4.2受弯构件斜截面受剪承载力的试验研究
1.梁斜截面受剪破坏形态
（1）无腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
根据试验研究，无腹筋梁主要有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种形态。
图 4-2无腹筋梁的受剪破坏形态
1）斜压破坏
当剪跨比λ较小时（λ＜1或l/h0＜4），发生斜压破坏。多发生于剪力较大而弯矩较小的区段，以及梁腹很薄的T形截面或I形截面梁内。破坏时，斜裂缝由支座向集中荷载处发展，其间的混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向受压短柱，短柱被压碎而破坏，如图4-2（a）所示。斜压破坏的原因是由于主压应力超过了斜向受压短柱混凝土的抗压强度。
2）剪压破坏
当剪跨比λ适中时（1≤λ≤3或4≤l/h0≤12），发生剪压破坏。其破坏特征是弯剪区段的受拉区边缘先出现垂直裂缝，它们沿竖向延伸一小段后转向斜向发展成多条斜裂缝，而后其中一条形成临界斜裂缝，临界斜裂缝出现后迅速向斜上方伸展，使斜截面剪压区的高度减小，直到斜裂缝顶端的混凝土在剪应力和压应力共同作用下被压碎而破坏，如图4-2（b）所示。剪压破坏的原因是斜裂缝顶端混凝土的主压应力超过了混凝土在压力和剪力共同作用下的复合强度。
3）斜拉破坏
当剪跨比λ较大时（λ＞3或l/h0＞12），发生斜拉破坏。这种破坏现象是斜裂缝一出现就很快形成一条主要斜裂缝，并迅速向受压边缘发展，直至将整个截面裂通，使构件劈裂为两部分而破坏，如图4-2（c）所示。斜拉破坏的原因是由于余留截面上的主拉应力超过了混凝土的抗拉强度。
上述三种主要破坏形态，就它们的斜截面承载力而言，斜拉破坏最低，剪压破坏较高，斜压破坏最高，如图4-3所示。但就其破坏性质而言，由于它们达到破坏荷载时的跨中挠度都不大，因而均属脆性破坏，其中斜拉破坏的脆性更突出。
（2）有腹筋梁的斜截面受剪破坏形态
有腹筋梁的斜截面受剪破坏与无腹筋梁相似，也可归纳为斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种形态。
1）斜压破坏。当腹筋数量配置很多时，斜裂缝间的混凝土因主压应力过大而发生斜向受压破坏时，腹筋应力达不到屈服，腹筋强度得不到充分利用。
2）剪压破坏。若腹筋数量配置适当，且剪跨比1≤λ≤3时，在斜裂缝出现后，由于腹筋的存在，限制了斜裂缝的开展，使荷载仍能有较大的增长，直到腹筋屈服不再能控制斜裂缝开展，而使斜裂缝顶端混凝土余留截面发生剪压破坏。
3）斜拉破坏。若腹筋数量配置很少，且剪跨比λ＞3时，斜裂缝一开裂，腹筋的应力就会很快达到屈服，腹筋不能起到限制斜裂缝开展的作用，从而产生斜拉破坏。
上述三种破坏形态中，斜拉破坏发生十分突然，斜压破坏时箍筋未能充分发挥作用，故这两种破坏在结构设计中均应避免。《规范》通过采用截面限制条件来防止斜压破坏；通过控制箍筋的最小配筋率来防止斜拉破坏；通过受剪承载力计算配置箍筋及钢筋来防止剪压破坏。
2.斜截面受剪承载力的影响因素
斜截面受剪承载力的影响因素主要有剪跨比λ、混凝土强度、纵筋配筋率ρ、箍筋配筋率ρsv、弯起钢筋的配置、预应力等。
（1）剪跨比λ
试验研究表明，对于承受集中荷载的梁，随着剪跨比的增大，梁的斜截面受剪承载力明显降低，依次发生斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏。当剪跨比λ＞3以后，剪跨比对斜截面受剪承载力无显著的影响。对承受均布荷载的梁，随着跨高比l0/h的增大，受剪承载力明显降低。
（2）混凝土强度
斜截面破坏是因混凝土达到极限强度而发生的，故混凝土强度直接影响梁的斜截面受剪承载力。试验表明，斜截面受剪承载力随混凝土抗拉强度ft的提高而提高，两者基本呈线性关系。
（3）纵筋配筋率ρ 增加纵筋配筋率ρ可抑制斜裂缝的伸展，从而提高斜裂缝间骨料咬合力，并增大了剪压区高度，使混凝土的抗剪能力提高，同时也提高了纵筋的销栓作用。因此，随着ρ的增大，梁的斜截面受剪承载力有所提高。 但只有配筋率ρ＞1.5%时作用才明显，而实际工程中的ρ≤1.5%，故《规范》给出的计算公式中没有考虑纵筋配筋率ρ的影响。
（4）箍筋配筋率ρsv
在进行斜截面受剪承载力设计时，以剪压破坏特征为基础建立计算公式，用配置一定的腹筋来防止斜拉破坏，采用截面限制条件的方法来防止斜压破坏。
（5）弯起钢筋
弯起钢筋与斜裂缝相交而承受拉力，可以承担部分剪力，但受力不均匀，在配置腹筋时，应优先选用箍筋。
（6）截面尺寸和形状
截面尺寸对无腹筋梁的受剪承载力影响较大，对有腹筋梁的影响较小。
截面形状的影响，主要指T形截面，其翼缘大小对受剪承载力有影响。适当增加翼缘宽度，可提高受剪承载力25%，但翼缘过大，增大作用就趋于平缓。
（7）预应力
预应力能阻滞斜裂缝的出现和开展，增加混凝土剪压区的高度，从而提高混凝土所承担的剪力。预应力混凝土梁的斜裂缝长度比钢筋混凝土梁有所增长，也提高了斜裂缝内箍筋的抗剪能力。
3.斜截面受剪承载力的计算模型
对有腹筋梁出现斜裂缝后，形成了一个拱形桁架模型。拱体是上弦杆，裂缝间的混凝土是受压的斜腹杆，箍筋是受拉腹杆，受拉钢筋是下弦杆，如图4-4所示。
图4-4有腹筋梁的拱形桁架模型图
1．对于无腹筋梁，当1˂λ˂3 时，常发生什么破坏（ B ）。
A．斜压破坏；B.剪压破坏；C.斜拉破坏；D.弯曲破坏。
2．对于无腹筋梁，当λ˂1 时，常发生什么破坏（ A ）。
A.斜压破坏；B.剪压破坏；C.斜拉破坏；D.弯曲破坏。
3．对于无腹筋梁，当λ>3时，常发生什么破坏（ C ）。
A.斜压破坏；B.剪压破坏；C.斜拉破坏；D.弯曲破坏。
4．梁的斜截面破坏形态有几类？分别采用什么方法加以控制？
答：（1）斜截面破坏形态有三类：斜压破坏，剪压破坏，斜拉破坏
（2）斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制；
剪压破坏通过抗剪承载力计算来控制；
斜拉破坏通过限制最小配箍率来控制。
玻璃混凝土——废玻璃也有春天
当碎玻璃遇上混凝土，两者又会碰撞出怎样的火花呢？最近一项研究表明，废弃玻璃可用作混凝土的矿物掺合料，不仅可以把废玻璃的价值发挥极致，更在建筑施工中完美地将这类废物处理成工程材料之一，使之循环再利用，减少了很多不必要浪费。
其实，这种玻璃混凝土本身和普通混凝土并没有很大区别，只是在当中加入了碾碎的普通玻璃渣。它不透水、不受气温变化的影响，用它建造的墙面无须抹灰泥，只需要直接上颜料，墙面外观就能十分优美，且不易起皮。
玻璃混凝土的优势：
废玻璃作为一种不可生物降解的材料，将其与混凝土等建筑材料完美的融合在一起本身就是一件非常了不起的事情。这样不仅能够有效利用资源，降低成本，对环境的保护作用，玻璃混凝土也将其发挥得淋漓尽致。而玻璃混凝土自身具有良好的物理性能和较高的抗压强度、抗拉强度，让其与钢材、玻璃、陶瓷、玻璃钢等材料一样，都拥有着较好粘接力。不止如此，它还具有较好的耐腐蚀性能、超强氧化性酸功能以及耐热性能。这也为玻璃混凝土日后的工业用途打下了坚实基础。
不过目前也有研究结果表明，废玻璃用作混凝土的矿物掺合料虽然是可行的，但仍未达到工业化应用的地步。我们也只能等待未来废玻璃用于混凝土中的研究方面有着历史性的突破，那时候废玻璃在混凝土工程中的促进与应用或能真正普及开来。
玻璃混凝土
而就在不久之前，一位匈牙利建筑师推出一款半透明的混凝土，并通过展览迅速在业界传播，让大家耳目一新。这种半透明混凝是由普通混凝土与玻璃纤维共同组成的，因此这种混凝土能够轻易透过光线。
半透明混凝土的透明效果显而易见
不知道2010年的上海世博会大家还有没有印象，其中意大利馆的半透明馆就是采用这种特殊的墙面设计。半透明的材料设计也给当时参展的人们留下了极为深刻的印象，尤其是这种特殊的墙面材料，透明度高达20%，可以让光线直接穿过，使整个墙面看起来就像是一块巨大的窗户，从而营造出了一种美轮美奂的发光效果。
