punching shear是什么意思，punching shear的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

冲切剪切（Punching Shear） 是土木工程，特别是钢筋混凝土板结构设计中的一个关键力学概念。它指的是当集中荷载（如柱或支座）作用于平板或基础时，在荷载作用点周围局部区域发生的脆性剪切破坏模式。其核心特征和机制如下：

1. 破坏形态：破坏并非发生在整个截面上，而是在集中荷载作用点（如柱头或柱脚）周围形成一个斜向的、大致呈截头圆锥体（或棱锥体）的破裂面。这个破裂面从加载面向下（或向上）延伸，贯穿板厚，最终导致荷载作用区域（柱帽下方）的混凝土块体与周围板体分离脱落，如同被“冲切”出来一般。 (示意图：冲切剪切破坏锥体)

2. 与普通剪切的区别：普通剪切（如梁的剪切）通常考虑沿构件整个横截面的剪应力分布。而冲切剪切是一种局部效应，其破坏面是三维的、环绕荷载作用点的斜截面，其周长和面积取决于荷载作用区域的尺寸和板的有效高度。

3. 发生位置：最常见于无梁楼盖（平板结构）的柱顶或柱底区域，以及独立基础或筏板基础的柱/墙脚位置。这些位置由于荷载集中且板在垂直方向缺乏梁的约束，抗冲切能力较弱。

4. 力学机制：当柱传递荷载到板时，板会在柱周围区域产生很高的剪应力和主拉应力。如果板在该区域的抗剪能力不足（主要由混凝土承担），斜裂缝会沿着最大主拉应力方向（约45度）迅速发展并连通，形成连续的冲切破坏锥面，导致结构突然失效。钢筋（主要是箍筋或弯起钢筋）在此区域的作用是限制裂缝开展和提供额外的抗剪能力。

5. 影响因素：

   • 混凝土抗拉强度：混凝土的抗拉强度是抵抗冲切破坏的主要因素。
   • 板的有效高度 (d)：板厚越大（d越大），潜在的破坏锥体周长越大，抗冲切能力越强。
   • 荷载作用区域尺寸：柱或支座尺寸越大，潜在的破坏锥体周长也越大。
   • 配筋：配置抗冲切钢筋（如箍筋、弯起钢筋、型钢剪力键）可以显著提高抗冲切承载力。
   • 边界约束：边缘柱或角柱的约束条件比内柱弱，抗冲切能力通常较低。
   • 开孔：靠近柱的开孔会削弱板的抗冲切能力。

6. 设计意义：由于冲切破坏是脆性的、突然发生的，且可能导致灾难性后果，因此在板柱节点和基础设计中，验算和保证足够的抗冲切承载力是强制性要求。各国混凝土设计规范（如ACI 318, Eurocode 2都提供了详细的抗冲切承载力计算方法和构造要求，通常包括：

   • 验算混凝土自身提供的抗冲切承载力（Vc）。
   • 若Vc不足，则计算需要配置的抗冲切钢筋提供的承载力（Vs），并满足总承载力（Vn = Vc + Vs）大于设计剪力（Vu）。
   • 规定抗冲切钢筋的类型、布置范围和构造细节。

权威参考来源：

1. ACI 318-19: Building Code Requirements for Structural Concrete - 美国混凝土协会规范，第22.6章专门规定抗冲切设计。 (来源：American Concrete Institute)
2. Eurocode 2: Design of concrete structures — Part 1-1: General rules and rules for buildings - 欧洲规范2，第6.4章规定抗冲切设计。 (来源：European Committee for Standardization)
3. fib Model Code for Concrete Structures 2010 - 国际结构混凝土协会模型规范，包含先进的抗冲切理论和设计方法。 (来源：International Federation for Structural Concrete)
4. 《混凝土结构设计原理》 (如过镇海等著) - 经典教材，系统阐述冲切破坏机理和设计方法。 (来源：高等教育出版社)
5. "Punching Shear of Structural Concrete Slabs" (Technical Report, University of Cambridge) - 学术机构对冲切问题的深入研究综述。 (来源：University of Cambridge, Department of Engineering)
6. "Construction and Design of Reinforced Concrete Flat Slabs" (Industry Best Practice Guide) - 工程实践中对抗冲切设计的应用要点。 (来源：Institution of Structural Engineers / Concrete Society)

网络扩展资料

Punching Shear 是工程力学和结构设计中的专业术语，指在集中荷载作用下，板、基础或其他平面构件在支撑区域周围发生的剪切破坏现象。以下是详细解释：

1. 定义与机理
   Punching Shear（冲剪应力）指当集中荷载（如柱子对楼板的压力）作用于结构构件时，构件在荷载作用点周围形成环状剪切应力区，导致材料沿斜截面发生锥形破坏。这种破坏通常表现为构件局部被“冲穿”，形成类似圆锥形的裂缝或断裂面。

2. 应用场景
   常见于以下工程场景：

   • 混凝土结构：如楼板与柱连接处、独立基础与柱交接区域。
   • 钢结构：在节点连接处或受集中荷载的钢板中。
   • 复合结构：如灌浆连接的海上导管架与桩基（参考提到的案例）。

3. 影响因素

   • 荷载大小：集中荷载越大，冲剪应力越显著。
   • 材料强度：混凝土抗拉强度、钢筋配置等直接影响抗冲剪能力。
   • 几何尺寸：构件厚度（如提到的有效厚度）和荷载作用面积。

4. 工程意义
   在结构设计中需专门验算抗冲剪承载力，通常通过增加板厚、设置抗剪钢筋或配置柱头托板等方式增强抗冲剪能力，防止突发性脆性破坏。

公式示例（混凝土规范中冲剪应力计算）：
$$ V{Rd,c} = C{Rd,c} cdot k cdot (100 rhol f{ck})^{1/3} cdot d $$
其中，$C_{Rd,c}$为系数，$k$为尺寸效应因子，$rhol$为配筋率，$f{ck}$为混凝土抗压强度，$d$为有效高度。

如需进一步了解具体设计规范或案例，可参考结构工程手册或专业文献。

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