钢筋混凝土受弯构件剪跨与深度比(Shear Span to Depth Ratio)
1 引言
钢筋混凝土受弯构件的剪跨与深度比有时也称作纤细比(slenderness ratio), 钢筋混凝土受弯构件根据其剪跨/深度比(shear-span/depth ratio, a/h)可以分为四类(例如ACI 318M05):
(1) 深Deep(a/h≤1);
(2) 短Short(1<a/h≤2.5);
(3) 细长Slender(2.5<a/h≤6);
(4) 非常细长Very Slender(6<a/h)
其中(a/h)为剪跨与深度比。
两点荷载下的典型简支钢筋混凝土梁
不同纤细比的梁破坏模式不同. 这个笔记简要总结了不同a/h下的破坏模式.
2 不同a/h下的破坏模式
没有腹板加固的钢筋混凝土梁，根据剪跨与深度比a/d的不同，可能会出现不同的破坏模式，包括弯曲、剪压、斜拉裂缝、压缩区混凝土裂缝、粘结或锚固等破坏。
(1) 非常细长的梁Very Slender(6<a/h)
对于剪跨与深度比a/h大于6的钢筋混凝土梁，破坏模式主要是弯曲破坏.
(2) 细长梁Slender(2.5<a/h≤6)
对于a/h小于6的钢筋混凝土梁, 破坏主要是由剪跨中斜拉裂缝的形成引起的. 对于2.5<a/h≤6的钢筋混凝土细长梁, 破坏模式主要是斜拉破坏。当压缩区的混凝土达到劈裂强度时, 形成斜拉裂缝导致破坏.
(3) 短梁Short(1<a/h≤2.5)
对于1<a/h≤2.5的短梁, 可能会承受超过由于拱作用导致斜拉裂缝的额外荷载，没有任何箍筋的短梁在达到其抗弯能力之前，在剪-拉(即主拉应力超过允许应力)或剪-压(即主压应力超过允许应力)中破坏。另一方面，没有腹板加固的深梁的荷载传递是通过绑拱作用进行的。
(4) 深梁Deep(a/h≤1)
深梁最常见的破坏模式是端部锚固破坏。
3 结束语
文献中有各种方法或模型用于评估和确定钢筋混凝土梁的抗剪强度, 但解释梁的剪切破坏机制的基本理论仍然不完整, 实验结果和理论分析经常出现差异，现有的设计方法(例如AASHTO LRFD-2004；CSA A23.3-2004；ACI318-2008）都是基于经验或半经验公式来考虑的,先进的数值模拟技术(例如ANSYS, Abaqus, FLAC3D等)期望能从理论上更准确地解释或预测钢筋混凝土的剪切行为。
关键词: 剪跨; 斜拉; 抗拉强度
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