混凝土结构设计原理

受弯构件在剪力与弯矩共同作用下，除可能正截面破坏外，还可能沿斜截面发生剪切破坏。斜裂缝大致沿主拉应力方向开展，常见三种形态：斜拉破坏（脆性最大）、剪压破坏（脆性较大）、斜压破坏（脆性相对较小）。

无腹筋梁斜截面受剪，主拉应力$\sigma_{tp}$在梁端附近最大。当$\sigma_{tp}$超过混凝土抗拉强度，产生初始斜裂缝；随荷载增大，裂缝沿约$45°$方向扩展，最终形成临界斜裂缝并导致破坏。

配置箍筋（或弯起钢筋）后，斜裂缝间混凝土拱作用与钢筋共同承担剪力。GB 50010-2010 规定受弯构件须进行斜截面受剪承载力计算，并满足截面尺寸与最小配箍率等构造要求。

剪跨比$\lambda = a/h_0$（$a$为支座边缘至集中力作用点距离）是控制斜截面破坏形态的重要参数。$\lambda \le 1.5$时易发生斜压破坏；$1.5 < \lambda \le 3$多为剪压破坏；$\lambda > 3$时易出现斜拉破坏。

无腹筋梁：斜裂缝出现后，剪力主要由裂缝上下混凝土拱传递；临界斜裂缝形成后，拱作用迅速丧失，承载力骤降，破坏突然。配置箍筋后，可形成多条斜裂缝，箍筋受拉屈服，最后混凝土剪压区压碎，破坏过程较缓，延性改善。

试验表明：提高混凝土强度等级、增大截面尺寸、配置箍筋或弯起钢筋均可提高斜截面受剪承载力。弯起钢筋与箍筋等效，但弯起筋不能连续覆盖全梁长，故规范以箍筋为主要抗剪钢筋。

有腹筋梁破坏时，箍筋在斜裂缝交叉处受拉，混凝土剪压区承担剩余剪力。当$V > V_c + V_{sv}$时发生剪压破坏；箍筋过少或间距过大时，可能斜拉破坏。

仅配置箍筋的矩形截面受弯构件斜截面受剪承载力：$V \le V_c + V_{sv}$。混凝土贡献$V_c = \alpha_{cv} f_t b h_0$，$\alpha_{cv} = 0.7$（$\lambda > 3$）；$\alpha_{cv} = 1.75/(\lambda + 1)$（$\lambda \le 3$）。

箍筋贡献$V_{sv} = f_{yv} \frac{A_{sv}}{s} h_0$，$A_{sv}$为同一截面内箍筋各肢面积之和。同时配置箍筋和弯起钢筋时：$V_{sv} = f_{yv} \frac{A_{sv}}{s} h_0 + f_y A_{sb} \sin\alpha_s$。

截面尺寸验算防止斜压破坏：$V \le 0.25 \beta_c f_c b h_0$（$\beta_c \le 1.0$）。截面高度影响系数$\beta_h = (800/h_0)^{0.25}$，$\beta_h \le 1.0$且$\beta_h \ge 0.8$，$V_c$计算中应乘以$\beta_h$。