試驗研究表(biǎo)明(míng),剪跨比( shear span-depthratio)是影響混凝土梁剪切(qiē)破壞的一個(gè)重要參數。剪跨比為剪跨長(zhǎng)度與梁的有效高度的比值在更廣泛的意義上,剪跨比定義為截(jié)麵彎矩M與剪力v和有效高度ho之積的比值。
對於無腹筋(jīn)混凝土(tǔ)梁,當剪跨比m<l時,容易發生斜壓破壞,破(pò)壞類似於受壓短柱,主要是由於主壓應力超過混(hún)凝土的抗壓強度引起的;當剪跨比1≤m≤2.5時,一般(bān)發(fā)生剪壓破壞,此時(shí)斜裂縫延伸(shēn)至荷載墊板下(xià),剪壓區混凝土被(bèi)壓碎而破壞;當剪跨比m> 2.5時,混凝(níng)土梁可能發生斜拉破壞或(huò)是彎曲(qǔ)破壞,在斜拉破壞情況下,腹(fù)剪斜裂縫一旦出現就(jiù)很快向兩端發展,將梁劈裂為兩部分而破壞。
承受軸向壓力的混凝土梁(如預應力混凝土梁),其受剪承載力隨軸向壓力的增加而有所提(tí)高。這是因(yīn)為軸向壓力能延(yán)遲斜裂縫形成,減少斜裂(liè)縫的開展(zhǎn)和增加混凝土剪壓區的高度(dù),因此,破壞時混凝土剪壓區所承擔的那部分抗剪能力(lì)提(tí)高了。隨著軸向壓力的遞增,結構的破壞形態(tài)可以經曆剪壓破壞、斜壓破壞、壓剪破壞、小偏壓破壞等。
試驗表明,在試件(jiàn)參數(截麵尺寸、材料、配筋和剪跨比等)相近的情況下,無軸力時若發生剪(jiǎn)壓破壞,則施加一定的軸壓力Ⅳ後,受(shòu)壓區高度變大,縱筋拉應力減小,斜裂縫變得平坦。但主壓(yā)應力的增大,成為(wéi)控製結構破(pò)壞(huài)的主要因素,結構過渡為斜壓破壞形態,其受剪承載力有所提高(gāo)。軸壓力Ⅳ繼續增大時,發生兼(jiān)有斜壓破壞和小偏心破壞特征的過渡類型破壞,稱(chēng)為壓剪破壞,其受(shòu)剪承載力增(zēng)長趨(qū)勢停滯。軸壓力Ⅳ再增大則發生小偏心受(shòu)壓破壞,受剪承(chéng)載力隨軸壓力加大而急劇降低。當(dāng)軸壓力Ⅳ達到結構(gòu)的軸壓強度脫時,結構的破壞形態完全轉變,發生(shēng)軸壓破壞。在橋梁實際預應力水平下,預應力對抗剪一般起有利作用。
前麵談到了斜截麵破壞的三種類型,通常(cháng)可以通過限製截麵最(zuì)小尺寸來避免斜壓破壞,以規定最小配筋率來避免斜拉破壞,而一(yī)般要通過計算(suàn)配置適量的(de)箍筋以避免剪壓(yā)破壞,因而剪壓破壞的機理需要著重討論。
鋼(gāng)筋(jīn)混凝土T形截麵筒支梁在對稱集中荷(hé)載下的剪(jiǎn)切破壞過程,梁的剪跨比為2。加載之初結構處於彈性階段,彎矩一曲(qǔ)率呈線(xiàn)性變化。繼續加(jiā)載,在梁的最大彎(wān)矩區(qū)域,首先出現(xiàn)彎(wān)曲裂縫。在剪應力與彎(wān)曲應力相當的區域,彎曲裂縫向上延伸,傾(qīng)角逐漸減小,與主壓應(yīng)力跡(jì)線大體一致,這類裂縫(féng)稱(chēng)為彎剪裂縫。荷載再增大,裂縫的高度和寬度繼續(xù)擴展。最終,加載點附近截麵頂部的受壓區麵積減至很小,混凝土在(zài)正應力和剪應力共同作用下發生剪(jiǎn)壓破壞。
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