第4章 鋼筋混凝土受彎構件斜截面承載力計算^[1]

上一章已指出，承受彎矩M和剪力V的受彎構件有可能發生兩種破壞：一種是沿彎矩最大的截面破壞，此時破壞截面與構件的軸線垂直，稱為正截面破壞；另一種破壞是沿剪力最大或彎矩和剪力都較大的截面破壞，此時破壞截面與構件的軸線斜交，稱為斜截面破壞。受彎構件設計時，既要保證構件不沿正截面發生破壞，又要保證構件不沿斜截面發生破壞，因此要同時進行正截面承載力與斜截面承載力的計算。

斜截面破壞的原因，可以用受彎構件在彎矩與剪力共同作用下的應力狀態加以簡要說明。

由材料力學可知，在彎矩和剪力共同作用下，勻質彈性材料梁中任意一微小單元體上作用有由彎矩引起的正應力σ和由剪力引起的剪應力τ（圖4-1），而σ與τ在單元體上產生主拉應力σ_tp及主壓應力σ_cp。分析任一截面Ⅰ-Ⅰ上三個微小單元體1、2、3的應力狀態，可得知主拉應力的方向各不相同：在中和軸處（單元體2）σ=0，主拉應力σ_tp與梁軸線成45°；在中和軸以下的受拉區（單元體3），σ為拉應力，主拉應力σ_tp的方向與梁軸線的夾角小于45°；在中和軸以上的受壓區（單元體1），σ為壓應力，主拉應力σ_tp的方向與梁軸線的夾角大于45°。因此，主拉應力的軌跡線，除支座處受集中反力的影響外，大體如圖4-1中虛線所示，與主拉應力成正交的主壓應力的軌跡線則如圖中實線所示。

圖4-1 主應力軌跡線

對鋼筋混凝土梁來說，當荷載很小，材料尚處于彈性階段時，梁內應力分布近似于圖4-1。但當主拉應力接近于混凝土的抗拉強度時，由于塑性變形的發展，沿主應力軌跡上的主拉應力分布將逐漸均勻。當在一段范圍內的主拉應力達到混凝土的抗拉強度時，就會出現大體上與主拉應力軌跡線相垂直的斜裂縫（參見圖4-3）。斜裂縫的出現和發展使梁內應力發生變化，最終導致在剪力較大區域的混凝土被剪壓破碎或拉裂，發生斜截面受剪破壞。

為防止斜截面破壞，就要進行斜截面承載力設計，即要配置抗剪鋼筋?？辜翡摻钜卜Q作腹筋。腹筋的形式可以采用垂直于梁軸的箍筋或由縱向鋼筋彎起的斜筋（也稱為彎起鋼筋，簡稱彎筋）?？v筋、箍筋、彎筋和固定箍筋所需的架立筋（一般不考慮它參與受力）組成了構件的鋼筋骨架，如圖4-2所示。

圖4-2 梁的鋼筋骨架

1—縱筋；2—箍筋；3—彎起鋼筋；4—架立筋

上一章介紹了鋼筋混凝土受彎構件正截面的破壞形態、正截面受彎承載力計算方法和有關構造規定，本章將介紹斜截面的破壞形態、斜截面承載力計算方法及其構造規定。