第4章受弯构件斜截面承载力计算

4 -1 第4章 受弯构件斜截面承载力计算 受弯构件在荷载作用下，各截面上除产生弯矩外，一般同时还有剪力。在受弯构件设计中，首先应使构件的截面具有足够的抗弯承载力，即必须进行正截面抗弯承载力计算，这在第3 章中已介绍过。此外，在剪力和弯矩共同作用的区段，有可能发生沿斜截面的破坏，故受弯构件还必须进行斜截面承载力计算。 本章主要讨论斜截面承载力的计算。 4 .1 受弯构件斜截面的受力特点和破坏形态 在第3 章受弯构件的构造中，介绍过钢筋混凝土梁设置的箍筋和弯起（斜）钢筋都起抗剪作用。一般把箍筋和弯起（斜）钢筋统称为梁的腹筋。把配有纵向受力钢筋和腹筋的梁称为有腹梁筋；而把仅有纵向受力钢筋而不设腹筋的梁称为无腹筋梁。在对受弯构件斜截面受力分析中，为了便于探讨剪切破坏的特性，常以无腹筋梁为基础，再引伸到有腹筋梁。 4.1.1 无腹筋简支梁斜裂缝出现前后的受力状态 图 4 -1 为一无腹筋简支梁，作用有两个对称的集中荷载。CD 段称为纯弯段；AC 段和DB 段内的截面上既有弯矩M 又有剪力V，故称为剪弯段。 当梁上荷载较小时，裂缝尚未出现，钢筋和混凝土的应力-应变关系都处在弹性阶段，所以，把梁近似看作匀质弹性体，可用材料力学方法来分析它的应力状态。 在剪弯区段截面上任一点都有剪应力和正应力存在，由单元体应力状态可知，它们的共同作用将产生主拉应力tp和主压应力cp，图 4 -1 即为这种情况下无腹筋简支梁的主应力轨迹线。 图 4 -1 无腹筋梁的主应力分布 4-2 图4-2 为一根出现斜裂缝后的无腹筋梁。现取左边五边形AA ' BCD 隔离体［图4-2b)］ 来分析它的平衡状态。在隔离体上，外荷载在斜截面AA ' B 上引起的弯矩为MA、剪力为VA，而斜截面上的抵抗力则有：（1）斜截面上端混凝土剪压面（AA ' ）上压力 DC和剪力 VC；（2）纵向钢筋拉力sT ；（3）在梁的变形过程中，斜裂缝的两边将发生相对剪切位移，使斜裂缝面上产生摩擦力以及骨料凹凸不平相互间的骨料咬合力，它们的合力为Sa；（4）由于斜裂缝两边有相对的上下错动，从而使纵向受拉钢筋受剪，通常称其为纵筋的销栓力 Vd。 骨料咬合力和销栓力都难以定量估计，而且随斜裂缝的开展不断变化。为简化分析，Sa 和 Vd 都不予考虑，根据平衡条件可写出： 000MYx zTaVVVTDsACAsc （4-1） 由式（4-1）可以看出，斜裂缝出现后，梁内的应力状态有如下变化 （1）斜裂缝出现前，剪力 VA ...