2014-07-29 08:39 建设工程教育网整理 【大 中 小】【打印】【我要纠错】
【学员问题】受剪与受冲切的区别?
【解答】就混凝土而言:
1. 冲切破坏是构件在荷载作用下出现沿应力扩散角的破裂面,混凝土被拉坏;
2. 剪切破坏需从混凝土构件受剪的机理说起。
混凝土构件斜受剪的计算模型为桁架,上部混凝土(上弦杆)受压,下部钢筋(下弦杆)受拉,斜裂缝间混凝土(斜腹杆)受压或受拉。我们配置箍筋的作用,就是需要箍筋和该斜腹杆来共同承担它们沿斜腹杆方向的拉力或压力(箍筋的有效断面垂直于该斜腹杆)。因此,混凝土斜截面破坏(也就是剪切破坏)是由于斜腹杆被压坏或拉坏引起的。混凝土规范上的斜截面承载力计算公式(如,式 7.5.4条):
Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s,
也是混凝土斜腹杆和箍筋这两部分共同作用的反映。
冲切破坏与剪切破坏的区别在于:板(或厚板,如承台)在集中或局部均布荷载作用下出现沿应力扩散角破裂面的破坏,即为冲切破坏;梁在集中或均布荷载作用下沿斜截面发生的受剪破坏,即为剪切破坏。两者的承载力计算公式是一样的,
剪切:Vcs=0.7ftbh0
冲切:Vcs=0.7ftbmh0(bm相当于b)
对于跨高比比较大或者配筋率比较高的板,一般发生冲切破坏。在荷载作用下,在板的受拉面也首先沿柱的周边出现一圈环状裂缝,然后,裂缝沿柱角向外发展。当达到某一荷载时,在荷载作用处附近的混凝土受拉区出现了斜裂缝,斜裂缝向着荷载作用范围的周边倾斜,与板底面的倾斜角一般为30~45,而当荷载距板的支承变较近时,倾斜角可大于45.随着荷载增加,斜裂缝向混凝土受压区发展,最后再荷载作用范围周边外,混凝土受压区突然破坏,形成一截锥体,并与板的其他部分相分离,这种破坏即为冲切破坏。冲切破坏无预兆,非常突然,往往伴随有剧烈的响声,属于脆性破坏。
广东省建筑地基基础设计规范对冲切和剪切问题的描述,参见条文说明9.2.7,摘录如下:
“一般说来,柱下单独基础板双向受力,墙下条形基础板单向受力,冲切和剪切,其破坏机理类似,承载力均受混凝土的抗拉强度所控制。不同的是剪切破坏面可视为平面,而冲切破坏面则可视为空间曲面,如截圆锥、截角锥或棱台及其他不规则曲面等。故剪切又称单向剪切(one way sherar);冲切有时候也称冲剪,又称双向剪切(punching, two way shear)。对于双向受力的柱下单独基础应验算控制截面的受冲切承载力,必要时应验算抗剪承载力;对于单向受力的墙下条形基础只需验算控制截面的受剪承载力……”
“实际工程中有这种情况,由于场地或者柱网布置所限,柱下独立基础长边与短边之比大于2,基础底板近乎单向受力,应验算基础的受剪切承载力。对于验算控制截面,有不同的做法……”
A.H.尼尔逊 《混凝土结构设计》 “钢筋混凝土的剪切破坏,更恰当讲应称为斜向受拉破坏,就是一个例子。”
“认识到抗剪分析和设计并非如字面的含义只与剪切本身有关是重要的。大多数梁内的剪应力远低于混凝土的直接剪切强度。真正有关的是由剪应力和纵向弯曲应力组合产生的斜拉应力。”
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
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