剪跨比、轴压比和剪压比概念

剪跨比、轴压比和剪压比概念剪跨比ratio of shear span to depth简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a （a称剪跨）与截面有效高度hO之比。以入二a/hO表示。它反映计算截面上正应力与剪应力 的相对关系，是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。在其它因素相同时，剪跨比越大，抗剪能力越小。当剪跨比大于 3时, 抗剪能力基本不再变化。狭义定义：a/hO广义定义：M/VhO更深一层：主应力与切应力之比，延伸至延性与脆性 wnn下曾皿nt二 *5卞匕），匕前axjot? w 阳is睦川 1怎*.协Tibia力Q 呂办Tg崔丁上观力刖太 心切力119 ME炸書阜世恆匪喇K住曲匕:応 名罩*J曼!畑肝|框架柱端一般同时存在着弯矩 M和剪力V,根据柱的剪跨比 入二M/Vho 来确定柱为长柱、短柱和极短柱，ho为与弯矩M平行方向柱截面有效高度。 入2（当柱反弯点在柱高度 Ho中部时即Ho/ho4 ）称为长柱；1.5入W2 称为短柱；入W1.5称为极短柱。试验表明：长柱一般发生弯曲破坏；短柱 多数发生剪切破坏；极短柱发生剪切斜拉破坏，这种破坏属于脆性破坏抗震设计的框架结构柱，柱端剪力一般较大，从而剪跨比入较小，易形成短柱或极短柱，产生斜裂缝导致剪切破坏。柱的剪切受拉和剪切斜拉破坏属于脆性破坏，在设计中应特别注意避免发生这类破坏。轴压比轴压比指柱（墙）的轴压力设计值与柱（墙）的全截面面积和混凝土轴心 抗压强度设计值乘积之比值（进一步理解为：柱（墙）的轴心压力设计值与柱 （墙）的轴心抗压力设计值之比值）。它反映了柱（墙）的受压情况，建筑抗 震设计规范（50011-2001 ）中6.3.7和混凝土结构设计规范X 50010-2002） 中11.4.16都对柱轴压比规定了限制，限制柱轴压比主要是为了控制柱的 延性，因为轴压比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱的破坏呈脆性。u二N/A*fc ，u轴压比，对非抗震地区，u=0.9N轴力设计值A截面面积fc一混凝土抗压强度设计值抗规表6.3.7中的注释第一条：可不进行地震作用计算的结构， 取无地震作用组合的轴力设计值。限制轴压比主要是为了控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限 值要求，见抗规6.3.7和6.4.6，在剪力墙的轴压比计算中，轴力取重 力荷载代表设计值，与柱子的不一样。混凝土结构设计规范GB 50010200211.4.16轴压比（N/fcA）指考虑地震作用组合的框架柱和框支柱轴向 压力设计值N与柱全截面面积A和混凝土轴心抗压强度设计值fc乘积之比 值。对不进行地震作用计算的结构取无地震作用组合的轴力设计值。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，用于说明截面上承受名义剪应力的大小。梁柱截面上的名义剪应力V/BHO与混凝土轴心抗压强度设计值的比值：梁塑性 铰区的截面剪压比对梁的延性、耗能能力及保持梁的强度、刚度有明显的影响 当剪压比大于0.15 的时候，梁的强度和刚度有明显的退化现象，此时再增加箍 筋用量，也不能发挥作用，因此对梁柱的截面尺寸有所要求。1. 剪重比、剪压比是一个概念，是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，因为在那时安全度设计的概念里，只 是用这样一种方法来反映地震实质上是惯性力这样一个客观道理。2. 我国 78 规范把这个系数称之为结构系数，3. 最小值的确定实际上可以根据反应谱曲线上计算的最小值来确定，当然，超出 了反应谱估计的自震周期的部分可以专门论证，但是，一般工程超出了反应谱规 定的最小值是不应该的4. 以上海IV类场地计算最小的剪压比是(7度)1.64%左右5. 如果在6度区II类场地，最小剪压比应是0.6%(2001规范)，按89规范应 为0.5%6. 如果计算的结果不满足最小值的限定，计算肯定是存在明显的错误，如输入有 误、设置有误，模型不合理，甚至于结构不合理，希望慎重，当然，6 度区只要 按抗震构造即可，无需计算验算根据抗规GB50011-2001条文说明5.2.5条“对于扭转效应时显或基本周期 小于3.5S的结构，剪力系数取0.2amax”，由此可据抗规表5.1.4-1推算出各地 震列度下的剪力系数：9 度为0.2*0.32=0.064，8 度为0.2*0.16(0.24)=0.032 (0.048)，7 度为0.2*0.08(0.12)=0.016(0.024)，6 度为0.2*0.04=0.008。 在计算时应注意抗规5.2.5 条，对于 6 度区可不要求该剪力系数，可详读该 条的条文说明。 我来补充几句,在抗震规范的抗震截面验算的条文说明中,明确指出,剪重比是一 个 调整系数,即这不是一个指标,计算结果出来后,若剪重比大于规定的最小值,计 算结果不作调整,若小于,将地震剪力调大,使剪重比达到规定的最小值.类似框剪结 构的0.2Qo,在satwe的结果文件Wmass.out,给出这一调整的信息，多看看这一信息， 对剪重比的理解会更深刻. 高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”，1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗 规 6.3.7 和 6.4.6。2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，见抗规5.2.5。3、刚度比：主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层，见 抗规 3.4.2。4、位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响 见抗规 3.4.2。5、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，要求 见高规6、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆，要求见高规