【正文】 縫叫臨界斜裂縫。 （ 2）斜裂縫出現(xiàn)后應(yīng)力狀態(tài)的變化 斜裂縫出現(xiàn)后梁的應(yīng)力狀態(tài)將發(fā)生質(zhì)變，應(yīng)力將重新分布。我們來分析一下無腹筋梁臨界斜裂縫靠支座端的隔離體 AA′BCD的受力情況，見圖 323。 外荷載在斜截面 AA′B上引起的彎矩為MA、剪力 VA。 而斜截面上的抵抗力則有：混凝土余留截面 AA′上的壓力 D、剪力 VC。 縱向鋼筋拉力 TS；斜裂縫面上混凝土的咬合力 Sa。鋼筋受到的剪力（也叫銷栓力）Vd。 咬合力和銷栓力不好定量估計，而且隨裂縫的發(fā)展不斷變化，為簡化計算不予考慮。根據(jù)力的平衡條件有如下公式： VA=VC TS=D （ 348） VA a=TS Z VA Vd Sa D VC Ts A A′ B′ B C D Z MB MA a 圖 323 VA Vd Sa D VC Ts A A′ B′ B C D Z MB MA a 圖 323 ◆ 斜裂縫出現(xiàn)后梁內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)有如下變化： ①裂縫出現(xiàn)前剪力 VA由全部截面抵抗，但裂縫出現(xiàn)后剪力只由混凝土余留截面 AA′抵抗，后者的面積遠遠小于前者， 剪應(yīng)力顯著增大 ，同時壓應(yīng)力也要增大。這是應(yīng)力重分布的表現(xiàn)。 ②斜裂縫出現(xiàn)前，截面 BB′處鋼筋的拉力由 MB確定，但裂縫出現(xiàn)后截面 BB′處鋼筋的拉力由MA確定 ,由于 MA 遠遠大于 MB ，故 鋼筋的拉應(yīng)力會突然增大 。這是應(yīng)力重分布的又一表現(xiàn)。 無腹筋梁雖然有一定的抗剪承載能力，但承載力很低，一旦混凝土開裂后裂縫發(fā)展很快，破壞迅速，呈脆性破壞特征。故在梁內(nèi)應(yīng)配置腹筋，使之成為有腹筋梁。 （ 3）受彎構(gòu)件斜截面破壞的三種形式 試驗表明，梁的斜截面受剪破壞性態(tài)與剪跨比有重要關(guān)系。 剪跨比 ： 是一個無量綱的參數(shù)。廣義剪跨比系指計算截面的彎矩 M與剪力 V和有效高度乘積的比值，即： λ= M／ Vh0 （ ） 式中 M、 V— 梁計算截面所承受的彎矩和剪力 。剪跨比反映了正應(yīng)力和剪應(yīng)力之間的關(guān)系 。 對圖 321平行集中荷載作用的簡支梁 ， 集中荷載作用截面的彎矩 M=Pa,剪 V=P,因此該截面的剪跨比為 : λ= M／ Vh0 =a ／ h0 （ ） 式中 a— 集中荷載作用點至支座之間的距離 ， 稱剪跨 。 圖 321 P P V V 剪力圖 P 純彎區(qū) 彎剪區(qū) 彎剪區(qū) M 彎矩圖 P a ① 斜壓破壞 斜壓破壞多發(fā)生在剪跨比較小 （ λ1） ， 配置的腹筋很多或 T形腹板較薄的梁中 。 斜壓破壞的特征是梁腹部出現(xiàn)若干條大體互相平行的斜裂縫，隨著荷載的增加，梁腹部被這些斜裂縫分割成若干個傾斜的受壓短柱，最后斜向的混凝土短柱由于混凝土達到其抗壓強度而破壞，如圖 （ a）所示。斜壓破壞是因為混凝土被壓碎而引起的，屬脆性破壞，且腹筋往往達不到屈服，鋼筋的強度不能充分利用，這種情況應(yīng)盡量避免。為了防止這種破壞，梁的腹板不能太薄，截面不能太小，腹筋不宜過多。設(shè)計時不能超過最大配箍率。 圖 324（ a）斜壓破壞 ② 剪壓破壞 有腹筋梁當腹筋配筋率適當且剪跨比適中（ 1≤λ≤3）時，常發(fā)生剪壓破壞。 剪壓破壞的特征是在荷載不斷增加的情況下，出現(xiàn)許多條斜裂縫，其中有一條延伸較長，開展較寬的主要斜裂縫，稱為“臨界斜裂縫”。在接近破壞時與臨界斜裂縫相交的腹筋大部分可達到屈服強度，隨荷載的繼續(xù)增加，臨界斜裂縫不斷加寬，并繼續(xù)向上延伸，最后使斜裂縫頂端剪壓區(qū)的混凝土在剪應(yīng)力、壓應(yīng)力共同作用下達到極限狀態(tài)而破壞，如圖 （ b ）所示。剪壓破壞比斜壓破壞的受剪承載力低，但混凝土和箍筋強度均得到充分發(fā)揮，破壞的脆性性質(zhì)不如斜壓破壞明顯。為防止剪壓破壞，可通過斜截面受剪承載力計算，配置足夠數(shù)量的腹筋。 剪壓區(qū) 圖 （ b ）剪壓破壞 ③ 斜拉破壞 有腹筋梁當腹筋過少且剪跨比較大 （ λ3） 時 ， 可能發(fā)生這種破壞 。 斜拉破壞的特點是一旦出現(xiàn)斜裂縫 ， 即很快形成臨界斜裂縫 ， 與其相交的腹筋隨即屈服 ， 并迅速延伸到受壓區(qū)的邊緣 ， 使梁斜向被拉斷成兩部分而破壞 ， 如圖 。 斜拉破壞的受剪承載力比以上兩種破壞的都低 ， 并且一開裂就破壞 ，破壞非常突然 ， 故設(shè)計中必須防止 。 這就要求腹筋配置不能過少 ，箍筋間距不能過大 。 設(shè)計時不能小于最小配箍率 。 圖 （ c）斜拉破壞 斜壓破壞 —— 限制截面尺寸的條件 剪壓破壞 —— 受剪承載力計算 斜拉破壞 —— 滿足最小配筋率，構(gòu)造要求 工程設(shè)計中應(yīng)盡量避免這三種破壞形態(tài) 三、影響斜截面抗剪強度的主要因素 箍筋配筋率 bsnAbsA svsvsv1???n—— 同一截面內(nèi)箍筋肢數(shù) s—— 沿構(gòu)件長度方向箍筋的間距 四、斜截面受剪承載力計算 （ 1）計算公式 《 混凝土規(guī)范 》 是以剪壓破壞形態(tài)作為斜截面受剪承載力計算依據(jù)的 。 為保證斜截面有足夠的受剪承載力 ， 必須滿足： V ≤ Vu M ≤ Mu V、 M—— 構(gòu)件斜截面最大剪力與最大彎矩設(shè)計值 Vu 、 Mu —— 構(gòu)件斜截面受剪承載力與受彎承載力設(shè)計值 在實際工程中一般通過配置腹筋來滿足抗剪條件 。 斜截面抗彎條件由下一節(jié)的構(gòu)造措施保證 。 圖 325為一配置箍筋及彎起鋼筋的簡支梁發(fā)生斜截面剪壓破壞時 ， 取出的斜裂縫到支座間的一段隔離體 。 斜截面的內(nèi)力如圖所示 ， 其斜截面的受剪承載力由混凝土 、 箍筋和彎起鋼筋三部分組成 ， 即： Vu=Vc+Vsv+Vsb=Vcs+Vsb （ 353） 式中 : Vcs= Vc+Vsv Vc― 剪壓區(qū)混凝土受剪承載力設(shè)計值； Vsv― 與斜截面相交的箍筋受剪承載力設(shè)計值； Vsb― 與斜截面相交的彎起鋼筋受剪承載力設(shè)計值； Vcs― 斜截面上混凝土和箍筋受剪承載力設(shè)計值 。 VSV T VC D vsb αs 圖 325 （ 2）僅配有箍筋的梁斜截面受剪承載力計算（ vsb=0） Vu= VCS （ 354） ①均布荷載作用下 T形、矩形及工字形截面的一般受彎構(gòu)件 V ≤ Vu= VCS= bh0＋ ／ s （ 355） 式中： ft —— 混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值； fyv—— 箍筋抗拉強度設(shè)計值； ASV —— 配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積， ASV =n ASV 1。 ASV 1—— 單肢箍筋的截面面積； n —— 在同 — 截面內(nèi)箍筋的肢數(shù)； s —— 箍筋的間距。 ② 集中荷載作用下的獨立簡支梁，由于抗剪承載力會有所下降，故采用下面公式計算： V ≤ Vu=VCS= bh0 ／ （ λ＋ 1）＋ fyvASVh0／ S （ 356） λ—— 剪跨比 ，計算辦法前面已述。當 λ ＜ ，取 ，當 λ ＞ 3時，取等于 3 。 （ 3）同時配有箍筋和彎起鋼筋的斜截面受剪承載力 Vu的計算 ①對 T形、矩形及工字形截面的一般受彎構(gòu)件 V ≤ Vu= VCS+ Vsb = bh0＋ ／ S＋ AsbSinαS （ 357） Asb—— 同一彎起平面內(nèi)彎起鋼筋的截面面積； fy —— 彎起鋼筋抗拉強度設(shè)計值； αS—— 彎起鋼筋與梁縱軸線的夾角，當梁高 h ≤800mm,取為 450，當 h ＞ 800mm，取為 600。 ② 集中荷載作用下（包括作用有多種荷載，其中集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的 75%以上的情況）的獨立梁，由于抗剪承載力會有所下降，故采用下面公式計算： V ≤ Vu= VCS+ Vsb = bh0 ／ （ λ＋ 1）＋ fyvASVh0／ S＋ AsbSinαS （ 358） ◆ 當均布荷載作用下的矩形 、 T形及 Ι字形截面受彎構(gòu)件符合公式 （ 359）時 ， 則可不必進行斜截面受剪承載力計算 ， 即不必按計算配置腹筋 。 V ≤ bh0 （ 359） 但由于僅靠混凝土承受剪力時 ， 斜裂縫一旦出現(xiàn)梁即破壞 ， 因此《 混凝土規(guī)范 》 規(guī)定 ， 當滿足以上公式時 ， 仍需按構(gòu)造要求配置箍筋 。 （ 4）計算公式的適用范圍 ① 上限值 —— 最小截面尺寸 當梁截面尺寸過小 ， 而剪力較大時 ， 梁將發(fā)生斜壓破壞 ， 此時即使多配箍筋也無濟于事 。 為了避免斜壓破壞 ， 《 混凝土規(guī)范 》 規(guī)定： 對矩形、 T形和 I形截面的受彎構(gòu)件，其受剪截面應(yīng)符合： 當 hw／ b ≤，應(yīng)滿足 V ≤ fcbh0βc 當 hw／ b ≥ ，應(yīng)滿足 V ≤ fcbh0βc 它們的中間直線內(nèi)差。 式中 V― 截面最大剪力設(shè)計值； b― 矩形截面的寬度 ， T形 、 I形截面的腹板寬度； hw ― 截面的腹板高度。矩形截面取有效高度； T形截面取有效高度 減去翼緣高度； I形截面取腹板凈高。 βc ― 混凝土強度影響系數(shù)：當混凝土強度等級不超過 C50時，取 ；當混凝土強度等級為 C80時，取 ；其間線性內(nèi)插。 ② 下限值 —— 最小配箍率 ρsv,min 若箍筋配箍率過小 ， 或箍筋的間距過大 ， 梁將出現(xiàn)斜拉破壞 ， 為此 ，《 混凝土規(guī)范 》 規(guī)定了配箍率的下限值 （ 即最小配箍率 ） 為： yvtm i n, ffsv ??（ a） （ b） 圖 326 斜截面受剪承載力計算位置圖 （ 5）斜截面受剪承載力計算位置 ① .支座邊緣的截面 （圖 326的截面 11 ） ②受拉區(qū)鋼筋起彎點處的截面 （圖 326的截 面 22 、 33） ③箍筋截面面積或間距改變的截面 （圖 326的截面 44） ④腹板寬度改變的截面 （ 6）斜截面受剪承載力計算步驟 ★截面設(shè)計 ① 計算剪力設(shè)計值 ， 必要時作剪力圖 。 求剪力時的計算跨度取梁凈跨 ln。 ② 驗算梁的截面尺寸 當 hw／ b ≤，應(yīng)滿足 V ≤ fcbh0βc 當 hw／ b ≥ ，應(yīng)滿足 V ≤ fcbh0βc ，它們的中間直線內(nèi)插。 如不滿足上面公式 ，應(yīng)加大截面尺寸或混凝土等級。 ③ 驗算是否需按計算配置腹筋 V ≤ bh0 如滿足上式 ， 則不需要按計算配置腹筋 ， 但應(yīng)按構(gòu)造配置腹筋；如不滿足上式 ， 應(yīng)按計算配置腹筋 。 ④ 計算腹筋數(shù)量 ， 可采用以下兩種方案 ◆ 只配箍筋 不配彎起鋼筋 對于一般受彎構(gòu)件： 算出 ASV／ s后，可選定箍筋肢數(shù) n和直徑（確定單肢箍筋的截面積