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剪压比和名义剪应力

剪压比是截面上平均剪应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值


剪压比用于说明截面上承受名义剪应力的大小。指水平作用与竖向作用的比值。

在78规范的时候,人们用重力乘以系数来反映地震作用。

剪压比,咱们可以理解成梁的截面 “扛剪能力” 快不够时的一个 “预警信号”,它反映的是 “剪力” 和 “混凝土自身抗压能力” 之间的 “紧张程度”。

剪压比越大,梁越危险,核心原因是超过了混凝土自身的 “抗剪极限”,箍筋等受力钢筋 “有劲使不出”,最终导致梁被 “硬压坏”。

箍筋的抗剪作用:

梁受力时,斜截面会产生裂缝(比如从梁的下部斜着向上裂开),这是剪力试图把梁 “撕开” 的表现。

箍筋就像沿着梁的长度方向,每隔一段距离就绑扎一圈的钢筋(像给梁套了一个个 “铁环”),当裂缝想扩大时,箍筋会被拉紧,用自身的拉力 “拉住” 裂缝两侧的混凝土,阻止它们继续错开或裂开,从而抵消剪力的作用。

举例:

把梁的截面想象成一块 “豆腐块”(代表混凝土),周围绑了一圈细钢丝(代表箍筋)。

当剪力较小时(剪压比小):钢丝能拉住豆腐块,不让它被剪力撕开,这时主要靠钢丝 “发力” 抵抗剪力,豆腐块本身剪力不大,很安全。

当剪力很大时(剪压比大):就像用手使劲捏豆腐块的侧面,剪力会转化为巨大的压力挤向豆腐块。这时候,哪怕钢丝再结实,豆腐块本身已经承受不住这么大的压力,会先被压碎(类似捏碎湿豆腐的效果)。而钢丝的作用是 “拉”,不是 “扛压”,面对混凝土被压碎的情况,钢丝根本来不及发挥作用,梁就直接破坏了。

问题的关键在于:

混凝土的 “抗压能力” 是有限的,剪压比越大,说明剪力转化的压力越接近混凝土的抗压极限。一旦超过这个极限,混凝土会先发生 “脆性破坏”(突然裂开或压碎),没有预兆,而箍筋等钢筋设计的是 “抵抗拉力”,无法弥补混凝土被压坏的问题。

所以剪压比越大,梁的抗剪安全储备就越少,也就越危险。

简单说:剪压比太大,相当于让 “扛不住极限压力” 的混凝土去硬扛剪力,结果就是混凝土先坏,钢筋白搭,梁自然就危险了。


剪压比对斜截面承载力的影响:

如果剪压比很小:说明剪力远小于混凝土的抗压能力,这时候梁的抗剪主要靠箍筋和混凝土 “合作”,箍筋能充分发挥作用,斜截面不容易被破坏,承载力主要由箍筋数量决定。

如果剪压比太大(超过规范限制):就像推力快把方块压碎了,这时候哪怕配再多箍筋也没用 —— 混凝土会先被剪力压裂(类似用手捏碎一块湿泥巴),箍筋根本来不及 “帮忙”,斜截面承载力会大幅下降,甚至突然破坏。


名义剪应力,简单说就是把梁受到的 “剪力” 平均分摊到整个截面上的 “假想应力”,用来快速判断梁的斜截面会不会出问题。

假设一根梁的截面是个长方形(比如宽 20cm、高 50cm),现在它受到 10000N 的剪力(相当于 1 吨重的力从侧面推它)。
“名义剪应力” 就是用总剪力(10000N)除以截面面积(20×50=1000cm²),得到 10N/cm²。

这就像把 1 吨的力平均 “摊” 在 1000 平方厘米的截面上,每平方厘米承受 10N 的力

这只是个简化的 “平均值”,不管截面上实际的应力分布多复杂,先按平均来估算。


实际中,梁截面上的剪力分布是不均匀的(比如边缘和中间受力不一样),但直接算真实应力太复杂。

名义剪应力就像个 “快速计算器”,用它和规范里的 “安全限值” 比一比,就能大概知道梁的抗剪能力够不够。

如果名义剪应力超过限值,就说明可能需要增大梁的截面积或多加箍筋了。

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