混凝土结构设计原理教学课件作者关萍第8章课件.pptVIP

学习要求 ①理解矩形截面纯扭构件受力特点和破坏形态； ②掌握纯扭构件承载力计算方法； ③ 理解混凝土剪扭承载力相关关系，掌握弯剪扭共同作用下构件承载力计算方法； ④熟悉受扭构件的构造要求。 8.4 压弯剪扭构件承载力计算 1.受剪承载力 2.受扭承载力 （8-29） （8-30） 第8章 受扭构件承载力计算 8.1 概述 1.扭转的类型 平衡扭转： 协调扭转： 雨蓬梁，吊车梁 平面折梁，边框架主梁 2.两类扭转的差别： 平衡扭转的扭矩不随构件的刚度变化而变 化，而协调扭转的扭矩与刚度变化相关。 3.实际构件受扭的情况： 纯扭、剪扭、弯扭、弯剪扭 ––– 梁 地震荷载作用下的角柱承受扭矩 ––– 柱 8.2 纯扭构件受扭承载力计算 一、试验研究 1.裂缝出现前，扭矩——扭转角曲线为直线。 2.裂缝出现后，带有裂缝的砼和钢筋共同组成新的受力体系，其中砼受压、受扭纵筋和箍筋受拉。 3.钢筋砼构件截面的开裂扭矩比相应的素砼构件提高10~30%。 4.受扭构件的破坏形态 （1）少筋破坏 （2）适筋破坏 （3）部分超筋破坏 （4）超筋破坏 二、纯扭构件的开裂扭矩 试验表明： 当?tpft，长边中点先裂，然后延伸至上、下短边，形成三面开裂、一面受压的状态。 T ? ?tp 按照塑性理论分析，认为材料塑性充分发展，  全截面从表面至中心达到?max所计算的开裂扭矩： （8-1） 按弹性理论分析，开裂扭矩为 但砼并非理想塑性材料，故实际梁的开裂扭矩介于弹性分析和塑性分析结果之间。为实用方便，开裂扭矩近似采用理想弹塑性材料的应力分布图形进行计算，并对砼抗拉强度适当降低（规范取0.7） Wt为矩形截面的受扭塑性抵抗矩 （8-3） （8-2） 对于T形、I形截面： 三、矩形截面纯扭构件受扭承载力计算 1.纯扭构件受扭承载力计算模型 变角度空间桁架模型的基本假定： 砼只承受压力，具有螺旋形裂缝的砼外壳组成桁架的斜压杆； 纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆； 忽略核心砼的受扭作用和钢筋的销拴作用。 抗扭配筋的形式 最理想的配筋方式是左靠近表面处设置呈45°走向 的螺旋形钢筋，但施工不便且反向扭矩失效。 可分解为竖向(箍筋)和水平(纵筋)组成抗扭骨架。 受扭 要配抗扭钢筋 开裂 形成大约45°方向的螺旋式裂缝 实验表明：两种钢筋要有效发挥抗扭作用，应控制两者的用量比。 实验表明：当0.5 ? ? ? 2.0，两者可以发挥作用。 规范规定： 0.6 ? ? ? 1.7， ? ＞ 1.7时，取? =1.7; 当? = 1.2， 纵筋和箍筋的用量比最佳。 （8-5） 2.纯扭构件受扭承载力计算公式 以变角空间桁架模型为理论基础，确定有关基本变量，根据大量实测数据回归分折的经验公式： 式中 ?1 = 0.35 ，?2 = 1.2 （8-8） （8-7） （8-6） 四、T形、I形和箱形截面纯扭构件的受扭承  载力计算 1． T形和I形截面纯扭构件 （8-9） 可将其截面划分为几个矩形截面进行配筋计算，划分的各矩形截面所承担的扭矩值，按各矩形截面的受扭塑性抵抗矩与截面总的受扭塑性抵抗矩的比值进行分配的原则确定，并分别按式(8-8)计算受扭钢筋。 腹板： 受压翼缘： 受拉翼缘： （8-11） 2.箱形截面纯扭构件 式中  （8-12） 8.3 弯剪扭构件承载力计算 一、弯剪扭构件的破坏形式 1.弯型破坏 2.扭型破坏 3.剪扭型破坏 弯剪扭共同作用下钢筋砼构件扭曲截面承载力计算，与纯扭构件相同，主要以变角度空间桁架模型为基础。 二、剪扭相关性 1．剪扭承载力相关关系 由于剪力的存在，抗扭承载力降低 由于扭矩的存在，抗剪承载力降低 Vc/Vc0 Tc/Tc0 A B C D E 1.5 1.0 0 0.5 1.0 1.5 ?t 1.5 – ? t 0.5 从图中看出，无腹筋构件的剪、扭相关性符合1/4圆规律。 有腹筋梁，认为混凝土部分提供的抗扭、抗剪承载力之间也符合1/4圆相关性。 用三折线代替1/4圆弧线，相关系数?t 1)当Vc?0.5Vco即Vc ? 0.35ftbh0 ，忽略剪力的影 响，按纯扭公式计算；由抗扭确定箍筋数量。 2)当Tc ? 0.5Tco即Tc?0.175ftWt ，忽略扭矩的影 响，按抗剪公式计算；由抗剪确定箍筋数量。 3)当0.5Tc/Tco?1.0或0.5Vc/Vco?1.0时，要考虑剪扭相