从钢筋混凝土梁斜截面破坏引入

钢筋混凝土梁当跨中正截面抗弯承载力有保证时，在剪力和弯矩的联合作用下，支座附近的剪跨区段可能沿斜截面破坏。

两端简支对称集中荷载加载下的钢筋混凝土梁斜截面裂缝是这样的。

剪跨区段内斜裂缝在主拉应力下沿主拉应力垂直方向发展。

桁架一

在混凝土梁剪跨区段沿应力分布设置材料属性可能是最高效的构件设计方式，把桁架类比成混凝土梁就有了如下尝试。

在电算中设置一个30m跨2.5m高，上下弦杆均为450×450×25×25mm工字截面，腹杆均为250×250×20×20mm工字截面的桁架，钢材强度等级均为Q355，各榀桁架间距7.5m，在均布荷载10kN/㎡且不考虑自重作用下，对比靠近支座处设受拉和受压腹杆及只设受拉腹杆的内力分布。

由分析结果可以看出在支座处增加受压腹杆后端部下弦压杆及受拉腹杆内力大幅降低，由于新增压杆压力的水平分量需要上弦拉杆平衡，新增压杆后，端部上弦拉杆拉力会有所增加。新增压杆后桁架跨中最大位移也有一定改善，从24mm降到22mm。

实际做法中上下弦均为整根构件且腹杆跟弦杆也非纯铰连接，但纯粹概念上的桁架靠近支座的下弦杆为0杆。

当桁架下弦标高处与下弦杆相连的柱对侧无楼板或梁相平衡时（桁架高度非整层楼层高），端部下弦可以取消以减轻柱负担。

桁架二

实际工况中不会存在两点对称加载，如混凝土梁不会存在纯弯段，均布荷载作用下纯弯段只是跨中的一点，随着距支座距离的减小截面剪力累加，对于桁架而言通常会加强两端腹杆，除去增大两端腹杆截面，也可以尝试端部腹杆加密布置。

前文端部只设受拉腹杆桁架，在其他条件不变的情况下，加密端部腹杆布置，保持腹杆数量不变。

同样在均布荷载10kN/㎡且不考虑自重作用下，分析桁架端部内力。

在桁架高度不变的情况下，端部腹杆加密，斜腹杆与竖向夹角变小，从内力角度分析，斜腹杆竖向分力来抵抗竖向剪力，夹角变小后竖向分力转化效率增大，斜腹杆内力随之减小。但斜腹杆数量增加后，上弦杆在靠近支座的过程中，每经过一个与斜腹杆相交的节点，都将累加斜腹杆水平分力，这导致上弦端部拉力有所增加。相比腹杆等距布置，端部加密后跨中最大位移没有改变，均为24mm。

因此在桁架高度受限情况下，增大端部腹杆截面和加密端部腹杆布置都可以解决腹杆应力比问题，增大截面是在提高腹杆抗力而加密布置是在减小腹杆作用。

桁架三

如果取消腹杆中的竖直杆，桁架效果如何呢，在前述条件不变的情况下，对比如下两个桁架。

同样在均布荷载10kN/㎡且不考虑自重作用下，分析桁架端部和跨中内力。

带有竖杆的桁架传力方式为斜杆受拉，竖杆受压，对称向两侧传力。没有竖杆的桁架通过斜杆一压一拉对称向两侧传力。分析结果中可以看出，带有竖杆的布置方式可以一定程度上减小下弦内力，尤其端部下弦压杆内力。内力分布大致相同的情况下，两者用钢量存在一定差异。而位移方面两种情况没有差别，跨中最大位移均为24mm。

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