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受弯构件斜截面承载力计算1. 何谓无腹筋梁？简述无腹筋梁斜裂缝形成的过程答：不配置腹筋或不按计算配置腹筋的梁称为无腹筋梁无腹筋梁的斜截面破坏发生在剪力和弯矩共同作用的区段只配置受拉主筋 的混凝土简支梁在集中荷载作用下当荷载较小，裂缝出现以前，可以把钢筋混 凝土梁看作匀质弹性体，按材料力学的方法进行分析随着荷载增加，当主拉应 力值超过复合受力下混凝土抗拉极限强度时，首先在梁的剪拉区底部出现垂直裂 缝，而后在垂直裂缝的顶部沿着与主拉应力垂直的方向向集中荷载作用点发展并 形成几条斜裂缝，当荷载增加到一定程度时，在几条斜裂缝中形成一条主斜裂缝 此后，随荷载继续增加，剪压区高度不断减小，剪压区的混凝土在剪应力和压应 力的共同作用下达到复合应力状态下的极限强度，导致梁失去承载能力而破坏2. 无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态有哪几种？破坏发生的条件及特点如 何？答：无腹筋梁斜截面受剪破坏的主要形态有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种类型如图题2所示斜拉砒折题图2(a)破坏形态(b)荷载-挠度曲线(1) 斜压破坏这种破坏多发生在集中荷载距支座较近，且剪力大而弯矩小的区段，即剪跨 比比较小(X < 1)时，或者剪跨比适中，但腹筋配置量过多，以及腹板宽度较 窄的T形或I形梁。

由于剪应力起主要作用，破坏过程中，先是在梁腹部出现多 条密集而大体平行的斜裂缝（称为腹剪裂缝）随着荷载增加，梁腹部被这些斜 裂缝分割成若干个斜向短柱，当混凝土中的压应力超过其抗压强度时，发生类似 受压短柱的破坏，此时箍筋应力一般达不到屈服强度2） 剪压破坏这种破坏常发生在剪跨比适中（1 ＜人＜ 3），且腹筋配置量适当时，是最典 型的斜截面受剪破坏这种破坏过程是，首先在剪弯区出现弯曲垂直裂缝，然后 斜向延伸，形成较宽的主裂缝一临界斜裂缝，随着荷载的增大，斜裂缝向荷载作 用点缓慢发展，剪压区高度不断减小，斜裂缝的宽度逐渐加宽，与斜裂缝相交的 箍筋应力也随之增大，破坏时，受压区混凝土在正应力和剪应力的共同作用下被 压碎，且受压区混凝土有明显的压坏现象，此时箍筋的应力到达屈服强度3） 斜拉破坏这种破坏发生在剪跨比较大（人〉3），且箍筋配置量过少的情况，其破坏特 点是，破坏过程急速且突然，当斜裂缝在粱腹部出现，很快就向上下延伸，形成 临界斜裂缝，将梁劈裂为两部分而破坏，且往往伴随产生沿纵筋的撕裂裂缝破 坏荷载与开裂荷载很接近与适筋梁正截面破坏相比较，斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏时梁的变形要 小，且具有脆性破坏的特征，尤其是斜拉破坏，破坏前梁的变形很小，有较明显 的脆性。

试验表明，无论简支梁还是连续梁或约束梁均有斜拉破坏、剪压破坏和斜压 破坏三种受剪破坏形态3. 影响无腹筋简支梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些？这些因素是如何影 响斜截面受剪承载力？答：影响无腹筋简支梁斜截面受剪承载力的主要因素有：剪跨比、混凝土强 度和纵筋配筋率1）剪跨比剪跨比人定义为：人=m = — = aV - h V - h h剪跨比是影响梁斜截面受剪承载力的主要因素之一，它可以决定斜截面破坏 的形态剪跨比由小到大变化时，破坏形态是不同的随着剪跨比增大，破坏时的名义剪应力V/（fbh ）值减小当剪跨比较小时，对梁受剪承载力的影响较大， c 0随着剪跨比增大，对梁受剪承载力的影响减弱，名义剪应力与剪跨比大致呈双曲 线关系2） 混凝土强度梁的斜截面破坏都与混凝土强度有密切的关系试验表明，在相同剪跨比的 条件下，抗剪强度随混凝土强度的提高而增大剪跨比不同的梁，其破坏形态也 不同，梁的抗剪强度取决于混凝土的抗压强度或抗拉强度随着混凝土强度的提 高，抗剪强度的提高幅度有较大差别，在大剪跨比的情况下，抗剪强度随混凝土 强度的提高而增加的速率低于小剪跨比的情况高强混凝土抗拉强度的提高不像 其抗压强度提高那么明显。

我国《混凝土结构设计规范》采用混凝土抗拉强度作 为受剪承载力计算时的混凝土强度指标3） 纵筋配筋率纵筋对受剪承载力的影响主要是直接在横截面承受一定剪力，起“销栓”作 用同时，纵筋对梁的斜截面受剪承载力也有一定影响纵筋能抑制斜裂缝的发 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 而间接地提高梁的受剪承载力纵筋配筋率对斜截面承载力的影响程度随剪跨比 而不同，纵筋配筋率和名义剪应力大体呈线性关系剪跨比比较大（人＞ 3），容 易产生撕裂裂缝，使纵筋的“销栓”作用减弱，纵筋的影响不大纵筋配筋率较 低时，受剪承截力提高较快，纵筋配筋率较高时提高速度减慢由于实际工程结 构的纵筋配筋率一般小于3%，我国《混凝土结构设计规范》的计算公式中没有 考虑纵筋配筋率对抗剪强度的影响4） 截面尺寸和形状的影响对无腹筋混凝土受弯构件，随着高度增加斜截面上出现的裂缝宽度加大，裂 缝内表面骨料之间的机械咬合作用被削弱，使得接近开裂端部的开裂区拉应力弱 化，传递剪应力的能力降低，构件破坏时，斜截面受剪承载力随着构件高度的增 加而降低因此，截面尺寸是影响斜截面受剪承载力的主要因素之一试验研究 还表明，当无腹筋梁配有较多分布钢筋时，尺寸效应会消失，说明受拉分布钢筋 在一定程度上控制了裂缝的发展。

当配置箍筋后，由于箍筋对开裂的抑制作用，截面高度的影响会减小我国《混凝土结构设计规范》规定，对一般板类构件，考虑到随着截面高度 增大受剪承载力的降低，在截面高度比较大时，对受剪承载力作了折减修正截面形状对受剪承载力也有一定的影响，对T形、1字形截面梁，翼缘有利 于提高受剪承载力，所以它们的抗剪能力略高于矩形截面梁另外，支座约束条件、加载方式（间接加载、直接加载）等对斜截面受剪承 载力也有不同程度的影响4. 简述有腹筋梁的剪力传递机理答：有腹筋梁的剪力传递与无腹筋梁不同在斜裂缝尚未形成时，剪力主要 由混凝土来传递，而这时箍筋中的应力一般很小一旦斜裂缝出现，混凝土传递 剪力的能力会突然降低，这时与斜裂缝相交的箍筋中的应力迅速增大，随着荷载 进一步增大，斜裂缝数量增加，宽度逐渐加大，此时弯剪区段的受力状态如图题 4所示一部分剪力由混凝土弧形拱直接传递到支座，而另一部分剪力则由混凝 土以斜压形式借助骨料间的咬合力以及箍筋的连接作用向支座方向传递斜裂缝 出现后被斜裂缝分割成的混凝土块体可以看作一个承受压力的斜压块体，箍筋将 混凝土块体连接在一起，共同把剪力传递到支座上题图4剪力传递机理5. 箍筋和弯起钢筋对改善梁的抗剪能力有何作用？答：箍筋可以增强和改善梁的抗剪能力。

梁内斜向主拉应力的作用是混凝土 沿斜向开裂的主要原因所以，为了有效地限制斜裂缝的扩展，箍筋应布置成与 斜裂缝正交，其方向应与主拉应力的方向相同但是，斜向布置箍筋施工很不方 便，所以一般都采用将箍筋垂直布置，且箍筋应在剪弯区段内均匀布置由于荷 载形式、支承条件以及由此产生的斜裂缝的分布及其发展的影响，每根箍筋的受 力是不相同的配置弯起钢筋也是提高梁的斜截面受剪承载力的常用方法弯起钢筋通常是 由纵筋直接弯起，用以限制斜裂缝的扩展但是弯起钢筋在弯起处传力较集中， 容易引起弯起处混凝土发生劈裂破坏所以，在实际设计中宜首先选用箍筋，当 需要的箍筋较多时，再考虑使用弯起钢筋不应选用梁边缘处的纵筋作弯起钢筋， 弯起钢筋的直径也不宜过粗6. 斜截面受剪承载力计算公式为什么要设置上限和下限（适用范围）？答：斜截面受剪承载力计算公式的上限植，即截面限制条件它是为了防止 斜压破坏和限制使用阶段的斜裂缝宽度，使得构件的截面尺寸不应过小，配置的 腹筋也不应过多斜截面受剪承载力计算公式的下限植，即最小箍筋配筋率它是为了防止斜 拉破坏需要注意的是，即使满足最小箍筋配筋率，即不需要按计算配置箍筋，也必 须按最小箍筋用量的要求配置构造箍筋，即应满足箍筋最大间距和箍筋最小直径 的构造要求。

7. 有腹筋连续梁与简支梁比较斜裂缝模型及破坏特征为什么不同，影响有腹筋 连续梁的斜截面承载力的因素与简支梁有何异同？答：集中荷载以及均布荷载作用下的连续梁在支座端有负弯矩，在剪弯区段 有正负弯矩及存在反弯点（理论弯矩零点）由于存在反弯点和负弯矩，破坏时 的斜裂缝模型及破坏特征与简支梁有所不同影响有腹筋连续梁的斜截面承载力的因素，如混凝土强度等级、纵筋配筋率、 剪跨比、截面尺寸、腹筋等，与简支梁相同外，弯矩比中（负弯矩M -与正弯矩 M +之比的绝对值）对连续梁的斜截面受剪承载力有很大的影响连续梁和简支梁的剪跨比也略有区别对简支梁而言，剪跨比人既可以表示为—，又可表示 h0为M，即 M =—;但是对连续梁的剪跨比，由于存在弯矩比，则Vh0 Vh0 h0M _ a 1 = . Vh h0 1+w通常把M 称为广义剪跨比，把也称为计算剪跨比可以看出，Vh0 h0计算剪跨比大于广义剪跨比8. 连续梁斜截面的破坏特点如何？答：由于正、负两种弯矩的存在，连续梁的破坏特点是：斜裂缝出现后，随 着荷载增加按弹性分析在简支梁发生压应变的区域发生了拉应变梁在反弯点处 的上下纵筋的应变不等于零，而是发生拉应变。

梁在破坏前，在正弯矩区和负弯 矩区可能分别出现一条临界斜裂缝，分别向支座及荷载作用点方向发展，由这两 条临界斜裂缝所包围的梁体形成混凝土斜压支柱破坏时，一种可能是在两条主 要斜裂缝中的任一条斜裂缝的顶端的剪压区，发生剪压破坏，混凝土被压碎；另 一种可能是在梁体的混凝土斜压支柱内混凝土被压碎，即发生斜压破坏在腹筋 较少或无腹筋的情况下，也会发生斜拉破坏或劈裂破坏，只出现一条主要斜裂缝 另外，在整个区段内，纵筋应变多处于拉应变状态，在沿纵筋的较长范围内会产 生针脚状斜裂缝，由于这些斜裂缝的发展，使包围纵筋的外部混凝土保护层脱落， 形成粘结开裂这种裂缝扩展到剪压区使混凝土受压区高度减小，混凝土的压应 力和剪应力相应增大，这些变化使连续梁的抗剪强度要比简支梁的抗剪强度低集中荷载作用下的连续梁，当支座负弯矩大于跨中正弯矩时，剪切破坏常发 生在负弯矩区段；反之，破坏常发生在正弯矩区段梁截面尺寸、配筋及材料相同时，集中荷载作用下连续梁的斜截面承载力要 比相同剪跨比的简支梁低，且剪跨比越小，其差别越大均布荷载作用下的连续梁，其破坏特征与简支梁也不相同当弯矩比W小于 1时，临界斜裂缝出现在跨中正弯矩区段，且其抗剪强度随弯矩比增大而提高。

当弯矩比W大于1时，这时剪切破坏常发生在负弯矩区段，梁的斜截面承载力随 着弯矩比的加大而降低与集中荷载作用不同，作用在梁顶的均布荷载，对混凝 土保护层有侧压作用，加强了钢筋和混凝土之间的粘结因此，在负弯矩区段， 受拉纵筋尚未屈服时很少出现沿受拉纵筋方向的粘结裂缝在跨中正弯矩区段， 受拉纵筋位置上的粘结裂缝也不严重在工程中常见的跨高比和弯矩比的范围内，均布荷载作用下的连续梁，在负弯矩区段发生剪切破坏时支座截面抗剪强度大于集中荷载作用下简支梁的抗剪 强度均布荷载作用下的连续梁的斜截面承载力一般不低于相同条件下简支梁的 抗剪承载力9. 在进行斜截面受剪承载力设计时，计算截面位置应如何确定？答：在进行斜截面受剪承载力设计时，计算截面位置应为斜截面受剪承载力 较薄弱的截面计算截面位置按下列规定采用：(1) 支座边缘处的截面；(2) 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面；(3) 箍筋截面面积和间距改变处的截面；(4) 腹板宽度改变处的截面同时，箍筋间距以及弯起钢筋前一排(对支座而言)的弯起点至后一排弯起 终点的距离应符合箍筋最大间距的要求，同时，箍筋也应满足最小直径的要求10. 简述梁的斜截面受剪承载力设计步骤。

答：受剪承载力设计步骤可归纳如下：(1。