〔16〕GB 50010-2002《混凝土结构设计规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.【相关文献】〔1〕DL/T 5057-1996《水工混凝土结构设计规范》[S].北京:中国电力出版社,1997.〔2〕《水工混凝土结构设计规范》修订专题研究报告WHU-15[R].关于规范主编单位提出的有关问题的说明.武汉大学土木建筑工程学院，2007.〔3〕王传志,滕智明.钢筋混凝土结构理论[M].北京:中国建筑工业出版社,1985.〔4〕过镇海.混凝土的强度和变形-试验基础和本构关系[M].北京:清华大学出版社,1997.〔5〕韩菊红,石国柱,丁自强.混凝土剪切强度指标研究[J].郑州大学学报,2004（8）.〔6〕Bresler,B.,and Pister,K.S.Strength of Concrete under Combined Stresses[J].Journal of ACI,Sept.1958: 321-346.〔7〕施士昇.混凝土的抗剪强度、剪切模量和弹性模量[J].土木工程学报,1999(4):47-52.〔8〕张琦.混凝土抗剪强度和剪切变形的研究[硕士论文][D].北京:清华大学,1987.〔9〕张琦,过镇海.混凝土抗剪强度和剪切变形的研究[J].建筑结构学报,1992,13(5).〔10〕ISO 2394:1998.General principles on reliability forstructures[S].InternationalStandard,Second edition, 1998-06-01.〔11〕DL/T 5150-2001《水工混凝土试验规程》[S].北京:中国电力出版社,2002.〔12〕闫国新,张雷顺,张晓磊.混凝土本体剪切强度试验研究与理论分析[J].中国农村水电及电气化,2006(4):54-57.〔13〕Mattock,H.Shear Transfer in Reinfouced Concrete[J]. Journal of ACI,Feb.1969. 〔14〕Iosipescu,N.,and Negoita,A.A New Method for Determining the Pure Shearing. 〔15〕Strength of Concrete[J].Concrete,Journal of the Concrete Society,1969,3(3). 〔16〕GB 50010-2002《混凝土结构设计规范》[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.中图分类号：TU375.2。
浅谈混凝土梁的极限抗剪强度分析
浅谈混凝土梁的极限抗剪强度分析摘要本文主要简单介绍了体外预应力混凝土梁、钢筋混凝土梁和钢纤维自密实混凝土梁这三种不同类型的混凝土梁的极限抗剪强度的分析计算方法。
关键词体外预应力混凝土梁钢纤维自密实混凝土梁钢筋混凝土梁极限抗剪强度1.引言在混凝土梁的受力状态中，剪力处于重要作用，抗剪强度能较好的表示混凝土梁的抗力作用，是混凝土梁比较重要的指标之一，因此研究混凝土梁的极限抗剪强度具有非常重要的意义。
现代混凝土研究技术突飞猛进，混凝土梁的类型也越来越多样化，而每一种不同类型的混凝土梁对应的抗剪强度计算分析的方法也各不相同，本文仅就工程中比较常用的三种混凝土梁介绍它们各自极限抗剪强度的计算分析方法。
2.正文2.1体外预应力混凝土梁极限抗剪强度分析预应力钢筋布置于混凝土截面之外的体外预应力技术已在混凝土结构中得到广泛应用, 并且成为加固既有混凝土结构最有效的方法之一。
由于除在锚固和转向区外, 无粘结的体外预应力筋与梁体混凝土可产生自由的相对运动, 体外钢筋与混凝土截面之间的变形不再协调, 因此体外预应力混凝土梁的极限状态不能通过控制截面平面变形分析的方法计算, 体外预应力筋的应力增量只能通过结构的总体变形求得。
同时, 由于梁体受弯变形后产生的挠度会使体外预应力筋的有效偏心距减小, 降低体外钢筋的作用,即产生二次影响; 对于未开裂的混凝土梁, 因梁体挠度相对较小, 二次影响的作用可以忽略; 但对于体外钢筋自由长度较大梁, 由于极限状态下梁体挠度大,二次影响的程度也随之加大, 所以计算中必须加以考虑。
正是基于这一原因, 大多数欧洲国家的规范规定: 除进行可靠的分析计算外, 在计算体外预应力混凝土梁的极限状态时一般不考虑体外钢筋的应力增量。
目前, 国外有关体外预应力混凝土梁极限状态下体外钢筋应力计算的建议方法汇总如下:(1)欧洲国家（法国、德国、欧洲混凝土协会）一般情况：0paf ∆= (2)西班牙（分四种情况）：1.整体和节段式简支箱梁桥：108paf MPa ∆= 2. 整体式简支n 形梁桥:122.5pa f MPa ∆= 3. 节段式连续箱梁桥:39pa f MPa ∆= 4. 整体式连续箱梁桥:pa f ∆取决于高跨比和体外钢筋的布置情况（3）美国:《美国公路桥梁设计规范》(AASHTO 1994): 12(1)0.94p pa pe u p cu py d L f f E f c L ε=+Ω-≤（1） 对于T 型截面： 11''0.85'()0.85'p pe s s s s c w fc A f A f A f f b b h c f b ββ+---=对于矩形截面：1''0.85'p pe s s s sfc A f A f A f c f bβ+-= 《美国A CI 建筑规范》（ACI318-89）： '10000c pa pe p f f f k ρ=++（psi ） （2）式中：当/35p L d ≤时，k=100；当/35p L d >时，k=300。
混凝土的抗剪强度计算原理
混凝土的抗剪强度计算原理一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料，其抗剪强度是评价混凝土力学性能的重要指标之一。
本文将介绍混凝土的抗剪强度计算原理，包括混凝土的抗剪机制、抗剪强度计算公式及其影响因素。
二、混凝土的抗剪机制混凝土的抗剪机制与其内部结构密切相关。
混凝土是由水泥、砂、骨料和水等原料配制而成，经过振捣、养护等工艺过程后形成的坚硬材料。
混凝土的内部结构包括水泥石、砂浆、骨料等三个部分。
水泥石是混凝土中最弱的部分，其强度往往是混凝土整体强度的瓶颈。
混凝土的抗剪机制可以分为两种情况，即纯剪和剪拉混合。
纯剪指在竖直方向施加一个平行于水平面的剪力，而剪拉混合则是指在竖直方向施加一个倾斜角度的剪力，同时还存在水平方向的拉力。
在纯剪情况下，混凝土内部出现剪切破坏，即混凝土断裂面呈45度角的情况。
在剪拉混合情况下，混凝土内部出现斜拉破坏，即混凝土断裂面呈不规则形状。
三、抗剪强度计算公式混凝土的抗剪强度计算公式主要有三种，分别是平均剪应力理论、极限剪应力理论和剪应变理论。
1. 平均剪应力理论平均剪应力理论是指在混凝土内部剪应力分布均匀的情况下，混凝土内部的最大剪应力等于平均剪应力的1.5倍。
该理论的计算公式为：τu = 0.5×fck/γc其中，τu为混凝土的极限剪应力，fck为混凝土的标准强度等级，γc 为混凝土的安全系数。
2. 极限剪应力理论极限剪应力理论是指混凝土内部的剪应力分布不均匀，存在一定的集中度，因此混凝土内部的最大剪应力应该小于平均剪应力的1.5倍。
该理论的计算公式为：τu = 0.8×fck/γc其中，τu为混凝土的极限剪应力，fck为混凝土的标准强度等级，γc 为混凝土的安全系数。
3. 剪应变理论剪应变理论是指混凝土内部的剪应变与剪应力之间存在一定的线性关系，因此可以通过剪应变来计算混凝土的抗剪强度。
该理论的计算公式为：τu = k×εu其中，τu为混凝土的极限剪应力，εu为混凝土的极限剪应变，k为混凝土的剪切模量。
柱和梁交接处钢筋做法
柱和梁交接处钢筋做法建筑结构中的柱和梁是承载建筑物重量的重要构件。
在柱和梁交接处，钢筋的布置和连接是至关重要的，因为它们直接影响着建筑结构的稳定性和安全性。
本文将介绍柱和梁交接处钢筋的布置和连接方法。
一、柱和梁交接处钢筋的布置在柱和梁交接处，钢筋的布置应该考虑到以下几个因素：1. 抗弯强度柱和梁交接处是结构中的重点部位，需要承受较大的荷载。
因此，在该处的钢筋布置应该考虑到抗弯强度的要求。
一般来说，需要在柱和梁的交接处设置横向钢筋和竖向钢筋，以提高结构的抗弯强度。
2. 抗剪强度除了抗弯强度外，柱和梁交接处的钢筋布置还应该考虑到抗剪强度的要求。
在该处的钢筋布置应该尽量增加梁的横向钢筋和柱的竖向钢筋，以提高结构的抗剪强度。
3. 建筑结构的整体稳定性在柱和梁交接处的钢筋布置还应该考虑到建筑结构的整体稳定性。
为了保证建筑结构的稳定性，应该在该处设置适当数量的钢筋，并且保证钢筋的连接牢固。
二、柱和梁交接处钢筋的连接在柱和梁交接处，钢筋的连接应该考虑到以下几个因素：1. 连接方式柱和梁交接处的钢筋连接方式有很多种，如焊接、螺栓连接、搭接连接等。
其中，焊接连接是最常用的一种方式。
在进行钢筋焊接时，应该保证焊接强度和焊接质量，以确保连接的牢固和稳定。
2. 连接位置在柱和梁交接处的钢筋连接位置应该选择在梁的端部。
这样可以避免柱的变形和位移对连接产生影响，同时也可以保证连接的牢固性。
3. 连接数量在柱和梁交接处的钢筋连接数量应该根据结构的荷载情况和连接方式来确定。
一般来说，应该保证连接数量足够多，以确保连接的牢固性和稳定性。
三、柱和梁交接处钢筋的保护在柱和梁交接处的钢筋保护措施应该考虑到以下几个因素：1. 防腐在柱和梁交接处的钢筋应该采取防腐措施，以避免钢筋受到腐蚀而影响连接的牢固性和稳定性。
2. 防火在柱和梁交接处的钢筋应该采取防火措施，以避免钢筋受到高温而影响连接的牢固性和稳定性。
3. 防锈在柱和梁交接处的钢筋应该采取防锈措施，以避免钢筋受到锈蚀而影响连接的牢固性和稳定性。
混凝土梁的剪力原理及计算
混凝土梁的剪力原理及计算一、引言混凝土梁是一种常见的结构形式，其作用是承受跨度较大的荷载，使得建筑物具有较好的稳定性和安全性。
在混凝土梁中，梁的剪力是一个重要的设计参数，设计师需要对其进行充分的计算。
因此，本文将详细介绍混凝土梁的剪力原理及计算。
二、混凝土梁的构成混凝土梁主要由混凝土和钢筋构成。
其中，混凝土的主要作用是承受压力荷载，而钢筋则主要承受拉力荷载。
混凝土和钢筋之间具有一定的黏结力，使其能够共同承担荷载。
三、混凝土梁的受力分析混凝土梁在受到荷载时，会发生弯曲。
因此，混凝土梁中的主要受力状态是弯曲状态。
在弯曲状态下，混凝土受到的压力荷载会导致混凝土产生压缩应力，而钢筋受到的拉力荷载则会导致钢筋产生拉伸应力。
四、混凝土梁的剪力原理在混凝土梁中，除了弯曲力之外，还会产生剪力。
剪力是沿着跨度方向的荷载，作用于梁的截面上，是垂直于梁轴的力。
当混凝土梁受到水平荷载时，由于梁的形变，混凝土梁表面会出现剪应力，从而导致剪力的产生。
五、混凝土梁的剪力计算剪力的计算通常采用横截面法进行计算。
具体来说，可以将混凝土梁截成若干个小的横截面，然后对每个横截面进行分析，得到剪力的大小和方向。
在进行剪力计算时，需要考虑梁的几何形状、材料强度和荷载大小等因素。
六、混凝土梁的剪力破坏当剪力达到一定大小时，混凝土梁就会发生破坏。
混凝土梁的剪力破坏通常表现为梁的截面出现裂缝和破坏。
在进行混凝土梁的设计时，需要根据实际情况确定混凝土梁的抗剪强度，以避免发生剪力破坏。
七、混凝土梁的剪力加强在实际工程中，为了提高混凝土梁的抗剪能力，通常采用加强措施。
加强措施包括加固混凝土梁的截面、加强混凝土和钢筋之间的黏结力、增加混凝土梁的截面尺寸等。
这些措施可以有效地提高混凝土梁的抗剪能力，使其在承受荷载时更加安全可靠。
八、结论综上所述，混凝土梁的剪力原理及计算是混凝土梁设计中的重要内容。
在进行混凝土梁的设计时，需要充分考虑剪力的影响，并采取相应的措施加强梁的抗剪能力，以保证建筑物的稳定性和安全性。