加载破坏过程

为便于描述，规定加载以推为正，拉为负。图2.9~图2.16为对角主斜裂缝发展前、后各试件裂缝分布情况及各试件破坏形态。图中，竖向和水平方向分别表示连梁净跨和截面高度。

（1）试件CB1

试件CB1为普通混凝土对角斜筋连梁，跨高比为1，为R/FRC试件CB3的对比试件。荷载加至+80kN（相应的弦转角θ=1/7502）时，受拉角区出现长约10cm的弯曲裂缝；荷载加至+120kN（θ=1/3750）时，腹板左侧跨中偏下位置首先出现细长的斜裂缝。荷载加至-120kN（θ=1/612）时，连梁端部出现多条弯曲裂缝，长约10～20cm；荷载加至+160kN（θ=1/652）时，连梁腹部斜裂缝开始不断延伸；荷载加至+200kN（θ=1/1538）时，连梁腹板出现长约40cm的斜裂缝，荷载无法继续增加；荷载加至-200kN（θ=1/309）时，连梁端部受拉区出现斜裂缝，并逐渐向腹板与端块相交方向延伸；随着荷载增大，腹板中间斜裂缝不断延伸、加宽，并出现新的对角斜裂缝，剪切斜裂缝逐渐发展为起控制作用的斜裂缝。当θ=1/242时，腹部对角斜裂缝变宽，试件裂缝开展加速，并发出沙沙声（图2.9a、b）。加载至θ=1/141，拉方向斜裂缝快速开展，最宽处约1mm；之后继续加载至θ=1/109时，裂缝突然急剧开展。斜裂缝最大宽度达5mm。连梁“X”形斜裂缝交汇处混凝土剥落。反向加载至θ=1/63，试件不能稳定地承受水平荷载，发生破坏（图2.9c、d）。

图2.9 试件CB1对角主斜裂缝出现前试件裂缝分布情况（ln/h=0.75，θ=1/127）

（2）试件CB2

试件CB2基体材料为FRC，跨高比为0.75。加载至+200kN（θ=1/1023）时，在对角方向出现首条斜裂缝。加载至-200kN（θ=1/672）时，连梁腹板上、下端部分别出现了长约7cm的弯曲裂缝，并在腹板跨中偏上位置出现了长约15cm的斜裂缝；随着荷载加大，斜裂缝开展；加载至+240kN（θ=1/625）时，连梁腹板角部沿对角方向出现长约18cm的对角斜裂缝；加载至-240kN（θ=1/616）时，腹板斜裂缝延伸，并沿另一对角方向对称出现长约18cm的对角斜裂缝；加载至+280kN（θ=1/425）时，腹板中部出现长约13cm的对角斜裂缝，腹板中部偏上出现长约30cm的斜裂缝，腹板角部出现长约10cm斜裂缝；加载至-280kN（θ=1/459）时，腹板中部出现少量细小斜裂缝；加载至+320k N（θ=1/357）时，对角斜裂缝变长，且出现多条沿对角线方向的细长剪切裂缝，在较长剪切裂缝周围产生许多细小裂缝，剪切斜裂缝发展为起控制作用的斜裂缝。加载至-320kN（θ=1/357）时，另一方向对角斜裂缝延伸、相接，形成长约30cm的对角斜裂缝，并在腹板边缘出现多条沿对角方向的细小斜裂缝；加载至+360kN（θ=1/292）时，出现多条细小弯曲裂缝，在较长剪切裂缝周围产生了更多的细小裂缝；加载至-360kN（θ=1/375）时，另一方向对角斜裂缝延伸、相接，形成长约30cm的对角斜裂缝，并在腹板边缘出现多条沿对角方向的细小剪切裂缝；随着荷载加大，原有裂缝延伸，并不断出现新的斜裂缝，但裂缝均未加宽。加载至+560kN （θ=1/151）时，连梁端块开始出现大量细长斜裂缝与弯曲裂缝。由于该试件跨高比小且斜筋面积大，故承载力较大，当加载至630kN （θ=1/127）时，加载臂出现平面外扭转，不能继续加载，试验停止，试件未发生破坏。试验结束时裂缝分布情况如图2.10所示。

图2.10 试件CB2对角主斜裂缝出现前试件裂缝分布情况（ln/h=0.75，θ=1/127）

（3）试件CB3

试件CB3基体材料为FRC，跨高比为1。加载至+120kN（θ=1/517）时，连梁端部首先出现第一条水平裂缝，长约10cm；加载至-120kN（θ=1/822）时，在连梁端部出现一条长约8cm的水平裂缝；当荷载达到-160kN（θ=1/546）时，从试件左下侧出现3条裂缝；加载至-200kN（θ=-1/377）时，对角拉方向出现首条斜裂缝；荷载加载至+240kN（θ=1/274）时，在对角推方向出现首条斜裂缝。加载至-240kN（θ=1/270）时，对角斜裂缝继续开展；在加载到+280kN（θ=1/174）时，正反方向均出现长约30cm的对角斜裂缝；在加载到-280kN（θ=1/207）时，下端块产生长裂缝，斜裂缝继续开展。随着荷载加大，斜裂缝继续增多，对角斜裂缝开展；继续加载，连梁表面均匀出现沿对角方向的剪切裂缝，在较长剪切裂缝周围产生了许多细小裂缝，剪切斜裂缝发展为起控制作用的斜裂缝。加载至-510kN （θ=1/63）时，裂缝开展加速，并产生大量细而密的新裂缝，斜筋屈服，对角斜裂缝延伸（图2.11）。加载至-510kN（θ=1/63）时，拉方向斜裂缝快速开展，最宽处约1mm，构件进入位移控制阶段。当加载到θ=1/26时，腹部出现基本贯通的交叉斜裂缝，裂缝最宽达7mm。θ=1/18时，试件开始逐渐丧失承载能力，裂缝最宽处达到10mm。最终由于试件箍筋配置过少，对斜筋约束不足，导致在剪切裂缝贯通后，斜筋外凸，试件剪切破坏。破坏时，连梁中部偏下破坏程度较为严重，原因可能是随着荷载增大，加载刚臂产生了一定变形，导致实际水平力加载线上移，偏离跨正中截面，使得施加在连梁下端的弯矩比上端弯矩稍大。试件CB3最终破坏形态如图2.12所示。

图2.11 试件CB3对角主斜裂缝出现前试件裂缝分布情况（ln/h=1，θ=1/63）

图2.12 试件CB3破坏形态（ln/h=1，θ=1/18）

（4）试件CB4

试件CB4基体材料为FRC，跨高比为1.25。加载至-160kN（θ=1/439）时，在连梁端部左下角（受拉侧）首先出现弯曲裂缝，长约6cm；加载至+200kN（θ=1/600）时，从试件右侧边缘处（受拉侧）出现一条斜裂缝；加载至-200kN（θ=1/341）时，试件拉方向出现多条对角斜裂缝，长5～20cm；加载至-240kN（θ=1/251）时，连梁下端块出现3条斜裂缝；加载至+280kN（θ=1/344），腹板对角方向均出现斜裂缝。随着荷载的增加，在对角斜裂缝附近出现许多细小裂缝；沿对角方向的剪切裂缝在整个墙面均有出现，且在较长剪切裂缝周围产生了许多细小裂缝。加载至+360kN（θ=1/223）时，沿连梁对角方向裂缝延伸，随着荷载的增加，逐渐形成“X形”交叉斜裂缝，剪切斜裂缝发展成起控制作用的斜裂缝。加载至+480kN（θ=1/104）时，在已有斜裂缝两侧出现了细而密的短小斜裂缝；加载至-480kN（θ=1/108）时，裂缝继续延伸，并呈现明显的多裂缝开展现象。加载至-509kN（θ=1/69）时，试件裂缝开展加速，产生大量裂缝，裂缝细而密（图2.13），试件进入位移控制阶段。加载至θ=1/39，推、拉方向均出现基本贯通的斜裂缝，试件裂缝通透，裂缝最大宽度达7mm。随着荷载增大，裂缝宽度不断增大，当推方向弦转角达到1/19，拉方向达到1/18时，最终由于试件箍筋配置过少，对斜筋约束不足，导致在剪切裂缝贯通后，斜筋外凸，试件开始丧失了承载能力，停止加载。试件破坏时，裂缝最大宽度达到17mm，基体材料FRC没有剥落现象。试件CB4最终破坏形态如图2.14所示。

图2.13 试件CB4对角主斜裂缝出现前试件裂缝分布情况（ln/h=1.25，θ=1/69）

图2.14 试件CB4破坏形态（ln/h=1.25，θ=1/18）

（5）试件CB5

试件CB5基体材料为FRC，跨高比为1.5。加载至+80kN（θ=1/928）时，在连梁端部左下角（受拉侧）首先出现1条弯曲裂缝，长约3cm，加载至+120kN（θ=1/672）时，该弯曲裂缝向内延伸至10cm；加载至-120kN（θ=1/677）时，连梁端部中间出现细小弯曲裂缝；加载至+160kN（θ=1/481）时，连梁端部外侧出现细小斜裂缝；随着荷载增大，连梁端部出现较多的弯曲裂缝。加载至-240kN（θ=1/250）时，连梁腹板对角方向出现斜裂缝；随着荷载增加，整个连梁腹板上出现较多的细小斜裂缝。加载至-400kN（θ=1/98）时，沿对角方向的剪切裂缝在整个墙面均有出现，在较长剪切裂缝周围产生了许多细小裂缝，呈现明显的多裂缝开展现象。加载至+556kN（θ=1/41）时，试件裂缝开展加速，大量裂缝产生，裂缝细而密，逐渐形成“X形”交叉斜裂缝，剪切斜裂缝发展成起控制作用的斜裂缝（图2.15），试件进入位移控制阶段。加载至θ=1/23，产生基本贯通的对角斜裂缝，墙体裂缝通透，裂缝最大宽度达6mm。继续加载，承载力下降，位移增大，最终由于试件箍筋配置过少，对斜筋约束不足，导致在剪切裂缝贯通后，斜筋外凸，试件逐渐丧失承载能力，停止加载。试件破坏时，裂缝最大宽度达到16mm，基体材料FRC没有剥落现象。试件CB5最终破坏形态如图2.16所示。

图2.15 试件CB5对角主斜裂缝出现前试件裂缝分布情况（ln/h=1.5，θ=1/41）

图2.16 试件CB5破坏形态（ln/h=1.25，θ=1/23）