第五章 受扭构件承载力计算.pptVIP

第五章对受扭构件承载力的计算表明，除弯矩m、剪力v外，曲线梁桥的截面上也存在扭矩t。由于弯矩m、剪力v和扭矩t的作用，构件截面将产生相应的主拉应力。当它超过混凝土的抗拉强度时，构件就会开裂。因此，必须配置适量的钢筋(纵向钢筋和箍筋)来限制裂缝的发展，提高钢筋混凝土构件的承载力。1。纯扭转构件的破坏特征和承载力计算。承受弯曲、剪切和扭转的矩形截面构件的承载力计算3。带T形和工形截面的抗扭构件4。具有箱形截面的扭转构件5。结构要求6。概要，目录，1。纯扭转构件的破坏特征和承载力计算。1.1矩形截面纯扭转构件的开裂扭矩1.2矩形截面纯扭转构件的破坏特征1.3纯扭转构件承载力的计算理论1.4 公路桥规矩形截面纯扭转构件承载力的计算1.1矩形截面纯扭转构件的开裂扭矩，理想均匀构件的扭转裂纹从最大主拉应力开始，对于均匀材料，理想扭转裂纹应为螺旋。螺旋裂纹， pt， pt，wt-矩形截面的扭转塑性阻力矩。三角形截面的总剪应力为，从F1到截面中心的距离为，梯形截面的总剪应力为，从F2到截面中心的距离为，只有当塑性应力分布：截面上各点的应力达到强度极限Tcr矩形截面纯扭构件的开裂扭矩时，才达到构件的极限抗扭承载力；根据弹性理论，当主拉应力开裂时，此时的扭矩就是开裂扭矩。ftd混凝土抗拉强度的设计值；矩形截面的扭转塑性阻力矩。混凝土塑性不理想，同时考虑到混凝土在拉压复合应力状态下的抗拉强度低于单向抗拉强度。当荷载产生扭矩时，可以认为混凝土足以承受主拉应力，扭转钢筋可以根据结构的要求设置而无需计算。虽然螺旋筋的抗扭性能最好，但工程中通常采用由箍筋和抗扭纵筋组成的钢骨架来抗扭，这样便于施工，并能沿构件全长承受正负扭矩。对于钢筋混凝土的纯扭构件，开裂前钢筋中的应力很小，开裂后裂缝可连续增加而不立即破坏。随着钢筋数量的不同，有不同的破坏模式。(1)当箍筋和纵筋数量配置得当时，与临界斜裂缝面相交的钢筋会在受压区混凝土被压碎之前屈服。这种破坏具有一定的延性，与配有适当钢筋的梁的延性相似。在设计中，抗扭构件应设计为加强构件。根据配筋数量的不同，受扭构件的破坏模式可分为：适当配筋破坏、较少配筋破坏和过度配筋破坏，(2)配筋数量过少时，配筋破坏较少，一旦配筋开裂，配筋将被拉断，导致构件立即破坏，这是一种类似于受弯构件较少配筋破坏的脆性破坏特征。结构钢筋应在设计中适当配置，以防止较少钢筋的损坏。(3)钢筋过度破坏当箍筋和纵向钢筋过多时，混凝土会在钢筋屈服前被压碎。这是受压时的脆性破坏，类似于受弯构件的过度加固破坏。过钢筋混凝土的损伤可分为部分过钢筋混凝土和完全过钢筋混凝土。部分超筋是指其中一根纵筋或箍筋配置过多而不屈服；然而，完全过度强化意味着此时，当构件损坏时，穿过破坏表面的钢筋会屈服，并且不会发生更少的钢筋或过度钢筋损坏。(3)钢筋强度比在适当的范围内，能保证构件损坏时纵向钢筋和箍筋能达到屈服强度。(4)纵向钢筋对称，沿周边大致均匀布置，箍筋沿构件轴线等距布置。开裂箱形截面受扭构件的应力可与空间桁架相比较：纵筋为受拉弦杆，箍筋为受拉腹杆，斜裂缝之间的混凝土为受压腹杆。箱形截面的剪应力分布可以基于薄壁管理理论，其中T是外部扭矩。q单位长度作用在横截面管壁上的剪切力，称为剪切流；R从扭转中心到管壁中心的距离；A0-剪切流作用下由管壁中心轴包围的横截面积。Acor-这里取构件核心的横截面积，即箍筋内表面包围的面积；-扭矩引起的剪切应力；t-箱形截面侧壁厚度。纵向钢筋的拉力，对于隔离器ABCD，以及对于其他三个边上的隔离器，如果钢筋适中，纵向钢筋可以屈服，箍筋的拉力，对于斜裂缝上半部的隔离器ACD，如果钢筋适中，箍筋可以屈服，纵向钢筋与箍筋的钢筋强度比，纵向钢筋与箍筋的钢筋强度比， 消除了反映钢筋对抗扭承载力贡献的抗扭承载力计算公式Q，对于任意形状的薄壁构件，也可推导出类似的公式。 斜弯理论(自学)和核心混凝土对抗扭性能有一定贡献。此外，混凝土斜裂缝间的骨料互锁效应对抗扭性能也有一定的贡献。基于变角度空间桁架模型，结合试验结果，考虑可靠性能要求，对混凝土承担的抗扭承载力和钢筋(钢筋与斜裂缝之间的混凝土)承担的抗扭承载力进行了分析。给出了计算纯扭构件承载力的半理论和半经验公式。为保证纵筋和箍筋能屈服，建议取0.61.7，当取1.7时，取=1.7，常用取值范围为1.01.2，符号说明见教材P116，其建立在梁扭转塑性破坏的前提下，配以合适的钢筋。该公式的适用条件为：1)抗扭强度(配筋)的上限值，2)抗扭强度(配筋)的下限值，3)纯抗扭构件的配筋率，箍筋、纵向配筋间接限制抗扭配筋的配筋率过大， 以避免可能被混凝土压碎且抗扭钢筋的应力尚未屈服的完全超钢筋构件的扭转脆性破坏，并可不进行抗扭承载力计算，但应配置抗扭钢筋。 为防止开裂后的突然脆性破坏，可根据钢筋混凝土构件的抗扭承载力不小于同截面素混凝土构件的抗扭承载力(即开裂扭矩)的原则，确定纯扭构件的最小配筋率。在不考虑折减系数的情况下，是为了获得较大的最小配筋率。1.纯扭转构件的破坏特征和承载力的计算。承受弯曲、剪切和扭转的矩形截面构件的承载力计算。t型和I型截面4的扭转构件。箱形截面5的扭转构件。结构要求摘要、目录、纯扭转构件在工程中几乎不存在。在工程中，构件经常同时承受轴向力、弯矩、剪力和扭矩。对于钢筋混凝土弯扭构件，轴力对配筋影响不大，可以忽略不计。为了简化计算，在设计中可以分别计算弯曲和剪切共同作用下的配筋，然后叠加。在.下面在拉应力叠加、拉压应力抵消、剪应力抵消、剪应力叠加和弯曲、剪切和扭转的共同作用下，破坏特征承载力、荷载条件、内部因素、扭弯比、扭剪比、kai、构件截面尺寸、配筋和材料强度、型(弯曲型)，受压区在构件顶面，型(剪切和扭转型)， 受压区位于构件的一侧，类型三(扭转型)，受压区位于构件的底面，2.1弯曲、剪切和扭转构件失效类型，类型一(弯曲型)。 受压区位于构件顶面，v无控制作用，T/M小。当配筋适当时，斜裂缝首先在弯曲和拉伸的底部开裂，然后发展。裂缝在两侧分别向背斜方向发展。如底部纵向钢筋不多，顶部混凝土被压碎损坏，承载力受底部纵向钢筋控制，受扭矩影响抗弯承载力降低。如果底部钢筋较大，顶部混凝土将首先被压碎(变脆)，这也是一种弯曲破坏。什么？m没有控制作用，v和t的共同作用增加了混凝土一侧的剪应力，降低了混凝土一侧的应力。剪切应力大的一侧首先受到拉伸开裂，最后被破坏。当t很小时，只发生剪切破坏。对于类型二(剪切扭转型)，受压区位于构件的一侧。由于扭矩和剪切力产生的剪切应力总是叠加在构件的一侧，因此承载力总是小于剪切力和扭矩单独作用时的承载力。当受压区位于扭矩较大、弯矩和剪力较小的构件底面，且顶部纵向钢筋小于底部纵向钢筋时，会出现第三类(扭转型)。由于弯矩在顶部产生压应力，抵消了扭矩产生的部分拉应力，弯矩在一定程度上提高了抗扭承载力。构件的破坏是由于顶部钢筋首先屈服，然后底部混凝土被压碎，承载力由顶部钢筋控制。对于底部和顶部对称的钢筋，在弯曲和扭转的共同作用下，会发生弯曲破坏？扭转故障？一种实用的计算承载力的方法在确定弯曲和扭转钢筋后，弯曲和扭转承载力是分开计算的，而不考虑弯曲和扭转的相关影响。2.2钢筋的弯曲、剪切、扭转和压缩承载力的计算非常复杂，因此很难充分考虑它们之间的相关性并使用统一的相关方程进行计算。因此，规范对复合受扭构件的承载力采用部分相关和部分叠加的计算方法，即混凝土的抗力考虑相关，钢筋的抗力采用叠加的方法。混凝土加固过程是在单独作用下计算钢筋，然后将它们叠加。抗剪和抗扭构件的承载力计算、弯曲、剪切和扭转联合作用下的钢筋计算、剪切和扭转下的钢筋约束、抗扭构件的混凝土对扭转下承载力的贡献、纯抗扭构件的混凝土对扭转下承载力的贡献、抗扭构件的混凝土对剪切下承载力的贡献、纯抗扭构件的混凝土对剪切下承载力的贡献， 介绍了抗剪和抗扭构件承载力的计算，考虑了抗扭和抗剪承载力的相互削弱，抗剪和抗扭构件的抗扭承载力折减系数，抗剪和抗扭构件的VD-剪力组合设计值。 矩形截面的wt-塑性阻力矩、Tc、VC-带腹筋抗剪-抗扭构件中混凝土的扭转和抗剪强度；Tc0，Vc0带腹筋的纯扭转构件和带腹筋的纯弯曲构件中混凝土的抗扭和抗剪强度；无腹筋和有腹筋抗剪受扭构件的试验研究插值，不考虑剪力对抗扭承载力的影响，抗扭箍筋的最小配箍率由纯抗扭构件决定，不考虑扭矩对抗剪承载力的影响，即抗扭箍筋的配筋率为零，插值，计算钢筋在弯曲、剪切和扭转的共同作用下，弯曲纵向钢筋应根据计算受弯构件正常截面承载力所需的钢筋截面面积布置在受拉区的边缘。纵向钢筋和箍筋应根据抗扭构件计算。首先根据抗剪承载力公式得到抗剪箍筋，然后根据公式得到抗扭箍筋，再加上。从钢筋强度(取常用值1.2)，得到扭转纵筋。请注意，扭转纵向肋应均匀对称地布置在矩形截面的外围，纵向肋必须布置在矩形截面的四个角上。注：纵筋配筋率不应小于箍筋的最小配筋率，也不应小于抗剪受扭构件箍筋的最小配筋率。1.纯扭转构件的破坏特征和承载力计算。2.承受弯曲、剪切和扭转的矩形截面构件的承载力计算。3.t形和工形截面的受扭构件。5.箱形截面的扭转构件。施工要求。6.摘要和目录。将横截面分成几个矩形横截面。根据塑性阻力距离计算Tui、和分布。满足腹板的完整性，根据截面的总高度划分腹板，然后划分受压翼缘和受拉翼缘。几种解释表明，带封闭箍筋的翼缘截面的抗扭承载力随着翼缘外伸部分的增加而增加。然而，如果悬垂量太大，连接时法兰和腹板的整体刚度将被削弱，并且法兰在弯曲变形后将容易断裂。因此，法兰的抗扭性会因过度悬垂而降低。对于T形截面在弯、剪、扭共同作用下的截面设计，按受弯构件正截面承载力计算所需的纵筋截面面积可计算如下：根据剪、扭共同作用下的承载力，计算抗剪所需的箍筋和抗扭所需的箍筋和纵筋。对于肋板，考虑了所有剪切力和共享扭矩。对于受压和受拉法兰，不考虑剪力，只考虑共享扭矩，计算基于纯扭转构件。同时，箍筋和纵向钢筋满足纯扭构件的相应规范值。将上述两者叠加得到的纵向钢筋和箍筋的面积。1.纯扭转构件的破坏特征和承载力计算。承受弯曲、剪切和扭转的矩形截面构件的承载力计算。带丁字形和工字形截面的抗扭构件4。具有箱形截面的扭转构件5。结构要求6。概述、目录、P、T、P、偏心力P可分解为中心力P和扭矩T。沿箱形截面周边的剪应力能很好地抵抗扭矩。变高度箱形截面预应力混凝土连续梁桥。回顾受扭构件的设计，不难看出构件的抗扭性主要取决于截面周围的材料，中间芯部材料的抗扭性非常小。在工程中，大型受扭构件通常采用圆形截面(电线杆)或箱形截面(桥梁)。与实心截面相比，它的自重大大减轻，抗扭性能几乎相同。ACI研究表明，箱形梁的抗扭承载力与实心矩形梁相似。当t21/4或t11/4时，按相同外形尺寸的实心矩形截面计算。当1/10t21/4或1/10t11/4时，抗扭承载力降低，a型截面的有效壁厚折减系数减小。当t21/10或t11/10时，th剪切力作用下横截面的主张力、主压力和最大剪应力。混凝土开裂是由达到抗拉强度的拉应力引起的。因此，受扭构件采用承受主拉应力的螺旋钢筋或采用纵向钢筋和箍筋的钢筋形式。根据配筋数量，抗扭构件分为适当配筋、过配筋(或部分过配筋)和欠配筋构件。前者是适用于结构的延性破坏，后者是脆性破坏，在设计中应避免。在弯曲、扭转和剪切作用下，矩形截面结构的应力状态和破坏模式复杂，与截面形状、尺寸配筋和材料强度有关。结构的扭转弯曲比和扭转剪切比之间也有相关性。矩形截面弯扭构件承载力计算：分别按抗弯承载力和抗扭承载力计算，纵筋叠加数和箍筋按扭转计算；矩形截面抗弯、抗剪和抗扭承载力计算：分别按抗弯、抗剪和抗扭计算。纵向