第八章混凝土结构设计原理受扭构件承载力.pptVIP

第 8 章 受扭构件扭曲截面受力性能与设计 纯扭构件的破坏特征 圆形截面受扭构件 矩形截面受扭构件 材料力学——弹性材料→长边中点处最大主拉应力达时开裂 裂缝呈45°连续螺旋状 三边受拉开裂，一边受压，呈空间螺旋扭曲面 矩形截面钢筋混凝土纯扭构件的受扭性能 抗扭钢筋： 箍筋 纵筋 沿周边均匀布置 破坏形态： a 当箍筋与纵筋适当时，发生适筋受扭破坏；纵筋、箍筋先屈服，后混凝土被压碎 。 b 当钢箍与纵筋配置过少，或箍筋间距过大，其破坏与素混凝土构件破坏相似，呈脆性破坏，称为少筋受扭破坏（限制最小配筋率和最大箍筋间距）。 c 当两种钢筋均过量时，混凝土被压碎，为脆性破坏，称为超筋受扭破坏（限制最大配筋率或最小截面尺寸）。 纯扭构件的开裂扭矩 （1）矩形截面纯扭构件 矩形截面纯扭构件开裂扭矩：近似等于素混凝土受扭构件，且最大主拉应力发生在截面 长边的中点 《混凝土结构设计规范》偏于安全地取 : 受扭构件截面受扭塑性抵抗矩 混凝土既非弹性材料，又非理想塑性材料，是介于二者之间的弹塑性，《规范》引入折减系数0.7。 （2）T形、Ⅰ形截面纯扭构件 （3）箱形截面 纯扭构件的受扭承载力 （1）纯扭构件的力学模型 空间桁架模型 （2）纯扭构件的受扭承载力 矩形截面: ——混凝土的抗扭能力 。 ——箍筋抗拉强度设计值。 ——箍筋单肢截面面积。 ——箍筋间距。 ——受扭纵筋与箍筋的强度比（沿截面核心周长单位长度内的抗扭纵筋与沿构件长度方向单位长度内的单侧抗扭箍筋强度之比）。 规范规定： 值取值范围为0.6≤ ≤1.7 当 1.7时，取1.7 = 1.2 最佳 T形、I形截面受扭构件承载力 将截面划分为几个矩形截面，分别进行承载力计算每个矩形截面的扭矩设计值按受扭塑性抵抗矩比例分配： 腹板 受压翼缘 受拉翼缘 箱形截面受扭承载力 受扭纵向钢筋：四角应布置，周边均匀对称布置。 受扭箍筋：封闭式，末端做成135o弯钩。 剪扭构件承载力计算 由无腹筋剪扭构件的试验得知其相关关系大致为1/4圆： 为了简化计算，规范将1/4圆简化为三线段，由图可以看出 矩形剪扭构件承载力计算试验证明，当构件中既有剪力、又有扭矩作用时，构件的抗剪承栽力及抗扭承载力均有所降低。 矩形截面一般剪扭构件受剪及受扭承载力表达式分别为： 对集中荷载作用下的独立剪扭构件： 弯剪扭构件承载力计算 （1）截面尺寸限制条件及构造配筋要求 a 截面尺寸限制条件 保证结构的截面尺寸及混凝土材料强度不致过小，使结构在破坏时混凝土不首先压坏。 当 时， 当 时， 当 时，按线性内插法确定。 b 构造配筋界限 时 ， 可按最小配筋率配筋 c 最小配筋率 规范在试验分析的基础上，对钢筋混凝土弯剪扭构件，规定了箍筋和纵筋的最小配筋率： 箍筋的配筋率应满足： 纵向钢筋的配筋率应满足： 当 ；对箱形截面构件，式中的 应以 代替。 （2）弯剪扭构件的承载力计算 混凝土考虑剪扭的相关性；纵向钢筋分别按受弯构件的正截面受弯承载力和剪扭构件的受扭承载力计算，面积叠加；箍筋分别按剪扭构件的受剪和受扭承载力计算，面积叠加。具体叠加方法见下表： 压弯剪扭矩形截面框架柱承载力计算 在轴向压力、弯矩、剪力和扭矩的共同作用下，矩形截面钢筋混凝土截面框架柱的受剪扭承载力按下列公式计算： a 受剪承载力： b 受扭承载力： 拉弯剪扭矩形截面承载力计算 在轴向拉力、弯矩、剪力和扭矩的共同作用下，矩形截面钢筋混凝土截面框架柱的受剪扭承载力按下列公式计算： a 受剪承载力： b 受扭承载力： 例题8-1