第五章 受扭构件承载力.ppt

第五章 受扭构件承载力 第5章 受扭构件承载力 第5章 受扭构件承载力 第5章 受扭构件承载力 第5章 受扭构件承载力 第5章 受扭构件承载力 第5章 受扭构件承载力 第5章 受扭构件承载力 第5章 受扭构件承载力 * * 5. 钢筋混凝土受扭构件承载力计算 1. 受扭构件：构件截面中有扭矩存在的构件，仅有扭矩作用的构件叫纯扭构件，工程中较少遇到纯扭构件，一般为弯扭构件或弯剪扭构件。 2. 计算原理：以抗弯、抗剪强度计算理论和纯扭构件计算理论为基础建立起来的计算公式。 5.1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 5.1.1（素混凝土）纯扭构件的开裂扭距 如果纯扭构件承受的扭矩设计值比素混凝土的开裂扭矩还要小，不必进行抗扭计算，按构造配置抗扭钢筋即可，因此我们先来看看素混凝土能承受多大的扭矩，由于素混凝土一旦开裂就会迅速破坏，故混凝土的开裂扭矩就是混凝土能够承受的扭矩。 由于材料有一定的塑性性能，不能认为截面中某一点的应力达到了破坏强度截面就会破坏，由于塑性的影响会在截面内部产生应力重分布，使得原来应力较小的点继续承受外力的作用，按弹性理论计算的扭矩太小，而按理想的塑性理论计算的扭矩太大，故《规范》按下式计算： 5.1.2钢筋混凝土受扭构件的破坏特征 扭矩在构件中引起的主拉应力迹线与构件轴线成450角，通常最合理的抗扭配筋应沿450方向布置螺旋箍筋，螺旋箍筋在受力上只能适应一个方向的扭距，而在实际中，扭矩在构件全长中改变方向的情形是很少的，当扭矩改变方向时，螺旋箍筋也须改变方向，这在构造上很困难，故在实际结构中，一般都采用横向箍筋与纵向钢筋组成的空间骨架来承担扭距。 ?少筋破坏：配筋过少或箍筋间距过大，破坏过程急速、突然，破坏扭距基本等于抗裂扭距，属脆性破坏。 适筋破坏：配筋适量，裂缝出现并不立即破坏，在构件表面形成多条大体近于450倾角的螺旋裂缝，当其中一条裂缝所穿越的纵向钢筋及箍筋达到屈服后，该裂缝向相邻面迅速延伸，并在最后一个面上形成受压面破坏，明显的塑性特征。???? 超筋破坏：缝多而密，扭矩取决于截面尺寸和混凝土抗压强度，具有脆性特征。 5.1.3矩形截面钢筋混凝土纯扭构件承载力计算 （1）受扭承载力 基本公式 ζ应满足： 0.6≤ζ≤1.7 其中：ucor——截面核心部分周长 ucor=2(bcor+hcor) Acor=bcor*hcor（截面核心部分的面积） AStl——纵向抗扭钢筋面积（全部对称配置） ASt1——箍筋的单直截面面积 T——扭矩设计值 T——构件受扭承载力设计值 fyv——箍筋的抗拉强敌设计值 (2)抗扭配筋的上、下限 上限（防配筋过多，取决于混凝土的强度和截面尺寸） 当hw/b ≤4时， Tmax=0.2βcfcWt T/Wt≤0.2fcβc 当hw/b（hw/tw）=6 时， Tmax=0.16βcfcW t T/Wt≤0.16βcfc 当4＜hw/b（hw/tw）＜6时，按内插法确定； 式中：Tmax——纯扭构件所能承担的扭距的上限； βc——混凝土强度影响系数； W t——截面抗扭塑性抵抗距； b——矩形截面宽度，T形或工形腹宽 。 hw——T形截面腹板高度，矩形截面取h0 下限（防少筋） 纯纽构件最小配筋率：ρsv≥ρsv，min=Asv/bs=0.28ft/fyv 纵向受力钢筋的最小配筋率：ρtl≥ρtl , min=Astl ，min/bh=0.85ft/fy 如：hw/b＜6,且T/Wt≤0.7ft时，按构造配抗扭钢筋。 5.2弯、剪、扭构件承载力计算 （1）破坏特征 弯型破坏：受压区在构件的顶面（顶受压，底受拉）。发生在剪力很小，弯距与扭矩比值较大，底部钢筋多于顶部钢筋。 扭型破坏：受压区在构件的一个侧面（一侧受压，另一侧受拉）主要由 扭矩产生，发生在剪力很小，弯矩与扭矩比值较大且上部钢筋较小时。 扭剪型破坏：受压区在构件的底面，发生在弯矩很小，剪力与扭矩较大，主要由剪力和扭矩而引起。 （2）计算思路 以纯扭构件为基础，将弯矩、剪力、扭矩作用分别进行计算。 即①计算弯矩作用下的纵向钢筋需求量， ②计算在剪力作用的箍筋需求量（此时要考虑扭矩的存在对抗剪能力的降低，用降低系数在抗剪计算公式中反应）； ③计算抗扭纵向钢筋和箍