钢筋混凝土梁的剪切破坏
1 引言
如下图所示，施加在梁上的载荷会产生弯矩和剪力，在某些情况下还会产生扭矩。梁的设计通常是先考虑弯矩，因此要对截面尺寸和所需的纵向加筋量进行评估。此外, 还应该检查截面的剪切力以确定是否需要剪切加固(箍筋)。这绝不是说剪力不如弯曲重要。相反，由于其脆性，剪力会产生额外的拉应力, 通常由斜拉引发的剪切破坏比弯曲破坏更加危险, 因此在梁设计时必须考虑其剪切行为。
钢筋混凝土梁的剪切破坏，更恰当地称为"斜拉破坏"，很难准确预测。尽管经过多年的实验研究以及使用先进的数值模拟工具进行预测, 但仍未完全了解其剪切破坏的机理。如果一个没有正确设计抗剪加固的梁超载破坏，很可能会在没有预警的情况下突然发生剪切坍塌(脆性破坏)。因此混凝土必须提供 "特殊的抗剪钢筋"，以确保在剪切破坏之前发生弯曲破坏。换句话说，我们要确保梁会以延性的方式破坏，而且是以弯曲的方式破坏，而不是以剪切的方式破坏。
作用在钢筋混凝土梁垂直截面上的剪力不会导致该截面的直接破裂。剪力本身或与挠曲相结合，可能通过在倾斜的平面上产生拉应力而间接地引起破坏。如果这些应力超过了混凝土相对较低的抗拉强度，就会产生斜向裂缝。如果不对这些裂缝进行检查，就会发生梁的劈裂或所谓的斜拉破坏。
2 弯曲破坏
(1) 延性弯曲破坏
在钢筋屈服后，如果不可能重新分配力，梁的变形就会变得重要，构件则会以延性方式发生变形。梁的受压翼缘变软，截面的旋转中心下降，使得内部水平臂减小。当达到混凝土受压区的极限能力时，就会发生延性弯曲失效。钢筋屈服后，其弯曲破坏是由混凝土碎裂支配的，钢筋的变形能力通常不是关键。
弯曲压缩破坏
(2) 脆性弯曲破坏
在有大量钢筋梁的情况下，在达到抗拉强度屈服之前，混凝土在受压区已被压碎，从而使得梁发生破坏, 这就是使用超筋梁产生的后果。
弯曲破坏(Flexural Failure)
3 剪切破坏
在过去60年里，研究者们对钢筋混凝土结构的抗剪性能进行了大量研究。影响剪切破坏发生的主要参数有混凝土的抗压强度、纵向钢筋比、剪跨与有效深度比以及构件尺寸等, 大部分的研究都是针对矩形截面的钢筋混凝土梁。剪力破坏通常是由在剪力跨度上出现斜裂缝而引发的。在矩形、工字型或T型截面中，弯曲裂缝的出现总是先于斜拉裂缝的出现。由于腹板中形成的剪应力大小不同，梁的形状(工字型和T截面)影响着梁的抗剪能力和斜裂缝的传播行为。
当梁的两个相邻部分之间的剪力传递能力变得太小时，无法找到静态平衡。两相邻部分之间会发生相对位移。剪力失效机理的特点是：在无剪力筋的梁中沿裂缝进行剪切滑动，在有剪力筋的梁中则发生箍筋屈服。
剪切压缩破坏(web-shear cracking)
最常见的破坏类型是从梁的受拉侧的挠性裂缝的尖端发展，并向中间深度传播，直到发展至梁的受压侧。要形成这些裂缝，弯曲力矩必须超过截面的开裂力矩，而且必须存在明显的剪力。
梁裂缝的扩展
腹板剪切裂缝从构件内部未开裂截面中心点水平开始，当剪切产生的对角拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会沿对角线路径向受拉面移动。这种类型的裂缝常见于腹板较薄的梁和剪力大、弯矩小的区域。这种组合存在于简支邻近或连续梁的拐点处。
(1) 剪切压缩破坏
在诱导剪切裂缝之间的区域由于高主压应力而导致的腹板压缩失效。这种失效模式通常与大量的剪切加固有关，但在薄腹板的部分也可能是关键。
(2) 剪切拉伸破坏
在预应力构件的情况下，从腹板的中间高度开始，可能会发生非常脆性的剪切失效，之前没有任何弯曲裂缝。这种失效模式被称为 "剪切拉伸"。与非受限屈曲构件不同的是，腹板剪切裂缝的开始会导致裂缝在整个截面上立即和不稳定的传播。对于无箍筋的梁来说，如果 "剪拉裂缝 "在腹板上产生，将导致构件的坍塌。
关键词: 钢筋混凝土; 斜截面; 剪切破坏
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