《混凝土受扭构》PPT课件.ppt

工程学院 第七章 钢筋混凝土受扭构件 工程学院 一、工程实例 工程学院 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 一、工程实例 工程学院 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 工程学院 二、纯扭构件的破坏特征 1.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 工程学院 二、纯扭构件的破坏特征 1.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 工程学院 第一节 矩形截面纯扭构件承载力 b h max b h ft ft ft ft d2 d1 F2 F2 F1F1 b h b/2 b/2 弹性材料理想弹塑性材料 矩形截面的抗扭塑性抵抗矩 开裂扭矩： 工程学院 d2 d1 F2 F2 F1F1 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 开裂扭矩： 工程学院 配筋强度比 抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比 规规范建议议取0.6 1.7，将不会发发生“部分超筋破坏” 设计设计 中通常取 =1.2 受扭计计算中对对称布置在截面周边边的全部抗扭纵纵筋的截面面积积； 受扭纵纵筋的抗拉强度设计值设计值 ； 截面核芯部分的周长长， 工程学院 纯扭构件承载力计算 T F4+F4=Ast4st F3+F3=Ast3st F2+F2=Ast2st F1+F1=Ast1st s T 箍筋 纵筋 裂缝 *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 *纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦 杆和腹杆 *忽略核心混凝土的受扭作用，及钢筋的销 栓作用 计算模型：变角度空间桁架模型 工程学院 抗扭承载力计算公式 考虑混凝土和钢筋的共同贡献， 经回归分析得出实用计算公式 为保证纵、箍筋均能屈服，建议取0.6-1.7， 当 1.7 时，取 =1.7，常用值的区间为1.0 -1.3 箍筋内皮所包围的面积，取截 面尺寸减去保护层厚度算得 工程学院 防止少筋破坏 上限条件： 防止超筋破坏 线性插值 箍筋 纵筋 剪力设计值，对纯扭构件取1 工程学院 第二节 矩形截面剪扭构件承载力 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。 T M T V 工程学院 一、受扭承载力降低系数 为为剪扭构件的混凝土强度降低系数 抗扭砼承载力 抗剪砼承载力 工程学院 试验表明：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，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。 工程学院 剪扭作用时截面的承载力 V 引起的剪 应力 T 引起的剪 应力 只考虑Vc、Tc的相关性，不 考虑Vs、Ts的相关性 得出公式后再用试验验证 工程学院 剪扭作用下受剪承载载力和受扭承载载力计计算公式 受剪承载力： 受扭承载力： 或 工程学院 。 (1)弯型破坏 (2)扭型破坏 第三节 矩形截面弯扭构件承载力 (3)弯扭型破坏 工程学院 。 (1)按受弯构件单独计算在弯矩作用下所需的受弯纵向钢筋截面面积 及 (2)按抗剪承载力计算需要的抗剪箍筋 或 弯扭构件承载力计算 工程学院 (3)按抗扭承载力计算需要的抗扭箍筋 (4)按抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比关系，确定抗扭纵筋 工程学院 (5)按照叠加原则计算抗弯剪扭总的纵筋和箍筋用量 受弯纵筋As和As 抗扭箍筋 ： As As Astl /3 Astl /3 Astl /3 += As + Astl /3 As+ Astl /3 Astl /3 s Ast1 s Asv1 += s Asv1 s Asv1 + s Ast1 抗扭纵筋 ： 抗剪箍筋： 工程学院 第四节 受扭构件的构造要求 1.截面限制条件 当 时时 当时时 当 时时 按线性内插法确定 工程学院 2.构造配筋条件 规规范规规定：对对弯剪扭构件，当符合下列条件时时， 可不进进行构件的受剪扭承载载力计计算，按构造配置纵纵向钢钢筋 和箍筋即可。 工程学院 3. 构造配筋要求 （1）受扭纵筋的最小配筋率 其中当2时，取=2 （2）受剪及受扭箍筋最小配箍率 弯剪扭构件纵筋最小配筋率应取受弯及受扭纵筋最小配筋率叠加值 工程学院 4. 构造要求 （1）纵纵筋 受扭纵纵筋应对应对 称设设置于截面的周边边； 伸入支座长长度应应按充分利用强度的受拉钢钢筋考虑虑。 （2）箍筋 箍筋的最小直径和最大间距要求； 箍筋要采用封闭式。 工程学院 矩形截面构造要求 Ast/3 Ast/3 Ast/3 135 10d 纵筋沿截面均匀布置，否则亦可 能出现局部超筋，对设计可能会 出现不安全的结果