知识结构补充1.剪跨比1.1近似剪跨比“剪跨比“的计算不是很繁琐,“剪跨”就是最大剪力作用点距较近支座的距离或称跨 度,当柱反弯点在层高范围内时,一般可取柱反弯 (柱弯矩零点即为理论最大剪力作用点) 距较近支座的距离,对于一般楼层取层净高的1/2,即H/2,对于首层取层净高的1/3,再与 柱截面长边尺寸之比,即得近似剪跨比《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010 )第6.2.9条条文说明:反弯点位于柱高中部的 框架柱可按柱净高与 2 倍柱截面高度之比计算1.2截面剪跨比截面剪跨比,简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离 a(a 称剪跨)与截面有 效高度h0之比以入=a/h0表示它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系,是影响抗剪破坏形态 和抗剪承载力的重要参数 在其它因素相同时,剪跨比越大,抗剪能力越小当剪跨比大 于 3 时,抗剪能力基本不再变化1.3 补充剪跨比是决定异形截面柱截面特性的主要因素,当剪跨比较大时,截面正应变分布符合平 截面假定,随着剪跨比的减小应变分布向曲面方向发展,异形柱的受力性能越来越接近短肢剪 力墙柱的剪跨比反映的是柱截面承受的弯距与剪力相对大小的一个参数。
表示为: M/Vhh 表示柱截面高度档此值大于 2 是,称该柱为长柱小于 2 为短柱梁的剪跨比,剪力的位置a与h0的比值剪跨比影响了剪应力和正应力之间的相对关 系,因此也决定了主应力的大小和方向,也影响着梁的斜截面受剪承载力和破坏的方式;同 时 也反映在受剪承载力的公式上柱的剪跨比: ,若反弯点在柱子层高范围内,可取 柱 子的剪跨比小于 2 时,需要全长加密,见混凝土规范 11.4.12、11.4.17简介:剪跨比指构件截面弯矩与剪力和有效高度乘积的比值定义:简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离 a(a 称剪跨)与截面有效高度 h0之比以入=a/h0表示它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系,是影响抗剪破坏 形态和抗剪承载力的重要参数在其它因素相同时,剪跨比越大,抗剪能力越小当剪跨比 大于 3 时,抗剪能力基本不再变化狭义定义:a/hO广义定义: M/(Vh0)更深一层:主应力与切应力之比,延伸至延性与脆性框架柱端一般同时存在着弯矩M和剪力V,根据柱的剪跨比入=M/(VhO)来确定柱为长 柱、短柱和极短柱,hO为与弯矩M平行方向柱截面有效高度入>2 (当柱反弯点在柱高度 H0中部时即H0/h0>4)称为长柱;1.5<入W2称为短柱;入W1.5称为极短柱。
试验表明:长柱一般发生弯曲破坏;短柱多数发生剪切破坏;极短柱发生剪切斜拉破坏,这种破坏属于脆性破坏抗震设计的框架结构柱,柱端剪力一般较大,从而剪跨比入较小,易形成短柱或极短柱,产生斜裂缝导致剪切破坏柱的剪切受拉和剪切斜拉破坏属于脆性破坏,在设计中 应特别注意避免发生这类破坏s| 彙中荷載作用T的独立粱 梁截面x- M/(V 作广义肿跨比■反映了截面所燮眄矩和聲力的相对大小,实质上也反映了矩虺截面 上的IE应力= M/W 和剪应力T = v/(b hj的数值 关泰"由于正应力b和码应力H抉定了主应为的大 小和方向•从面敢跨比也就影响聲、丰主的斜截面確坏 _形态和養翦歩栽力S2.梁柱的破坏形式2.1 钢筋混凝土梁的破坏形式1•钢筋混凝土梁正截面破坏主要有以下形式:(1) 适筋破坏:该梁具有正常配筋率,受拉钢筋首先屈服,随着受拉钢筋塑性变形的发展,受压混 凝土边缘纤维达到极限压应变,混凝土压碎•此种破坏形式在破坏前有明显征兆,破坏前裂缝 和变形急剧发展,故也称为延性破坏.梁是受弯构件,在荷载的作用下,配筋合适时,理想的状态是当梁破坏时,受拉区的钢筋先 屈服,然后受压区的混凝土才压碎,截面破坏。
在破坏的同时,梁下部的裂缝也有较大的发 展,给人以警示,这种破坏称塑性破坏,是设计者所期望的2)超筋破坏:当构件受拉区配筋量很高时,则破坏时受拉钢筋不会屈服,破坏是因混凝土受压 边缘达到极限压应变、混凝土被压碎而引起的发生这种破坏时,受拉区混凝土裂缝不明显, 破坏前无明显预兆,是一种脆性破坏由于超筋梁的破坏属于脆性破坏,破坏前无警告,并 且受拉钢筋的强度未被充分利用而不经济,故不应采用超筋梁破坏时,将发生纵向受拉钢筋尚未屈服,变形和裂缝发展不太明显,而受压区混凝土 先被压碎的情况,即发生没有明显预兆的突然破坏(即脆性破坏),这种破坏对使用者是很 危险的,是设计者应该避免的3)少筋破坏:当梁的受拉区配筋量很小时,其抗弯能力及破坏特征与不配筋的素混凝土 类似,受拉区混凝土一旦开裂,则裂缝区的钢筋拉应力迅速达到屈服强度并进入强化段,甚 至钢筋被拉断受拉区混凝土裂缝很宽、构建扰度很大,而受压混凝土并未达到极限压应变 这种破坏是“一裂即坏”型,破坏弯矩往往低于构件开裂时的弯矩,属于脆性破坏,故不允 许设计少筋梁当荷载增加时,纵向受拉钢筋首先屈服,而受压区的应力仍然很小,荷载继续增加时,钢筋 处于塑性变形阶段,受拉区的混凝土裂缝开展很大、梁的挠度也增加很快,但受压区的混凝 土仍未被压碎。
此时虽未达到额定荷载,但因梁的裂缝和挠度很大,对使用已造成很大影响, 即视为梁已提前破坏在规范中用最小配筋率来避免这种情况的出现2•钢筋混凝土结构斜截面主要破坏形态:(1) 斜拉破坏:当剪跨比较大且箍筋配置较少、间距太大时,斜裂缝一旦出现,该裂缝往 往成为临界斜裂缝,迅速向集中荷载作用点延伸,将梁沿斜截面劈裂成两部分而导致梁的破 坏破坏前梁的变形很小,且往往只有一条斜裂缝,破坏具有明显的脆性2) 剪压破坏:当剪跨比适中或箍筋量适量、箍筋间距不太大时,发生得破坏称为剪压破 坏剪压破坏有一定预兆3) 斜压破坏:这种破坏发生在剪跨比很小或腹板宽度很窄的T形梁或I形梁上发生这 种破坏时破坏荷载很高,但变形很小,箍筋不会屈服,属于脆性破坏。