1 引言 剪跨比m是剪跨与深度的比值(shear-span/depth ratio, m=a/h). 根据m的不同，梁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。不同的规范对m的取值范围不同, 这个笔记简要对比了教材中定义的m与ACI 318M05定义的m. 两点荷载下的典型简支钢筋混凝土梁 2 m>3 斜拉破坏 剪跨比
1 引言
剪跨比m是剪跨与深度的比值(shear-span/depth ratio, m=a/h). 根据m的不同，梁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。不同的规范对m的取值范围不同, 这个笔记简要对比了教材中定义的m与ACI 318M05定义的m.
两点荷载下的典型简支钢筋混凝土梁
2 m>3 斜拉破坏
剪跨比m>3, 对应于细长梁Slender(2.5和非常细长的梁Very Slender(6梁受力首先出现的混凝土竖向裂缝，迅速向梁的受压区斜向延伸，斜截面承载力随之丧失。破坏荷载与出现混凝土斜裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前梁的整体变形很小。
典型的斜拉破坏模式
在荷载作用下, 梁的剪跨段产生由梁底竖向裂缝岩主压应力轨迹线向上延伸发展而成的斜裂缝, 其中有一条主要斜裂缝(临界斜裂缝)很快形成, 并迅速伸展至荷载垫板边缘而使梁体混凝土裂通, 梁被撕裂成两部分而丧失承载力; 同时沿纵向钢筋往往伴随产生水平撕裂裂缝. 这种破坏成为斜拉破坏(Diagonal Tension Failure). 这种破坏发生突然(Sudden), 破坏载荷等于或略高于主要斜裂缝出现时的荷载, 破坏面整齐, 无混凝土压碎现象.
ACI对m>3的梁由进行了划分: 首先, 对于m>6的钢筋混凝土长梁，破坏模式主要是弯曲破坏; 对于2.5
3 1≤m≤3 剪压破坏
剪跨比1≤m≤3, 对应于短梁Short 1
随着荷载的增大, 梁的剪弯区段内陆续出现几条斜裂缝, 其中一条发展成为临界斜裂缝. 临界斜裂缝出现后, 梁承受的荷载还能继续增加, 而斜裂缝伸展至荷载垫板下, 直到斜裂缝顶端(剪压区)的混凝土在正应力,剪应力及荷载引起的竖向局部压应力的共同作用下被压破坏. 破坏处可见到很多平行的斜向短裂缝和混凝土碎渣.
4 m<1 斜压破坏
剪跨比m<1,对应于深梁Deep(a/h≤1), 多发生在梁所受剪力大而弯矩小的区段，以及梁肋板很薄的T形截面或工字形截面梁内。最常见的破坏模式是支座锚固破坏---斜压破坏(Diagonal Compression Failure)。首先是荷载作用点和支座之间出现一条斜裂缝, 然后出现若干条大体平行的斜裂缝, 梁腹被分割成若干个倾斜的小柱体. 随着荷载增大, 梁腹发生类似混凝土棱柱体被压坏的情况, 破坏时梁体混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干斜向短柱而压坏。斜缝多而密, 但没有主裂缝. 梁的抗剪承载力取决于混凝土的抗压强度。
[1] Arslan, G. (2012). "Diagonal Tension Failure of RC Beams without Stirrups". Journal of Civil Engineering and Management, 18 (2), 217-226.
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