上期文章总结了现有钢筋混凝土斜截面承载力计算方法依据的计算原理,所得结论如下:
1、钢筋混凝土构件抗剪问题比较复杂,斜截面抗剪承载力计算方法中存在不少前提假定;
2、斜截面抗剪承载力计算时,分别考虑混凝土、箍筋、弯起钢筋、预应力筋与轴向力等的作用,再最终线性累加为最终承载力;
3、偏心受力构件(柱)与一般受弯构件(梁)的斜截面抗剪承载力计算公式基本相同,对柱的斜截面抗剪承载力计算考虑了轴向力的影响。
本期文章讨论一下现有钢筋混凝土斜截面承载力计算方法中的前提假定。
1、通过构造措施可避免斜压和斜拉破坏
目前规范通过控制截面最小尺寸避免出现斜压破坏,通过控制箍筋最小配筋率避免出现斜拉破坏。
2、混凝土提供的斜截面受剪承载力取下限值
通过试验数据可以看出,无论是均布荷载作用下还是集中荷载作用下,无腹筋梁混凝土剪压区受剪承载力的上限值大概为下限值的6倍左右,中位值为下限值的3倍左右。为安全起见,现有计算方法取混凝土受剪承载力的下限值。
3、受剪斜裂缝与轴线呈45度角
通过箍筋提供的斜截面受剪承载力计算公式可以看出,现有计算方法取受剪斜裂缝与轴线呈45度角。
4、轴向力对斜截面受剪承载力的影响与轴向力大小成正比
预应力与轴向压力对斜截面受剪承载力存在有利影响,轴向拉力存在不利影响,都可以通过对轴向力乘以固定的系数考虑这种影响。通过系数取值可以看出,现有计算方法认为预应力的有利影响略小于轴向压力,轴向拉力对受剪承载力的降低程度相对轴向压力的增加程度要大3~4倍。
1、主要从斜截面受剪承载力角度明确箍筋配置
斜截面承载力验算与正截面承载力验算类似,均是通过极限承载力试验或理论得到钢筋混凝土构件的配筋结果。
2、无腹筋梁斜截面破坏形态可一般性推广到有腹筋构件
通过试验可以比较清晰的根据剪压比区分无腹筋梁的斜压、剪压与斜拉等斜截面破坏形态。现有计算方法认为也可通过类似剪压比范围评估有腹筋构件的破坏形态。
3、通过各部分线性累加得到斜截面受剪承载力
通过钢筋混凝土斜截面承载力计算原理可以看出,目前所采用的计算方法通过线性累加混凝土、箍筋、弯起钢筋、弯起预应力筋以及考虑预应力与轴向力影响得到构件斜截面承载力。
4、现行规范不考虑箍筋对混凝土斜截面受剪承载力的提高
通过箍筋提供的斜截面受剪承载力计算公式可以看出,89《混规》、02《混规》通过对箍筋受剪承载力乘以放大系数一定程度考虑箍筋对混凝土斜截面受剪承载力的提高,但10《混规》中已将该放大系数置1,即不考虑箍筋对混凝土斜截面受剪承载力的提高。
本文对现有斜截面受剪承载力计算方法中明确的与隐含的前提假定进行了讨论,可以得到如下结论:
1、现行钢筋混凝土斜截面受剪承载力计算方法存在较多前提假定;
2、除明确的前提假定外,斜截面受剪承载力计算方法中隐含的前提假定也同样值得重视;
3、从前提假定出发,可以实现钢筋混凝土斜截面承载力计算方法进步。
参考文献:
[1] 东南大学,天津大学,同济大学. 混凝土结构设计原理[M]. 第六版. 北京:中国建筑工业出版社,2016.