在實(shí)際工程中，我們時(shí)常碰到驗(yàn)算樓板薄弱連接位置（包括細(xì)腰）的面內(nèi)抗剪問(wèn)題。以下為兩個(gè)工程的結(jié)構(gòu)平面圖。從下圖可明顯看到結(jié)構(gòu)布置中的樓板薄弱位置。
樓板協(xié)調(diào)兩側(cè)的主結(jié)構(gòu)時(shí)，面內(nèi)將受到較大的水平力，包括軸力和剪力。樓板面內(nèi)承受拉力或者壓力，相對(duì)來(lái)說(shuō)，比較容易計(jì)算，但面內(nèi)抗剪的問(wèn)題，其實(shí)并不簡(jiǎn)單。通常的做法是，按《混凝》或《高規(guī)》中梁或墻的抗剪承載力計(jì)算公式進(jìn)行復(fù)核。
但這樣做，有無(wú)問(wèn)題呢？它們的抗剪機(jī)理是否一致呢？
先來(lái)看梁的受剪機(jī)理。翻看教材，抗剪破壞分為斜壓破壞、剪壓破壞以及斜拉破壞。
簡(jiǎn)單粗暴（并不準(zhǔn)確）來(lái)說(shuō)，梁的跨高比較小時(shí)，發(fā)生斜壓破壞，這種破壞多發(fā)生在剪力大而彎矩小的區(qū)段，以及腹板很薄的梁內(nèi)。在這種破壞機(jī)制下，受剪承載力取決于混凝土抗壓強(qiáng)度，是斜截面承載力中最大的。
梁的跨高比適中，梁截面中的剪力和彎矩均可能其控制作用，這種破壞由拉區(qū)邊緣的裂縫開(kāi)始，然后延伸形成斜裂縫，剪壓區(qū)高度逐漸減小，當(dāng)最終剪壓區(qū)混凝土破壞，斜截面承載力喪失。
梁的跨高比更大的時(shí)候，截面破壞由彎矩控制，受拉引起的垂直裂縫一旦出現(xiàn)，就迅速向壓區(qū)延伸，斜截面承載力隨之喪失。混凝土樓板承受橫向荷載的破壞模式就屬于這種情況。它的承載力是由彎矩起控制作用，所以，在規(guī)范中，我們主要對(duì)樓板的正截面承載力進(jìn)行計(jì)算，對(duì)斜截面承載力，通過(guò)構(gòu)造措施（比如樓板厚度，跨厚比要求），是可以天然保證的。
無(wú)論是規(guī)范，還是教材，梁的受剪承載力推導(dǎo)均是基于剪壓破壞這種模式得到的。給出的抗剪截面承載力限值，也是基于剪壓破壞的。
但對(duì)跨高比較小的構(gòu)件，比如上面提及的樓板面外抗剪驗(yàn)算，跨高比很多情況下，是小于1.0的，破壞模式應(yīng)該是斜壓破壞才對(duì)。也就是說(shuō)，抗剪承載力上限應(yīng)該更高。另外，斜壓破壞的抗剪承載力計(jì)算公式，是否應(yīng)該有所不同呢
從受力機(jī)制來(lái)看，長(zhǎng)墻肢的面內(nèi)受剪似乎與上文提到的樓板面內(nèi)受剪很接近？如果把剪力墻旋轉(zhuǎn)90°，邊緣構(gòu)件看作梁的話。但是，規(guī)范給出的剪力墻抗剪承載力計(jì)算公式，其實(shí)是兼顧了長(zhǎng)墻肢和短墻肢的，如果按此計(jì)算樓板面內(nèi)抗剪的話，針對(duì)性不強(qiáng)。
那怎么辦呢？
如果要提供計(jì)算依據(jù)的話，個(gè)人認(rèn)為，樓板面內(nèi)抗剪驗(yàn)算與深梁斜截面抗剪驗(yàn)算最接近。
《混規(guī)》附錄給出的深受彎構(gòu)件斜截面受剪承載力計(jì)算公式如下：
這個(gè)公式有什么不同呢？
1）當(dāng)跨高比不大于2.0時(shí)，計(jì)算剪跨比取0.25，也就是說(shuō)，混凝土部分前面的系數(shù)為1.4；如果按梁的公式來(lái)算，此系數(shù)為0.875，按墻來(lái)算，此系數(shù)為0.5.系數(shù)變大的原因，即是“隨著跨高比的減小，剪切破壞模式由剪壓型向斜壓型過(guò)渡，混凝土項(xiàng)在受剪承載力中所占比例增大”。
2）抗剪承載力同時(shí)與水平鋼筋與豎向鋼筋相關(guān)，“當(dāng)跨高比等于5.0時(shí)，只有豎向分布鋼筋（箍筋）參與受剪；而當(dāng)跨高比較?。ㄐ∮?.0，則取2.0）時(shí)，只有水平分布筋能發(fā)揮有限的受剪作用”。以2.0為例，水平鋼筋項(xiàng)前面的系數(shù)為0.5，這一點(diǎn)與梁或墻的抗剪計(jì)算公式有很大不同。
同時(shí)，規(guī)范還對(duì)深受彎構(gòu)件的受剪截面承載力進(jìn)行復(fù)核，換算的剪壓比依然為0.15，依然是偏安全考慮。假定混凝土強(qiáng)度為c30，0.15fc基本與1.4ft相當(dāng)，也就是說(shuō)，抗剪承載力計(jì)算時(shí)，鋼筋的作用基本可以忽略。如果出現(xiàn)抗剪不足，只能增大構(gòu)件截面或者提高混凝土強(qiáng)度。
另外，為了保證面外穩(wěn)定性，規(guī)范還對(duì)高厚比及跨高比限值進(jìn)行了規(guī)定，即不大于25.
“試驗(yàn)表明，當(dāng)僅配有兩層鋼筋網(wǎng)時(shí)，如果網(wǎng)與網(wǎng)之間未設(shè)拉筋，由于鋼筋網(wǎng)在深梁平面外的變形未受到專門(mén)約束，當(dāng)拉桿拱拱肋斜向壓力較大時(shí)，有可能發(fā)生沿深梁中面劈開(kāi)的側(cè)向劈裂型斜壓破壞，故應(yīng)在雙排鋼筋網(wǎng)之間配置拉筋。”樓板配筋，不專門(mén)設(shè)拉筋，從這個(gè)角度來(lái)看，鋼筋的作用不應(yīng)考慮。
以對(duì)3m寬，120mm厚的樓板為例，其最大面內(nèi)抗剪承載力為1.4x120x0.8x3000=403kn.如果要求不出現(xiàn)斜裂縫，規(guī)范也給出了參考值，即0.5ftkxbxh0=288kn.（注意h0=0.8x3m）
如果注意到《抗規(guī)》附錄e關(guān)于“矩形平面抗震墻結(jié)構(gòu)框支層樓板設(shè)計(jì)要求”的一些規(guī)定，我們又會(huì)得到一些新的啟發(fā)。
此處驗(yàn)算的也是樓板面內(nèi)的抗剪承載力。在公式e.1.2中，剪壓比相當(dāng)于0.1/0.85=0.118，是偏保守的，這是由框支層樓板的重要性決定的。公式e.1.3不考慮樓板的混凝土作用，僅按穿過(guò)剪力墻的水平鋼筋驗(yàn)算。這是一個(gè)什么樣的機(jī)理呢？
這種情況考慮的是，地震作用下，混凝土大開(kāi)裂，承擔(dān)傳遞剪力的擔(dān)子全部由鋼筋承擔(dān)。根據(jù)程懋堃大師《創(chuàng)新思維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》所述，按照“剪摩擦”理論計(jì)算時(shí)，受剪面鋼筋fy應(yīng)乘以0.7，我們規(guī)范計(jì)算的鋼筋面積偏小。
那對(duì)本文開(kāi)頭所述的薄弱區(qū)樓板，面內(nèi)最大抗剪承載力能否按剪摩擦理論計(jì)算呢？如果可以，3m寬的板跨，按10@150雙層配筋，最大抗剪承載力為791.28kn.事實(shí)上，在混凝土大開(kāi)裂的情況下，鋼筋是可以提供791.28kn的承載力的，但在這種情況下，樓板（面內(nèi)）剛度大大降低，相當(dāng)于僅由鋼筋構(gòu)成的軟連接（往復(fù)作用下，混凝土?xí)饾u剝落），已無(wú)法協(xié)調(diào)兩側(cè)的結(jié)構(gòu)體共同變形，共同受力，各結(jié)構(gòu)體（參考文章開(kāi)頭的結(jié)構(gòu)平面布置圖）很可能因?yàn)?ldquo;獨(dú)木難支”而失穩(wěn)。這是我們無(wú)法接受的。
所以，對(duì)薄弱區(qū)樓板，面內(nèi)最大抗剪承載力只能為1.4ftbh0，或者考慮為0.15fcbh0.
我看到一些超限報(bào)告在分析中震樓板應(yīng)力一節(jié)，剪應(yīng)力較大的時(shí)候，比如超過(guò)0.15fck，便增配鋼筋（比如將10@150調(diào)整為12@150），全然不顧抗剪承載力的上限值，這其實(shí)是非常不妥當(dāng)?shù)摹?br>