第9单元 受扭构件承载力.pptVIP

变角度空间桁架模型的基本假定： (1)混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳 组成桁架的斜压杆，其倾角为?； (2)纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆； (3)忽略核芯混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用。 根据变角空间桁架模型，纯扭截面抗扭承载力为： 配筋强度比z 由于受扭钢筋由箍筋和受扭纵筋两部分钢筋组成，其受扭性能及其极限承载力不仅与配筋量有关，还与两部分钢筋的配筋强度比z 有关。 试验表明，当0.5≤z ≤2.0时，受扭破坏时纵筋和箍筋基本上能达到其屈服强度。但由于配筋量的差别，屈服次序有先后。 《规范》建议取0.6≤z ≤1.7，设计中通常取z =1.0~1.3。 9.2 纯扭构件的承载力计算 bcor b hcor h Acor s b h 《规范》受扭承载力计算公式 为避免配筋过多产生超筋脆性破坏 为防止少筋脆性破坏 设计计算公式 9.2 纯扭构件的承载力计算 ◆ 由空间桁架模型可知，受扭构件的箍筋在整个长度上均受拉力，因此箍筋应做成封闭型，箍筋末端应弯折135°，弯折后的直线长度不应小于5倍箍筋直径。 ◆ 箍筋间距应满足受剪最大箍筋间距要求， 且不大于截面短边尺寸。受扭纵筋应沿 截面周边均匀布置，在截面四角必须布 置受扭纵筋，纵筋间距不大于300mm。 ◆ 受扭纵筋的搭接和锚固均应按受拉钢筋的构造要求处理。 9.2 纯扭构件的承载力计算 抗扭钢筋的构造要求 9.2.4 T形和工形截面纯扭构件承载力计算 将截面划分为几个矩形截面，并将扭矩T按照各矩形分块的截面受扭塑性抵抗矩分配给各个矩形。 腹板 受压翼缘 受拉翼缘 9.2 纯扭构件的承载力计算 9.3 弯剪扭构件 § 9.3 弯剪扭构件的承载力计算 9.3.1 弯剪扭构件的破坏形式 T V T M 扭矩使纵筋产生拉应力，与受弯时钢筋拉应力叠加，使钢筋拉应力增大，从而会使受弯承载力降低。 而扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加，因此承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的承载力。 弯剪扭构件的破坏形态与三个外力之间的比例关系和配筋情况有关，主要有三种破坏形式： 弯型破坏： 当弯矩较大，扭矩和剪力均较小时，弯矩起主导作用。 裂缝首先在弯曲受拉底面出现，然后发展到两个侧面。 底部纵筋同时受弯矩和扭矩产生拉应力的叠加，如底部纵筋不是很多时，则破坏始于底部纵筋屈服，承载力受底部纵筋控制。 受弯承载力因扭矩的存在而降低。 9.3 弯剪扭构件 扭型破坏： 当扭矩较大,弯矩和剪力较小,且顶部纵筋小于底部纵筋时发生。 扭矩引起顶部纵筋的拉应力很大，而弯矩引起的压应力很小，所以导致顶部纵筋拉应力大于底部纵筋，构件破坏是由于顶部纵筋先达到屈服，然后底部混凝土压碎，承载力由顶部纵筋拉应力所控制。 由于弯矩对顶部产生压应力，抵消了一部分扭矩产生的拉应力，因此弯矩对受扭承载力有一定的提高。 但对于顶部和底部纵筋对称布置情况，总是底部纵筋先达到屈服，将不可能出现扭型破坏。 9.3 弯剪扭构件 9.3 弯剪扭构件 剪扭型破坏： 当弯矩较小，对构件的承载力不起控制作用，构件主要在扭矩和剪力共同作用下产生剪扭型或扭剪型的受剪破坏。 裂缝从一个长边（剪力方向一致的一侧）中点开始出现，并向顶面和底面延伸，最后在另一侧长边混凝土压碎而达到破坏。如配筋合适，破坏时与斜裂缝相交的纵筋和箍筋达到屈服。 当扭矩较大时，以受扭破坏为主； 当剪力较大时，以受剪破坏为主。 由于扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加，因此承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的承载力，其相关作用关系曲线接近1/4圆。 9.3 弯剪扭构件 9.3 弯剪扭构件 9.3.2《规范》弯剪扭构件的配筋计算 由于在弯矩、剪力和扭矩的共同作用下，各项承载力是相互关联的，其相互影响十分复杂。为了简化计算，《规范》偏于安全地将受弯所需的纵筋与受扭所需纵筋分别计算后进行叠加，而对剪扭作用为避免混凝土部分的抗力被重复利用，考虑混凝土项的相关作用，箍筋的贡献则采用简单叠加方法。 具体方法如下： 1、受弯纵筋计算 按弯矩单独作用计算受弯纵筋。 2、剪扭配筋计算 对于剪扭共同作用，考虑二者的相关性，用剪扭承载力计算公式（考虑混凝土项相关，箍筋项不相关），计算受剪箍筋以及受扭所需箍筋和纵筋。 3、将上述两种计算结果叠加，即为截面最后配筋。 9.3 弯剪扭构件 混凝土部分承载力相关关系可近似取1/4圆 取 并近似取 bt 混凝土受扭承载力降低系数 bv 混凝土受剪承载力降低系数 剪扭相关性分析 9.3 弯剪扭构件 也可采用AB、BC、CD三段直线来近似相关关系。 AB段，bv = Vc /Vc0≤0.5，剪力的影响很小，取bt = Tc /Tc0 =1.0； CD段，bt = Tc /Tc0≤0.5，扭矩