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外文翻译格式示范

重庆科技学院学生毕业设计（论文）

外文译文

学院建筑工程学院

专业班级土木应08（3）

学生姓名谭梳琪

学号**********

译文要求

1.外文翻译必须使用签字笔，手工工整书写，或用A4纸打印。

2.所选的原文不少于10000印刷字符，其内容必须与课题或专业方向紧密相关，由指导教师提供，并注明详细出处。

3.外文翻译书文本后附原文（或复印件）。

外文原文出自：

R.帕克、T.波利编著的《钢筋混凝土结构》中的417-423页

7.4有腹筋钢筋混凝土梁的抗剪机理

7.4.1腹筋的作用

梁内有了像箍筋这样的腹筋之后，不会从根本上改变前面所描述的抗剪机理。

作为梁作用的主要元件的混凝土悬臂这时将像被拉住的悬臂那样工作。

除去有骨料咬合、销栓和悬臂的弯曲作用所联合承担的粘结力ΔT之外，还有一部分粘结力ΔT′能够由习惯上所说的“桁架作用”来承担。

在这个桁架中，悬臂起斜向压杆的作用（见图7.14）。

图7.14起斜压杆作用的混凝土悬臂

箍筋的存在在其他许多方面对梁作用也是有益的，它通过以下方式对抗剪机构的强度发挥作用：

1.改进销栓作用。

箍筋能够有效地支承在它附近与弯剪裂缝相交的纵向钢筋。

2.通过桁架作用产生的斜压力Cd抵消悬臂块体内的弯曲拉应力。

3.限制斜裂缝在弹性范围内的张开程度，从而使由骨料咬合作用传递的剪力得以维持和增强。

4.当箍筋布置得足够密时，能对混凝土提供约束，从而特别是在受拱作用影响的部位提高其抗压强度。

5.当在锚固区内由于销栓力和锚固力的作用而形成劈裂裂缝时，能防止粘结遭到破坏。

总之，可以说，做了适当的细部设计的腹筋将能保持梁的整体性，并因而能够保持前面已经详述的梁机构的强度Ve，从而使更多的建立Vs能由桁架机构来承担。

7.4.2桁架机构

一个平行弦桁架与一个有腹筋混凝土梁之间在抗剪作用方面的相似性是混凝土结构的一个古老的概念。

这种由Morsch[7.2.23]在本世纪初所假定的相似性的含义是，等效桁架的腹杆是由起拉杆作用的箍筋和走向平行于斜裂缝的、通常是与梁轴成45°角的混凝土压杆所组成的。

混凝土的弯曲受压区和弯曲受拉钢筋构成这种比拟铰接桁架的上弦和下弦。

桁架的内力只需根据平衡条件就能确定。

这个桁架的性能与前已详述的“理想梁作用”相似到了如此地步，以至它能承受分散于弯曲受拉钢筋方向上的各个虚拟铰接点处的粘结力ΔT′，从而以不变的内力偶臂长来抵抗变化的外弯矩。

在梁内伴随着梁作用或拱作用以及桁架机构而出现的变形之间是不协调的。

这种按惯例不予考虑的应变不协调性在趋近极限（即塑形）状态时越来越不显著。

图7.15中的比拟桁架描绘了腹筋以β角倾斜于水平线的一般情况。

它也可以用来表示有桁架所承担的外剪力Vs与各内力之间的关系。

承受压力的Cs的斜压杆与水平线的交角为α。

由图7.15中所绘节点X的平衡力多边形显然可见：

式中Ts为所有穿过斜裂缝的箍筋内力之和。

腹筋在单位梁长内承受的力为Ts/s，其中s为箍筋间距，其值按比拟桁架的几何关系应为：

由公式7.18和7.19可得单位长度上箍筋的内力为：

式中Av为沿梁长按间距为s布置的腹筋的截面面积，fx为箍筋应力。

图7.15比拟桁架中的内力

从设计应用来看，像在共事7.15中那样用名义应力来表示建立是比较方便的。

总剪力Vu是假定为一部分由桁架机构来承受（Vs），另一部分由前面描述的梁机构或拱机构来承受（Vc）。

这一关系如用应力表示即为：

式中

将公式7.20与共事7.22结合起来，则当fs=fy时按理想强度所需的腹筋面积为：

现假定斜压力Cd在桁架压杆中产生均匀应力。

压杆的有效高°为s′=ssinα=jdsinα（ctgα+ctgβ）。

于是，由桁架机构产生的斜压应力可以近似地表示为：

对于常见的腹筋布置情况，公式7.23和7.24便简化如下：

1.垂直箍筋，β=90°

当斜压杆倾角α=45°时

当斜压杆倾角α=30°时

2.斜置腹筋，β＜90°

当斜压杆倾角α=45°时

当腹筋及压杆倾角均为45°时

斜压杆的坡度按照惯例都是假设与梁轴成45°的。

但是已经观测到，在压杆边界处的斜裂缝倾角是沿梁长变化的。

以应变能原理为基础所做的研究[7.24]表明，压杆的最优倾角大约为38°。

从公式7.23可以明显看出，当斜压杆的倾角变为小于45°时，由于有较多的箍筋穿过坡°平缓的裂缝，腹筋的需要量就会减少。

实际情况往往都是这样的，因而按斜压杆倾角为45°的设计公式便是偏于保守的。

而另一方面，在何在作用点附近的斜压杆坡°却比较陡。

但是这些部位的局部拱作用可以增强其它抗剪机构的承载能力。

一般地说，在混凝土强度以及腹筋含量少，从而相当于受拉体系刚度较小的梁内，压杆的倾角小于45°，而这里的箍筋就比在压杆倾斜45°的桁架内更为有效。

反之，当梁的腹筋含量多而混凝土强度较低时，混凝土上的荷载就会以有较多的箍筋参与处理为代价而被减轻[7.24]。

在图7.16中展示了荷载作用点和反弯点附近斜裂缝的坡度。

平缓的斜压杆和坡度较陡的箍筋意味着混凝土的压应力比较大（参见公式7.24d和7.24b）。

这表明腹筋的含量不能无限制地增大。

图7.16表示一根配有大量腹筋的薄腹工字形截面连续梁。

在这种梁内由斜压引起的腹板压碎可以导致剪切破坏（公式7.24）。

在估计梁腹的抗压强度时，需要考虑下列另外一些因素：

1.斜压杆在参与梁作用时还要承受弯矩（图7.7）。

由于桁架内没有真正的“铰接点”而引起了次弯矩。

2.穿过斜压杆的箍筋通过粘结力把拉力传给斜压杆，以至于斜压杆往往普通出于双向应变状态。

我们知道，当同时作用有横向拉应变时，混凝土额抗压承载力会大为降低（图2.8）。

3.压力是在比拟桁架的“节点”处引起的，而这些压力沿腹板远远不是均匀分布的。

因此就可能出现偏心及横向拉应力。

4.有些斜杆的倾斜角°可能比45°小得多，这将导致斜压应力的显著增加（公式7.24和图7.16）

这些观察结果表明，有必要把混凝土的斜压应力值限制在适当低于混凝土抗压强度值的范围内。

基于这一原因，ACI就把桁架机构对抗剪强度所能起的作用限制为一个非常保守的数值

（psi）。

于是，按所取vc值的大小即可由公式7.15和公式7.21得出梁内的绝对最大名义剪应力应为

以psi为单位）。

然而Kupfer和Baumann[7.24]等人曾指出。

当箍筋布置得像图7.16中的工字形截面预制混凝土梁一样密时，梁的名义剪应力甚至在以相当于vs为

的荷载强度作用50次之后还能达到

这样的数量级。

但是在矩形截面梁中，这样大的剪应力通常是达不到的。

箍筋只是在它被充分锚固时才能发挥出给定的强度。

箍筋在其长度上的任何一点处都可能与斜裂缝相交。

由于斜裂缝有可能非常接近于构件的受拉或受压边缘，所以箍筋在它的整个长度内都必须能发挥出它的屈服强度。

因此，很重要的是必须把箍筋弯绕过较粗的纵向钢筋并再向前伸出一个足够的发挥长度。

各本规范都规定了能令人满意的各种锚固形式，为了使桁架作用显著，箍筋必须把荷载交代到“铰接点”或其附近。

像在第十三章中扼要叙述的那样，精心做出的细部构造设计能保证这种荷载传递。

如未能保证箍筋与纵向弯曲受拉钢筋的良好贴合，则在箍筋转交处由于荷载集中传递就可能导致混凝土的局部压碎。

已在一些构件中观测到了大到0.02in（0.5mm）的箍筋滑移。

如果是在浅梁中，这样大的滑移就能使斜裂缝宽度大为增加。

有时，与一条伸展的斜裂缝相交的一批箍筋都屈服了，那条裂缝就要开始展开变宽而不受约束，因而作为抗剪强度的一个重要组成部分的骨料咬合左右这时就会失去作用。

这样损失掉的抗剪强度是不可能转移到销栓和桁架机构上去的，因为它们的能力也已消耗殆尽了。

因此，当变形稍有增加时就会接着发生破坏。

为了防止这种非延性破坏，实践证明较好的办法是确保（这在抗震设计中实际上是强制性的）在构件的抗弯承载能力全部耗尽之前箍筋不要屈服。

梁的桁架机构只是在斜裂缝形成之后（即在混凝土内的斜拉力消失以后）才会起作用。

箍筋的主要作用只是横穿潜在的破坏性斜裂缝传递横向（垂直）剪力。

有热不时主张在梁的腹板内使用钢筋网。

它虽然既能承担水平力，又能承担垂直力，但是在抗剪方面并不是更为有效的。

这是因为在普通梁的梁腹中水平钢筋除了能帮助控制裂缝和增强销栓作用外并不能对承担横向（垂直）力发挥什么作用[7.20]。

水平腹筋能增强“混凝土提供的抗剪强度”vc,但却影响不到桁架机构的抗剪强度vs（见公式7.21）。

然而对于深梁，正如在第十三章中将要探讨的，在支座区域内锚固良好的附加水平钢筋却能使拱作用显著增强。

图7.16薄腹架中的裂缝形成情况[7.24]

7.4.3有腹筋梁的抗剪设计

前面已经指出，只要裂缝宽度不是过大，无腹筋梁的抗剪机构，特别是骨料咬合作用就将继续起作用。

故在有腹筋情况下只要腹筋应变并不很大（即箍筋尚未屈服），“梁作用”就还是要承受剪力的。

所以，在箍筋屈服之前或开始屈服时，可以把这两种作用的强度如此叠加起来：

公式7.15或公式7.16已经给出了ACI规定的偏于保守的vc值，这个数值实质上是混凝土关系示于图7.17中。

应当记住，在ACI的规定中是假定斜压杆的倾角α=45°的。

另一种可以采纳的观点[7.24]则认为混凝土提供的强度vc可以忽略不计，而且混凝土斜压杆的倾角是小于45°的，因此会有更多的箍筋跨过可能出现的裂缝（例如见图7.16）。

图7.17中的几条虚线表示了与众不同的α值相对应的关系曲线。

对于大多数梁来说，用这两种方法预测的抗剪强度是很接近的。

在图7.18中把按ACI的设计方法所得的计算结果与Leonhardt和Walther[7.7]试验的梁的受力性能做了对比。

可以看出，ACI低估了混凝土在极限荷载下所提供的强度vc。

图中用虚线表示的是改写成为fs=（vu-vc）/ρv来表示箍筋应力的理论关系式（公式7.23a），其中ρv=Av/sbw图7.18a把按ACI的方法所得的计算结果与四根腹筋相同的梁的试验结果作了比较。

这批梁只是腹板宽度有变化；翼缘宽度与腹板厚度之比在1到6之间变动。

因此可以预料混凝土提供的强度Vc将随腹板厚度的增加而成比例地增长（见公式7.15）。

这一推测已为试验所证实。

持此之外还可以看出，箍筋应力显著上升之前的剪力（前面称做引起斜裂缝的剪力）在箍筋朝屈服强度上升的过程中是保持不变的，即vc几乎保持常量。

4根相同的T形截面梁[7.7]在图7.18中也显示出具有与此相同的性能，其中箍筋在总抗剪强度中所占的理论份额（η=vs/vu）是在27~93%之间变化的。

图7.17箍筋提供的抗剪强度

在每根梁内，无论剪力大小如何，都必须配置至少与vs=50psi（0.35N/mm2）相当的最少腹筋用量[7.2]（公式7.23a）。

同时，为了确保可能出现的每一条裂缝有效地为箍筋所穿过，箍筋的间距s还不应超过d/2。

在可能形成塑性铰之处，箍筋的间距不应大于d/4。

当弯曲受拉钢筋屈服时，由弯曲裂缝延续而成的斜裂缝也就必将有所增长。

在这些部位有混凝土提供的那部分抗剪强度vc应该略去不计，而腹筋应按全部剪力（即vs=vu）配置。

在预计弯矩可能反向时，设置密排的封闭式箍筋就特别重要。

这样的箍筋在抗弯强度充分发挥的部位能为该处的受压混凝土提供约束，并为该处的受压钢筋提供侧向支点。

由于斜向腹筋只是在一个方向有效，因此当荷载可能反向时就不应采用这类腹筋，除非是沿两个方向都设置斜向腹筋。

在本章末尾给出了一个例题，用以具体说明上述原理的应用。

关于剪切问题的其它方面是当它们对结构构件的细部设计有影响时在第十三章中进行讨论的。

外文翻译原文：