钢筋砼结构及砌体结构课件(按新规范1.ppt

1,第七章 受扭构件承载力计算,本章提要 ： 本章介绍纯扭、剪扭、弯扭及弯剪扭构件的承载力计算方法及相应的构造要求，并附有雨篷的设计计算实例。,第七章 受扭构件承载力计算,2,第一节 概述,第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算,第三节 弯剪扭构件承载力计算,第四节 雨 篷,第七章 受扭构件承载力计算,3,第七章 受扭构件承载力计算,定义 受扭构件：截面上具有扭矩作用的构件。 分类 按受力状态：纯扭构件、剪扭构件、弯扭构件和弯剪扭构件。 纯扭构件很少，一般为弯剪扭构件。 应用 吊车梁、框架中的边梁、雨蓬梁等，均为弯剪扭构件，如图示。,第一节 概 述,4,第七章 受扭构件承载力计算,5,第七章 受扭构件承载力计算,一、开裂扭矩 1开裂前的受力性能 构件处于弹性工作段，截面上的应力分布如图b示。 当 达到 时，构,第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算,件出现垂直于主拉应力方向，与构件轴线成45角度的 裂缝。,6,第七章 受扭构件承载力计算,2矩形截面开裂扭矩 1）按弹性理论，开裂扭矩 ： 式中 分别为截面的短边和长边； 截面受扭弹性抵抗矩； 与比值 有关的系数。 一般 =0.25。,7,第七章 受扭构件承载力计算,2）按塑性理论，截面上的剪应力为均匀分布，如图c所示。塑性极限扭矩 ： 式中 截面受扭塑性抵抗矩。 3）混凝土开裂扭矩介于 和 之间，取,8,第七章 受扭构件承载力计算,二、纯扭构件承载力计算 1.配筋方式 采用封闭受扭箍筋与沿周边均匀布置的受扭纵筋。 2.破坏形态 1)适筋破坏。受扭箍筋和受扭纵筋配置均适量，纵筋及箍筋均可达到屈服强度，混凝土最后被压碎，破坏呈塑性特征，属于延性破坏。 2)少筋破坏。受扭箍筋和受扭纵筋配置过少或配筋间距过大，构件受压破坏，属于脆性破坏。 3)超筋破坏。受扭箍筋和纵筋配置均过多，纵筋和箍筋均未达到屈服强度，混凝土被压碎而破坏。具有脆性性质。,9,第七章 受扭构件承载力计算,4）部分超筋破坏。受扭纵筋和箍筋的配筋量或强度相差较大，破坏时其中一种钢筋屈服，具有一定的延性。 规范用受扭纵筋和箍筋的配筋强度比值防止部分超筋破坏。即符合 的要求。一般取 。,10,第七章 受扭构件承载力计算,截面核心部分的周长； 分别为箍筋内表面范围内截面核心部分的长边和短边尺寸，如图示。,11,第七章 受扭构件承载力计算,3.承载力计算公式 根据适筋破坏形态，矩形截面纯扭构件的承载力计算公式为 式中 扭矩设计值； 截面核心面积， 。,12,第七章 受扭构件承载力计算,4.计算公式的适用条件 (1)上限。为防止超筋破坏，构件截面应符合下列条件： 当 时 当 时 当 时，按线性内插法确定。 式中 和 的取值与第四章受剪截面限制条件相同。 当不满足上式时，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。,13,第七章 受扭构件承载力计算,(2)下限。 为防止少筋破坏，受扭箍筋和纵筋应分别满足最小配筋率的要求： V为剪力设计值，对纯扭构件V =1.0； 当 2.0时，取 。,14,第七章 受扭构件承载力计算,5.简化计算 当符合下式要求时， 可不进行受扭承载力计算，需满足最小配筋率的要求。 6.构造要求 1）受扭箍筋。封闭式，末端135弯钩，弯钩端头直线长度不应小于10d(d为箍筋直径)，间距符合第四章第三节箍筋最大间距和最小直径要求。 2）受扭纵筋。沿截面周边均匀布置，截面四角必须设置纵筋，间距不应大于200mm和截面短边长度。纵筋接头与锚固按受拉钢筋处理。,15,第七章 受扭构件承载力计算,一、扭矩对受弯、受剪构件承载力的影响 1. 承载力相关性的概念 受弯构件同时受扭矩作用时，构件受弯承载力降低；受剪力和扭矩同时作用的构件，承载力低于剪力或扭矩单独作用的承载力；称为承载力相关性。 2. 承载力相关性的考虑 1）对弯扭构件，不计相关性，按受弯与受扭分别计算所需纵筋，然后叠加的简化方法。,第三节 弯剪扭构件承载力计算,16,第七章 受扭构件承载力计算,2）对剪扭构件，采用混凝土受扭承载力降低系数 来考虑剪扭共同作用的影响。 的计算公式为 对集中荷载作用下的独立剪扭构件，应考虑剪跨比 的影响，计算公式为 为计算截面的剪跨比，取值同前。,17,第七章 受扭构件承载力计算,计算得出的值，当 1时，取 =1。 二、矩形截面弯剪扭构件承载力计算 1.计算思路 纵向钢筋按受弯、受扭构件承载力分别计算，然后叠加配置。箍筋按剪扭构件的受剪、受扭承载力分别计算，统一考虑配置。,18,第七章 受扭构件承载力计算,2.承载力计算 受扭承载力 受剪承载力 对集中荷载作用下独立剪扭构件：,19,第七章 受扭构件承载力计算,1）求得单侧箍筋用量 和 后，叠加得单肢箍筋总用量，据此选用箍筋的直径和间距。 2）受弯纵筋应布置在截面的受拉区，受扭纵筋沿截面核心周边均匀、对称布置，截面纵向钢筋布置如图示。,20,第七章 受扭构件承载力计算,3.忽略剪力或扭矩的情况 1）符合下式要求： 可不进行剪扭承载力计算，按构造配置箍筋和受扭钢筋，但需进行受弯纵筋的计算。 2）当剪力小于无腹筋梁所能承担剪力的一半时，即 或集中荷载为主的构件，符合下式要求时， 可忽略剪力，按受弯承载力和受扭承载力分别进行计算。,21,第七章 受扭构件承载力计算,3) 当扭矩小于混凝土所能承担扭矩的一半时，即 可忽略扭矩，按受弯承载力和受剪承载力分别进行计算。,22,第七章 受扭构件承载力计算,4.公式适用条件 1)为避免超筋破坏，截面尺寸应满足： 当 时 当 时 当 时，按线性内插确定。 当不满足上式时，应加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。 2)为避免少筋破坏，同样需满足式最小配筋率及构造要求。,23,第七章 受扭构件承载力计算,三、设计计算方法 以钢筋混凝土雨蓬设计计算为例说明。,24,第七章 受扭构件承载力计算,1.雨篷的组成 雨篷板、雨篷梁。 2.雨篷的破坏形式 雨篷板在跟部发生受弯破坏； 雨篷梁受弯、剪、扭发生破坏； 雨篷发生整体倾覆破坏。 3.雨篷的计算内容 雨篷板的正截面承载力计算； 雨篷梁在弯矩、剪力、扭矩共同作用下的承载力计算。 雨篷整体抗倾覆验算。,第四节 雨 篷,25,第七章 受扭构件承载力计算,4.雨篷板的设计 1）构造要求 雨篷板根部厚度一般为1/10的挑出长度，且不小于70mm；板端部厚度不小于60mm。板中受力钢筋必须伸入雨篷梁并满足锚固长度要求，分布筋按构造要求设置，如图。 2）设计计算 雨篷板承受恒荷载(包括自重、粉刷等)和均布活荷载，还应考虑沿板宽每隔1m布置一个1.0kN的施工或检修集中荷载，如图。雨篷板按受弯构件设计。,26,第七章 受扭构件承载力计算,5.雨篷梁的设计 1）构造要求 雨篷梁宽一般与墙厚相同，其高度应按承