赵伟伟剪切构件分析原理

剪切构件分析原理

无腹筋梁的抗剪性能

上图为一简支梁受均布荷载。当荷载较小时，裂缝尚未出现，可以将钢筋混凝土梁看做是均质弹性体进行分析，但须把钢筋按重心相合、面积扩大Es/Ec倍换算成等效混凝土面积。主应力与梁纵轴的夹角为斜裂缝类型1）弯剪缝：因弯矩的作用首先在梁下产生竖向裂缝，导致截面应力的重分布，其结果是裂尖的剪应力和正应力显著增大，裂缝在由剪应力和正应力所构成的主拉应力的作用下斜向发展而形成弯剪裂缝。2）腹剪缝：在剪力较大，弯矩较小的梁段腹部，由剪应力（分布特征、材力）构成的主拉应力超过砼在此应力状态下的抗拉强度时，砼即在与主拉应力垂直方向开裂并斜向发展。3）粘结裂缝：斜裂缝的发展导致与斜裂缝相交的纵筋应力显著增大，而支座截面处的纵筋应力为零，使纵筋产生很大的拉力差，由纵筋与砼的粘结力来平衡，当粘结力超过其粘结强度时即产生粘结裂缝。若纵筋端部的锚固不足，可能产生纵筋被拔出的锚固破坏。

4）撕裂裂缝：随着斜裂缝的发展，斜截面抗剪能力逐步削弱，斜裂缝两侧砼梁体在剪力作用下沿斜裂缝面的错动趋于明显，梁端纵筋下部的砼受到纵筋向下的崩力，对无箍筋或箍筋配置过少的梁，在此崩力作用下将产生沿纵筋的撕裂裂缝。

三种破坏形态（1）斜拉破坏当主要裂缝一旦出现，很快向上伸展到梁顶面，同时向下伸展，形成贯穿截面的裂缝，整个破坏过程急速而突然。（2）剪压破坏由一条弯剪裂缝随荷载增大而发展为主要裂缝，当荷载继续增大直到残留受压区混凝土在正应力和剪应力的共同作用下，混凝土被压碎而破坏。（3）斜压破坏集中荷载距支座较近时，由于支座反力引起的直接压应力的影响，斜裂缝沿支座及集中荷载作用处发展，裂缝密集而近于平行。有腹筋的抗剪性能腹筋的作用一旦出现斜裂缝，腹筋可大大增加斜截面的抗剪强度：腹筋可直接承担剪力；限制裂缝的开展，裂缝在长度方向的减小可增大斜裂缝前端残余混凝土截面，提高混凝土的抗剪能力；裂缝开展宽度减小可增大裂缝面间的咬合力，间接提高了截面抗剪能力。破坏形态剪压破坏：腹筋配置适当，在斜裂缝出现以后，由于腹筋的存在，限制了裂缝的开展，使荷载仍有较大的增长，直到腹筋屈服，裂缝迅速展开与发展，使残余混凝土截面发生剪压破坏。斜拉破坏：腹筋配置数量较少，当斜裂缝出现后，腹筋很快达到屈服，起不到限制裂缝的作用。若剪跨比不大时，发生剪压破坏。斜拉破坏：腹筋配置过多，腹筋应力达到屈服前，斜裂缝的混凝土因主压应力过大而破坏。腹筋不能充分发挥作用。钢筋混凝土抗剪计算模型及机理分析计算模型或计算方法：（1）模拟拱的理论（2）塑性极限平衡法（3）桁架模拟分析法（4）桁架-拱的模拟分析法（5）压力场理论（6）简化斜撑-连杆分析法（7）有限单元法（8）离散单元法

混凝土抗剪计算模型在过去的一个世纪里经历了由桁架模型到拱模型,再到拉压杆模型的过程。混凝土结构理论的发展以及研究的深入,对混凝土破坏的机理也越来越清楚。拉压杆模型更接近混凝土破坏性能,因此,拉压杆模型在混凝土破坏的研究中将会被更多的使用,而桁架模型理论及拱模的发展表露出其局限性,最终会被发展的理论所取代。抗剪键，在现今的钢结构柱脚设计中，在剪力超过柱脚与混凝土间摩擦力时设抗剪键。它通常用较厚的槽钢垂直焊在柱脚底面的水平钢板上，并埋在砼基础内构成。

抗剪键的首要作用是抵抗剪力，限制柱脚在某个方向发生位移。不允许锚栓抗剪，是因锚栓与底板孔配合间隙大，起不到限制位移的作用点能不能和需不需要限制位移。至于埋件的埋深，一般取两倍的截面高度就可以，如果要计算的话，可以把抗