第八章 构件扭曲截面性能 混凝土结构基本的 原理ppt.pptVIP

八、弯扭作用时截面的承载力 V M T h0 b h As’ As 弯扭构件的抗扭承载力 纯扭构件的抗扭承载力 弯扭构件的抗弯承载力 纯弯构件的抗弯承载力 As’受拉屈服 As受拉屈服 r=1 r=2 r=3 第八章 构件扭曲截面性能与计算 同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林 一、工程实例 平衡扭转——静定问题 约束扭转——超静定问题 受扭构件中通常也配置纵筋和箍筋以抵御扭矩 二、纯扭构件的破坏特征 1. 素混凝土纯扭构件 ?Tmax 裂缝 ?1 ?1 ?2 ?2 T(?T) T(?T) 受压区 素混凝土纯扭构件 先在某长边中点开裂 形成一螺旋形裂缝，一裂即坏 三边受拉，一边受压 二、纯扭构件的破坏特征 2. 钢筋混凝土纯扭构件 T(?T) T(?T) 钢筋混凝土纯扭构件 开裂前钢筋中的应力很小 开裂后不立即破坏，裂缝可以不断增加，随着钢筋用量的不同，有不同的破坏形态 二、纯扭构件的破坏特征 2. 钢筋混凝土纯扭构件 破坏形态 少筋破坏： 裂后钢筋应力激增，构件破坏 适筋破坏： 裂后钢筋应力增加，继续开裂，钢筋屈服，混凝土压碎，构件破坏 超筋破坏： 裂后钢筋应力增加，继续开裂，混凝土压碎，构件破坏，钢筋未屈服 部分超筋破坏： 裂后钢筋应力增加，继续开裂，混凝土压碎，构件破坏，纵筋或箍筋未屈服 设计时应避免出现 三、纯扭构件的开裂扭矩 1. 矩形截面纯扭构件 d2 d1 F2 F2 F1 F1 b h b/2 b/2 理想弹塑性材料 混凝土材料并非理想弹塑性材料，故可取 三、纯扭构件的开裂扭矩 2. T形、 I形截面纯扭构件 bf’ b h hf’ 1’ 3’ 2’ 1 3 2 ? 用1‘2’3‘填补123 简化成三棱柱 对T形I形截面的受扭构件，可分成若干个矩形求Tcri。再求和?Tcri 。 划分矩形的原则：使Wt最大。 以T形截面为例 同理 试验表明，挑出部分不应超过翼缘厚度的3倍 三、纯扭构件的开裂扭矩 3. 闭口薄壁纯扭构件 砂堆体积 = 相应实心砂堆体积 – 将空心部分 看作是实心而得的砂堆体积 得出Wt 四、矩形截面纯扭构件承载力 1. 基本假定 Tu F4+F4?=Ast4?st F3+F3?=Ast3?st F2+F2?=Ast2?st F1+F1?=Ast1?st s ?T 箍筋 纵筋 裂缝 ? *箱形截面：忽略核芯区混凝土的作用 *空间桁架 *混凝土开裂后不承受拉力 *忽略混凝土斜杆的抗剪作用 *忽略纵筋和箍筋的销栓作用 四、矩形截面纯扭构件承载力 2. 承载力计算分析 Tu F4+F4?=Ast4?st F3+F3?=Ast3?st F2+F2?=Ast2?st F1+F1?=Ast1?st s ?T 箍筋 纵筋 裂缝 ? h q = ?Tte te b Acor 定义剪力流 抗扭承载力 剪力流中心线所包围的面积 抗扭承载力 四、矩形截面纯扭构件承载力 2. 承载力计算分析 纵筋的拉力 h q = ?Tte te b Acor Tu F4+F4?=Ast4fy F3+F3?=Ast3fy F2+F2?=Ast2fy F1+F1?=Ast1fy s ?T 箍筋 纵筋 裂缝 ? A B C D hcor hcor cos? Nd B D F2 ?d q F1 ? qhcor A C s ? Nst hcor cot? 含一完整斜裂缝的隔离体 对隔离体ABCD 相应其他三个面的隔离体 四、矩形截面纯扭构件承载力 2. 承载力计算分析 纵筋的拉力 h q = ?Tte te b Acor Tu F4+F4?=Ast4fy F3+F3?=Ast3fy F2+F2?=Ast2fy F1+F1?=Ast1fy s ?T 箍筋 纵筋 裂缝 ? A B C D hcor hcor cos? Nd B D F2 ?d q F1 ? qhcor A C s ? Nst hcor cot? 含一完整斜裂缝的隔离体 如果配筋适中，纵筋可以屈服 四、矩形截面纯扭构件承载力 2. 承载力计算分析 箍筋的拉力 h q = ?Tte te b Acor Tu F4+F4?=Ast4fy F3+F3?=Ast3fy F2+F2?=Ast2fy F1+F1?=Ast1fy s ?T 箍筋 纵筋 裂缝 ? A B C D hcor hcor cos? Nd B D F2 ?d q F1 ? qhcor A C s ? Nst hcor cot? 对斜裂缝上半部分的隔离体ACD 取斜裂缝的上半部分作为隔离体 如果配筋适中，箍筋亦可以屈服 四、矩形截面纯扭构件承载力 2. 承载力计算分析 纵筋与箍筋的配筋强度比 h q = ?Tte te b Acor