4.2 影響受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力的主要因素

影響鋼筋混凝土梁斜截面受剪承載力的因素很多，主要有剪跨比、混凝土強(qiáng)度、縱筋配筋率及其強(qiáng)度、腹筋配筋率及其強(qiáng)度、截面形狀及尺寸、加載方式（直接、間接）和結(jié)構(gòu)類型（簡支梁、連續(xù)梁）等。

4.2.1 剪跨比λ

剪跨比λ之所以能影響破壞形態(tài)是因為λ反映了截面所承受的彎矩和剪力的相對大小，也就是正應(yīng)力σ和剪應(yīng)力τ的相對關(guān)系，而正應(yīng)力σ和剪應(yīng)力τ的相對關(guān)系影響著主拉應(yīng)力的大小與方向。同時還由于梁頂集中荷載及支座反力的局部作用，使受壓區(qū)混凝土除受有剪應(yīng)力τ及梁軸方向的正應(yīng)力σ_x外，還受有垂直向的正應(yīng)力σ_y，這就減小了壓區(qū)的主拉應(yīng)力，有可能阻止斜拉破壞的發(fā)生。當(dāng)λ=a/h₀值增大，集中荷載的局部作用不能影響到支座附近的斜裂縫時，斜拉破壞就會發(fā)生。

圖4-10表示集中荷載作用下無腹筋梁的的試驗資料。由圖可見，受剪承載力的試驗值甚為離散，但可明顯看出隨著λ的減小，斜截面受剪承載力有增大的趨勢。

圖4-10 剪跨比對梁受剪承載力的影響

對于有腹筋梁，λ對梁的受剪承載力的影響與腹筋多少有關(guān)。腹筋較少時，λ的影響較大；隨著腹筋的增加，λ對受剪承載力的影響就有所降低。

4.2.2 混凝土強(qiáng)度

圖4-11為5組不同剪跨比的試驗，它們的截面尺寸及縱向鋼筋配筋率相同，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度f_cu由17N/mm²變化至110N/mm²。從圖中可見，梁的受剪承載力隨f_cu的提高而提高，兩者基本呈線性關(guān)系。小剪跨比梁的受剪承載力隨f_cu提高而增加的速率高于大剪跨比的情況。當(dāng)λ=1.0時，梁發(fā)生斜壓破壞，梁的受剪承載力取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度f_c；當(dāng)λ=3.0時，發(fā)生斜拉破壞，其受剪承載力取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度f_t。f_c與f_cu基本上成正比，故直線的斜率較大；而f_t與f_cu并不成正比關(guān)系，當(dāng)f_cu越大時f_t的增加幅度越小，故當(dāng)近似取為線性關(guān)系時，其直線的斜率較小；當(dāng)1.0<λ<3.0時，一般發(fā)生剪壓破壞，其直線的斜率介于上述兩者之間。

圖4-11 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度對梁受剪承載力的影響

4.2.3 箍筋配筋率及其強(qiáng)度

試驗表明，在配箍量適當(dāng)?shù)那闆r下，梁的受剪承載力隨配箍量的增多、箍筋強(qiáng)度的提高而有較大幅度的增長。配箍量大小一般用箍筋配筋率（又稱配箍率）ρ_sv表示，即

式中 A_sv——同一截面內(nèi)的箍筋截面面積；

n——同一截面內(nèi)的箍筋肢數(shù)；

A_{sv 1}——單肢箍筋的截面面積；

b——截面寬度；

s——沿構(gòu)件長度方向上箍筋的間距。

圖4-12表示構(gòu)件的受剪承載力與ρsvf_yv的關(guān)系，當(dāng)其他條件不變時，兩者大致呈線性關(guān)系。

圖4-12 箍筋對梁受剪承載力的影響

圖4-13 縱筋配筋率對梁受剪承載力的影響

4.2.4 縱筋配筋率及其強(qiáng)度

斜截面破壞的直接原因是剪壓區(qū)混凝土被壓碎（剪壓）或拉裂（斜拉），增加縱筋配筋率ρ一方面可抑制斜裂縫向剪壓區(qū)的伸展，增大剪壓區(qū)混凝土余留高度，從而提高了骨料咬合力和剪壓區(qū)混凝土的抗剪能力；另一方面，縱筋數(shù)量的增加也提高了縱筋的銷栓作用。因而，梁的受剪承載力隨縱向鋼筋配筋率ρ的提高而增大。

試驗表明，梁的受剪承載力與縱向鋼筋配筋率ρ大致呈線性關(guān)系（圖4-13），但增幅不太大。從圖中可以看出，各直線的斜率隨剪跨比的不同而變化，小剪跨比時，縱筋的銷栓作用較強(qiáng)，ρ對受剪承載力的影響也較大；剪跨比較大時，縱筋的銷栓作用減弱，ρ對受剪承載力的影響減小。

一般來說，在相同配筋率情況下，梁的受剪承載力隨縱向鋼筋強(qiáng)度的提高而有所增大，但其影響程度不如縱向鋼筋配筋率明顯。

縱向鋼筋配筋率對無腹筋梁的受剪承載力影響比較明顯，對有腹筋梁的受剪承載力的影響就很小了，并隨配箍率的增大而減弱。

4.2.5 彎起鋼筋及其強(qiáng)度

圖4-14為縱向鋼筋配筋率相同時，配有彎起鋼筋梁的受剪承載力的試驗曲線，其中ρsb和f_y為彎起鋼筋的配筋率和強(qiáng)度，，A_sb為彎起鋼筋的截面面積。由圖可見，大致呈線性關(guān)系，即梁的受剪承載力隨彎起鋼筋截面面積的增大、強(qiáng)度的提高而線性增大。

圖4-14 彎起鋼筋對梁受剪承載力的影響

4.2.6 其他因素

試驗表明，對無腹筋受彎構(gòu)件，隨著構(gòu)件截面高度的增加，斜裂縫的寬度加大，降低了裂縫間骨料的咬合力，從而使構(gòu)件的斜截面受剪承載力增加的速率有所降低，這就是通常所說的“截面尺寸效應(yīng)”，特別是對于無腹筋的厚板和厚度較大的基礎(chǔ)板，在計算斜截面承載力時應(yīng)考慮尺寸效應(yīng)。

對于T形和I形等有受壓翼緣的截面，由于剪壓區(qū)混凝土面積的增大，其斜拉破壞和剪壓破壞的承載力比相同寬度的矩形截面有所提高。試驗表明，對無腹筋梁可提高約20%，對有腹筋梁提高約5%。即使倒T形截面梁的受剪承載力也較矩形截面梁略高，這是由于受拉翼緣的存在，延緩了斜裂縫的開展和延伸的緣故。

試驗表明，當(dāng)荷載不是作用在梁頂而是作用在梁的側(cè)面時，即使剪跨比很小的梁也可能發(fā)生斜拉破壞。

除了上述幾個主要影響因素外，構(gòu)件的類型（簡支梁、連續(xù)梁等）與受力狀態(tài)（是否同時作用有軸向力、扭矩等）等因素，都將影響梁的受剪承載力。