混凝土的破壞有受壓、受拉、受彎、受剪、受扭等形式，在進行混凝土構(gòu)件設(shè)計，如板、基礎(chǔ)、承臺，經(jīng)常會遇到是否要同時驗算沖切和剪切的問題，規(guī)范針對不同的構(gòu)件規(guī)定了必須驗算的內(nèi)容，但是對沖切和剪切概念上，仍有很多地方不甚清楚。 

    沖切又稱沖剪，沖切和剪切的相同點，都是受混凝土抗拉強度控制的45°斜面受剪。不同點是，剪切是正交線荷載作用下形成一個45°剪切平面，呈現(xiàn)截面剪斷；而沖切，是集中荷載作用下形成一個45°剪切錐面，是三維空間曲面，呈現(xiàn)錐體脫落。

    土木君覺得廣東省標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》DBJ15-31-2016對沖切和剪切對敘述比較清晰，特摘錄如下：

    9.2.7條文說明：一般說來，柱下單獨基礎(chǔ)板雙向受力，墻下條形基礎(chǔ)板單向受力，沖切和剪切，其破壞機理類似，承載力均受混凝土的抗拉強度所控制。不同的是剪切破壞面可視為平面，而沖切破壞面則可視為空間曲面，如截圓錐、截角錐或棱臺及其他不規(guī)則曲面等。故剪切又稱單向剪切(one way sherar)；沖切有時候也稱沖剪，又稱雙向剪切(punching, two way shear)。對于雙向受力的柱下單獨基礎(chǔ)應(yīng)驗算控制截面的受沖切承載力，必要時應(yīng)驗算抗剪承載力；對于單向受力的墻下條形基礎(chǔ)只需驗算控制截面的受剪承載力。

    實際工程中有這種情況，由于場地或者柱網(wǎng)布置所限，柱下獨立基礎(chǔ)長邊與短邊之比大于2，基礎(chǔ)底板近乎單向受力，應(yīng)驗算基礎(chǔ)的受剪切承載力。

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007-2011》第8.2. 7條規(guī)定:

8.2.7 擴展基礎(chǔ)的計算應(yīng)符合下列規(guī)定：
    1 對柱下獨立基礎(chǔ)，當(dāng)沖切破壞錐體落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)時，應(yīng)驗算柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力；
    2 對基礎(chǔ)底面短邊尺寸小于或等于柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度的柱下獨立基礎(chǔ)，以及墻下條形基礎(chǔ)，應(yīng)驗算柱(墻)與基礎(chǔ)交接處的基礎(chǔ)受剪切承載力；
    3 基礎(chǔ)底板的配筋，應(yīng)按抗彎計算確定；
    4 當(dāng)基礎(chǔ)的混凝土強度等級小于柱的混凝土強度等級時，尚應(yīng)驗算柱下基礎(chǔ)頂面的局部受壓承載力。

說明：

      當(dāng)沖切破壞錐體落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)時，只需驗算基礎(chǔ)的受沖切承載力;

      當(dāng)沖切破壞錐體不能全部落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)時，需驗算柱與基礎(chǔ)交接處基礎(chǔ)的受剪切承載力。

      而當(dāng)基礎(chǔ)高度較高導(dǎo)致沖切錐不能落在基礎(chǔ)底面以內(nèi)時，實際上變成為剛性基礎(chǔ)，可不驗算基礎(chǔ)的抗剪承載力。

  《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007-2011》第8.2.9條規(guī)定:當(dāng)基礎(chǔ)底面短邊尺寸小于或等于柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度時，應(yīng)按下列公式驗算柱與基礎(chǔ)交接處截面受剪承載力:

8.2.9 當(dāng)基礎(chǔ)底面短邊尺寸小于或等于柱寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度時，應(yīng)按下列公式驗算柱與基礎(chǔ)交接處截面受剪承載力：

V_s≤0.7β_hs?_tA₀  [8.2.9-1]
β_hs＝(800/h₀)^1/4 (8.2.9-2)

      關(guān)于Vs如何取值，卻是一個有爭議的問題?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[GB 50010》是根據(jù)試驗，以支座邊的剪力值即最大剪力值為依據(jù)得出受剪承載力計算公式。而美國混凝土學(xué)會（ACI）《鋼筋混凝土房屋建筑規(guī)范》把受剪驗算截面取在距支座邊h0處。較之支座邊的剪力值即最大剪力值小，但其受剪承載力僅取受沖切承載力的一半。所以《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007-2011》8.2.9條對擴展基礎(chǔ)的受剪承載力計算取支座邊。

    V_s——相應(yīng)于作用的基本組合時，柱與基礎(chǔ)交接處的剪力設(shè)計值(kN)，圖8.2.9中的陰影面積乘以基底平均凈反力；

(a)柱與基礎(chǔ)交接處            (b)基礎(chǔ)變階處
圖8.2.9 驗算階形基礎(chǔ)受剪切承載力示意

    但上式8.2.9-1采用的是薄板單元的抗剪計算公式，沒有考慮厚板對抗剪承載力的有利影響。

    對筏板基礎(chǔ)，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007-2011》規(guī)定:  取用柱(或墻)邊緣考慮底板有效厚度(h0)影響的剪力設(shè)計值(考慮厚板對抗剪的有力影響)，減小了剪力設(shè)計值。

8.4.10 平板式筏基受剪承載力應(yīng)按式(8.4.10)驗算,當(dāng)筏板的厚度大于2000mm時，宜在板厚中間部位設(shè)置直徑不小于12mm、間距不大于300mm的雙向鋼筋網(wǎng)。

V_s≤0.7β_hs?_tb_wh₀ [8.4.10]

式中：V_s——相應(yīng)于作用的基本組合時，基底凈反力平均值產(chǎn)生的距內(nèi)筒或柱邊緣h₀處筏板單位寬度的剪力設(shè)計值(kN)；
      b_w——筏板計算截面單位寬度(m)；
      h₀——距內(nèi)筒或柱邊緣h₀處筏板的截面有效高度(m)。

   

        對樁基承臺，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007-2011》引入了剪切系數(shù)β，增大了基礎(chǔ)抗剪承載力。

8.5.21 柱下樁基獨立承臺斜截面受剪承載力可按下列公式進行計算(圖8.5.21)：

       V≤β_hsβ?_tb₀h₀ [8.5.21-1]
       β＝1.75/(λ＋1.0 )  (8.5.21-2)        

式中：V——扣除承臺及其上填土自重后相應(yīng)于作用的基本組合時的斜截面的最大剪力設(shè)計值(kN)；
      b₀——承臺計算截面處的計算寬度(m)；階梯形承臺變階處的計算寬度、錐形承臺的計算寬度應(yīng)按本規(guī)范附錄U確定；
      h₀——計算寬度處的承臺有效高度(m)；
      β——剪切系數(shù)；
      β_hs——受剪切承載力截面高度影響系數(shù)，按公式(8.2.9-2)計算；
      λ——計算截面的剪跨比，λ_x＝a_x/h₀，λ_y＝a_y/h₀；a_x、a_y為柱邊或承臺變階處至x、y方向計算一排樁的樁邊的水平距離，當(dāng)λ＜0.25時，取λ＝0.25；當(dāng)λ＞3時，取λ＝3。

圖8.5.21 承臺斜截面受剪計算

      從上面公式可以看出，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007-2011》對筏板基礎(chǔ)和樁基承臺都采取了措施來降低基礎(chǔ)高度。而唯獨對于獨立基礎(chǔ)，沒有采取減小截面高度的措施。廣東省標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》DBJ15-31-2016對于獨立基礎(chǔ)的Vs則是取用柱邊緣外擴h0/2處的剪力設(shè)計值，也是減小了剪力設(shè)計值。  

看來廣東地標又走在了前面。

來源：大師講堂