柱下承臺受剪切和沖切破壞的理解與分析

申永先

（黑龍江省第六地質勘察院，黑龍江 佳木斯 154000）

柱下承臺受剪切和沖切破壞的理解與分析

申永先

（黑龍江省第六地質勘察院，黑龍江 佳木斯 154000）

柱下承臺是會受到剪切和沖切的破壞，很多人對柱下承臺剪切以及沖切的概念沒有充分的理解，本文對破壞的機理，破壞面形式等方面進行了分析，希望可以使相關人員對剪切與沖切的概念更加了解。柱下承臺是混凝土結構的重要組成部分，在了解其受到的剪切與沖切力后，可以更好的維護混凝土結構的穩定性。

柱下承臺；剪切；沖切；理解；計算

柱下承臺是混凝土結構構件設計中重要的內容，由于柱下承臺會受到剪切與沖切的破壞影響，所以，相關設計人員一定要利用專業的計算模式進行分析。很多人對剪切與沖切的概念不夠了解，這不利于對柱下承臺受剪切與沖切破壞情況進行合理的分析。本文對剪切與沖切的概念進行了介紹，希望幫助相關工作人員對柱下承臺受剪切與沖切破壞進行更加深入的分析。

1 剪切與沖切相關概念介紹

1.1 基本概念

剪切與沖切都是斜截面破壞的一種形式，兩種破壞方式在破壞機理方面有著極大的相似性，由于承載力與混凝土抗拉強度有著較大的關系，所以，為了控制其承載力，一定要合理確定混凝土的抗拉強度。一些國外的資料中，對剪切與沖切的概念沒有明顯的區分，而是將二者統一稱為剪切，我國對剪切與沖切兩種概念，有著明確的區分。

剪切破壞也是柱下承臺比較容易受到的破壞類型，剪切包括彎曲、扭轉等類型，在分析柱下承臺受剪力破壞時，可以通過分析受剪機理達到。在對柱下承臺的斜截面受剪情況進行分析時，需要選擇適合的計算模型。柱下承臺上部會受到向下的壓力，而其下部的鋼筋會受到向上的拉力，斜裂縫間混凝土受到壓力或拉力時，其斜截面也會受到較大的破壞力，這一破壞力與斜腹桿受到的破壞力有著較大的關系。柱下承臺剪切破壞面貫通其全部寬度，在發生斷裂后，會形成一個斷裂的平面，純剪破壞也叫做單向剪切。

在設計的過程中，會將沖切分成多種類型，沖切屬于雙向剪切，是指在集中反力作用下，板的內部會產生較大的應力，在柱的四周也會產生較大的主拉應力，如果這一應力超過混凝土的抗拉強度，則在柱頭的位置會產生較多的斜裂縫，板內由于應力比較大，會出現斜截面破壞，而破壞是板內沖切造成的，所以，也叫做沖切破壞，沖切破壞示意圖如圖1所示。為了避免板受到沖切破壞，要提高板的抗沖切能力，還可以選擇比較厚的板，并提高混凝土的強度，增加腹筋的數量。

1.2 發生機理

柱下承擔在受到外力荷載的作用時，一般只能出現一種形態的破壞，所以，柱下承臺不會同時出現剪切破壞與沖切破壞。兩種破壞形式的發生機理有著極大的相似性，一般柱下承臺的梁比較容易出現剪切破壞，而板比較容易出現沖切破壞，板的尺寸以及支承方式不同，受到的破壞類型也會有所差異。板受到的荷載越大，受到的破壞程度越大，在受到單向荷載時，其會出現剪力破壞，而受到雙向荷載時，就會出現沖切破壞，其破壞面會不斷的加大。在對柱下承臺進行設計時，一定要對剪切的強度進行驗證，要根據柱下承臺所處環境的實際情況，對沖切承載力進行準確的計算。

圖1沖切破壞示意圖

2 柱下承臺設計規范中剪切與沖切的對比

在柱下承臺的設計中，要對剪切與沖切進行計算，我國對剪切與沖切的概念有著明確的區分，在設計時，相關規范與條款也不同。本文對抗剪切與抗沖切的相關計算要求進行了分析，還對我國建筑基礎設計規范進行了介紹，以供參考。

2.1 國家標準《建筑地基基礎設計規范》關于擴展基礎的計算中，僅要求對矩形截面柱的矩形基礎驗算柱與基礎交接處以及基礎變階處的受沖切承載力，并在第8.2.7條的條文說明中提到了柱下獨立基礎斜截面受剪折算寬度的確定方法，但未明確提出是否應對柱下獨立基礎進行抗剪驗算以及如何進行驗算。

2.2 上海市地方標準《地基基礎設計規范》是中國比較具有代表性的地方規范，在關于獨立基礎的計算中，明確要求對基礎變階處和柱與基礎交界處的基礎厚度按國家標準《混凝土結構設計規范》進行抗沖切驗算和抗剪驗算，但沒有給出具體的計算公式，也就是說該市地方規范對于柱下獨立基礎的抗沖切和抗剪驗算是按照國家標準《混凝土結構設計規范》來執行的。

2.3 國家標準《混凝土結構設計規范》分別在第7.5.3條和第7.7.4條中規定了矩形截面柱階形基礎的抗剪和抗沖切驗算要求，給出了相應的計算公式，這兩個計算公式實際是其它各種規范計算公式的出處和基本依據。但實際上在有些情況下同時進行抗沖切和抗剪驗算是沒有必要的，該規范中沒有對此進行必要的說明。

2.4 某省地方標準《建筑地基基礎規范》在條文說明中對基礎抗沖切和抗剪問題進行了較為詳細的說明。明確提出對于雙向受力的柱下單獨基礎應驗算控制截面的受沖切承載力，必要時應驗算抗剪承載力；而對于單向受力的墻下條形基礎則只需驗算控制截面的受剪承載力。并指出國家標準《建筑地基基礎設計規范》中僅要求驗算柱下獨立基礎的抗沖切承載力對于雙向受力的基礎底板，一般情況下是安全的。但為穩妥起見，地方標準還給出了僅需驗算抗沖切承載力的界限條件。

結語

剪切與沖切都是柱下承臺斜截面常見的破壞形式，本文對二者的概念進行了介紹，還對二者的作用機理進行了分析，相關工作人員一定要對柱下承臺的承載能力進行計算，要做好驗算工作，還要了解柱下承臺的破壞形式。一般柱下承臺的梁比較容易受到剪切破壞，而板會隨著荷載的變化，出現不同形式的破壞，在荷載較小時，板會出現單向的剪切破壞，荷載逐漸增大后，板會出現雙向的沖切破壞，這會影響板的抗剪能力。為了提高柱下承臺的承載能力，相關工作人員要提高混凝土的強度，還要增加配筋數量，這樣才能避免柱下承臺受到破壞。

[1]李劍群.混凝土結構沖切破壞和剪切破壞的理解與辨析[J].四川建材，2009 （02）.

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