rc05受扭构件计算ppt课件

1、CH.5 受扭构件承载力计算Chap.5 Chap.5 受扭构件受扭构件 5.1 5.1 概述概述 两类受扭构件：两类受扭构件：平衡扭转平衡扭转约束扭转约束扭转 受扭构件是一种少见的基本构件受扭构件是一种少见的基本构件CH.5 受扭构件承载力计算平衡扭转平衡扭转 CH.5 受扭构件承载力计算约束扭转在超静定结构中，扭矩是由相邻构件的变形受在超静定结构中，扭矩是由相邻构件的变形受到约束而产生的，扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有到约束而产生的，扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有关，称为约束扭转关，称为约束扭转约束扭转约束扭转CH.5 受扭构件承载力计算一、开裂前的应力状态一、开裂前的应力状态teWTma

2、xteW截面受扭弹性抵截面受扭弹性抵抗矩抗矩2hbWte b bh hCH.5 受扭构件承载力计算T二、破坏特征二、破坏特征受扭钢筋受扭钢筋纵向受扭钢筋纵向受扭钢筋受扭箍筋受扭箍筋（1 1素混凝土纯扭构件素混凝土纯扭构件素混凝土纯扭构件素混凝土纯扭构件先在某长边中点开裂先在某长边中点开裂形成一螺旋形裂缝，一裂即坏形成一螺旋形裂缝，一裂即坏三边受拉，一边受压三边受拉，一边受压受压区受压区CH.5 受扭构件承载力计算（2 2钢筋混凝土纯扭构件钢筋混凝土纯扭构件T(T)T(T)钢筋混凝土纯扭构件钢筋混凝土纯扭构件开裂前钢筋中的应力很小开裂前钢筋中的应力很小开裂后不立即破坏，裂开裂后不立即破坏，裂缝书

3、不断增加，随着钢缝书不断增加，随着钢筋用量的不同，有不同筋用量的不同，有不同的破坏形态的破坏形态CH.5 受扭构件承载力计算三、破坏形态三、破坏形态随着配置钢筋数量的不同，受扭构件的破坏形态也随着配置钢筋数量的不同，受扭构件的破坏形态也可分为：可分为：适筋破坏、少筋破坏和超筋破坏适筋破坏、少筋破坏和超筋破坏（1 1适筋破坏适筋破坏箍筋和纵筋配置都合适箍筋和纵筋配置都合适与临界斜裂缝相交的钢筋，与临界斜裂缝相交的钢筋，都能先达到屈服。然后混凝土都能先达到屈服。然后混凝土压坏压坏与受弯适筋梁的破坏类似，具有一定的延性与受弯适筋梁的破坏类似，具有一定的延性CH.5 受扭构件承载力计算（2 2少筋破坏

4、少筋破坏当配筋数量过少时当配筋数量过少时一旦开裂，将导致扭转角迅速一旦开裂，将导致扭转角迅速增大，构件随即破坏。增大，构件随即破坏。与受弯少筋梁类似，呈受拉脆性破坏特征与受弯少筋梁类似，呈受拉脆性破坏特征CH.5 受扭构件承载力计算（3 3超筋破坏超筋破坏箍筋和纵筋配置都过大箍筋和纵筋配置都过大在钢筋屈服前混凝土就压坏，在钢筋屈服前混凝土就压坏，为受压脆性破坏。为受压脆性破坏。与受弯超筋梁类似与受弯超筋梁类似（4 4部分超筋破坏部分超筋破坏箍筋和受扭纵筋两部分配置不协调箍筋和受扭纵筋两部分配置不协调CH.5 受扭构件承载力计算5.2 5.2 纯扭构件承载力计算纯扭构件承载力计算一、一、 矩形截

5、面纯扭构件承载力计算矩形截面纯扭构件承载力计算（1 1开裂扭矩开裂扭矩按弹性理论按弹性理论cr,etteTf W ft ft ft45按塑性理论按塑性理论cr,pttTf W crttT. f W 07考虑混凝土的考虑混凝土的弹塑性性质弹塑性性质tW 截面受扭塑性抵抗矩截面受扭塑性抵抗矩tbW( hb)236d2d1F2F2F1F1bhb/2b/2CH.5 受扭构件承载力计算规范规范 受扭承载力实用计算公式受扭承载力实用计算公式yvstuttcorf AT.f W.As 103512（2 2基本公式基本公式ucsTTT T扭矩设计值；扭矩设计值； tf混凝土的抗拉强度设计值；混凝土的抗拉强度设

6、计值；tW截面的抗扭塑性抵抗矩截面的抗扭塑性抵抗矩; ; yvf箍筋的抗拉强度设计值；箍筋的抗拉强度设计值；1stA箍筋的单肢截面面积；箍筋的单肢截面面积； s箍筋的间距；箍筋的间距；corA截面核芯部分的面积，截面核芯部分的面积， corcorcorAbh corb和和corh分别为箍筋内表面计算的截面核芯部分的短边和长边尺寸分别为箍筋内表面计算的截面核芯部分的短边和长边尺寸hcortebcorAcorbhCH.5 受扭构件承载力计算yvycorststlffuAsA1规范规范 建议取建议取0.6z 1.70.6z 1.7，将不会发生，将不会发生“部分超部分超筋破坏筋破坏” ” 。设计中通常

7、取。设计中通常取z =11.2z =11.2 抗扭纵筋与箍筋强度比抗扭纵筋与箍筋强度比stlA受扭计算中对称布置在截面周边的全部抗扭纵筋的受扭计算中对称布置在截面周边的全部抗扭纵筋的截面面积；截面面积； yf受扭纵筋的抗拉强度设计值；受扭纵筋的抗拉强度设计值； coru 截面核芯部分的周长，截面核芯部分的周长， corcorcoru(bh) 2CH.5 受扭构件承载力计算（3 3基本公式适用条件基本公式适用条件sttstyvAf.bsf 028tstlstlyfA.bhf 085wutccwutcch / b,TT. Wfh / b,TT. Wf 4026016防止少筋破坏防止少筋破坏防止超筋

8、破坏防止超筋破坏CH.5 受扭构件承载力计算有效翼缘宽度应满足有效翼缘宽度应满足bfb+6hf bfb+6hf 及及bfb+6hfbfb+6hf的条件，且的条件，且hw/b6hw/b6。二、二、 T T形和工字形截面纯扭构件承载力计算形和工字形截面纯扭构件承载力计算bbfhfhfhwhbf腹板：腹板：twWtWTTW tfftWTTW tfftWTTW 受压翼缘：受压翼缘：受拉翼缘：受拉翼缘：总扭矩总扭矩T T由腹板、受压翼缘和由腹板、受压翼缘和受拉翼缘三个矩形块承担受拉翼缘三个矩形块承担CH.5 受扭构件承载力计算bbfhfhfhwhbfttwtftfWWWW twbW( hb)236fft

9、fhW(bb) 22ftffhW(bb)22CH.5 受扭构件承载力计算三、公式应用三、公式应用矩形截面或箱形截面矩形截面或箱形截面-设计步骤设计步骤已知已知T,b,h,fc,fyT,b,h,fc,fyctcT( . . )W f 01602sttttyvyvcorAT.f Wf b.sf n.f A 103502812否否调整调整b,h. . 1012取取是是yvstcortstlyyf A ufA.bhf sf 1085是是输出结果输出结果是是sttyvAf b.sf n 1028否否tstlyfA.bhf 085否否CH.5 受扭构件承载力计算T形截面或形截面或I形截面形截面-设计步骤设

10、计步骤ctcT( . . )W f 01602. . 1012取取ststtsvtstyvAAf.sAfsbs 111028求求各各矩矩形形：stltststlstlyAfAA.fbh1085由由 、确确定定将截面分成若干个矩形将截面分成若干个矩形tftftwwfftttWWWTT,TT,TTWWW 求求各各矩矩形形扭扭矩矩：CH.5 受扭构件承载力计算【例题1】【解】某矩形截面纯扭构件如图，扭矩设计值某矩形截面纯扭构件如图，扭矩设计值T=8.6kN.mT=8.6kN.m，混凝土强度等级为混凝土强度等级为C30C30，纵筋和箍筋用，纵筋和箍筋用HPB235HPB235级。级。试设计配筋。试设计

11、配筋。2221043130mmNfImmNfCyt/.: 级级钢钢筋筋：；1.1.确定截面几何特征值确定截面几何特征值mmbcor150225200 200400mmhcor350225400 2410255350150mmAcor . bhbWt 362 3621067620040036200mm .CH.5 受扭构件承载力计算2.2.验算截面尺寸验算截面尺寸wh.b365134200cct.f W 02. 602 1 143 667 10kN 193.3.配筋确定配筋确定21. 设设coryvttstAfWfTsA 213501. . 66486 10035 143667 10029412

12、12210 525 10whhmm 040035365tyvf b.f n 143 2000280280191210 2CH.5 受扭构件承载力计算yvstcorstlyf A uAf s 12335170210350150235021021mm )(.分三排放置分三排放置选选),(2471106mm ).(23508mm 选选mmsmms1701712940350 取取,.tyf.bh.mmf 21430850852004004632101708 102 102 102 CH.5 受扭构件承载力计算5.3 5.3 弯、剪、扭构件的承载力计算弯、剪、扭构件的承载力计算扭矩使纵筋产生拉应力，扭矩

13、使纵筋产生拉应力，与受弯时钢筋拉应力叠加，与受弯时钢筋拉应力叠加，使钢筋拉应力增大，从而使钢筋拉应力增大，从而会使受弯承载力降低。会使受弯承载力降低。而扭矩和剪力产生的剪应力总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，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因此承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的承载力。矩单独作用的承载力。TMTV一、概述一、概述CH.5 受扭构件承载力计算 试验表明：在弯矩、剪力和扭矩的共同作用下，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。各项承载力是相互关联的，其相互影响十分复杂。 为了简化，为了简化，规范规

14、范 偏于安全地将受弯所需的纵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；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。用简单叠加方法。CH.5 受扭构件承载力计算剪扭作用下混凝土项的相关关系剪扭作用下混凝土项的相关关系cttV. ( .)f bh 007 15ctttT.f W 035t为剪扭构件的混凝土强度降低系数为剪扭构件的混凝土强度降低系数 tt.VW.Tbh 0151 05均均布布 tt.VW.T

15、bh 0151 021集集中中t. 0510CH.5 受扭构件承载力计算二、弯剪扭作用下受剪承载力和受扭承载力计算公式二、弯剪扭作用下受剪承载力和受扭承载力计算公式 受剪承载力：受剪承载力：svuttyvAV. ( .)f bh.fhs 0007 15125svuttyvA.V( .)f bhfhs 00175151 受扭承载力：受扭承载力：stutttyvcorAT.f W.fAs 103512或或CH.5 受扭构件承载力计算三、公式的适用条件及构造要求三、公式的适用条件及构造要求1 1截面限制条件截面限制条件 当当whb 4时时 cctVT.fbh. W 002508当当whb 6cctV

16、T.fbh. W 00208时时 当当whb 46时时 按线性内插法确定按线性内插法确定 CH.5 受扭构件承载力计算 2构造配筋条件 规范规范 规定：对弯剪扭构件，当符合下列条件规定：对弯剪扭构件，当符合下列条件时，可不进行构件的受剪扭承载力计算，按构造时，可不进行构件的受剪扭承载力计算，按构造配置纵向钢筋和箍筋即可。配置纵向钢筋和箍筋即可。ttfWTbhV7 . 00CH.5 受扭构件承载力计算3. 3. 构造配筋要求构造配筋要求（1 1受扭纵筋的最小配筋率受扭纵筋的最小配筋率stl,mintstl,minyAfT.bhVb f 06VbT其中当其中当22时时, ,取取VbT= 2= 2（

17、2 2受剪及受扭箍筋最小配箍率受剪及受扭箍筋最小配箍率 sv,mintsv,minyvAf.bsf 028 弯剪扭构件纵筋最小配筋率应取受弯及受扭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纵筋最小配筋率叠加值 CH.5 受扭构件承载力计算4. 4. 构造要求构造要求（1 1纵筋纵筋受扭纵筋应对称设置于截面的周边；受扭纵筋应对称设置于截面的周边； 伸入支座长度应按充分利用强度的受拉钢筋考虑。伸入支座长度应按充分利用强度的受拉钢筋考虑。（2 2箍筋箍筋箍筋的最小直径和最大间距要满足规箍筋的最小直径和最大间距要满足规范要求；范要求；箍筋要采用封闭式。箍筋要采用封闭式。箍筋带箍筋带13

18、5135的弯钩，当采用复合箍时，的弯钩，当采用复合箍时，位于内部的箍筋不应计入受扭箍筋的面积位于内部的箍筋不应计入受扭箍筋的面积Astl /3 Astl /3Astl /3CH.5 受扭构件承载力计算T T形截面或形截面或I I形截面形截面-配筋构造配筋构造CH.5 受扭构件承载力计算四、弯剪扭构件计算方法确定四、弯剪扭构件计算方法确定1.1.当当 或或 时，可按受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件时，可按受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力分别进行计算。的受扭承载力分别进行计算。( (忽略忽略V)V)tV.f bh 0035t.Vf bh 008751ttWfT175. 02.2

19、.当当 时，可按受弯构件的正截面受时，可按受弯构件的正截面受弯承载力和斜截面的受剪承载力分别进行计算。弯承载力和斜截面的受剪承载力分别进行计算。( (忽略忽略T)T)3.3.其它情况按弯剪扭构件进行承载力计算。其它情况按弯剪扭构件进行承载力计算。CH.5 受扭构件承载力计算五、矩形截面弯剪扭构件计算步骤五、矩形截面弯剪扭构件计算步骤2.2.按受弯构件单独计算在弯矩作用下所需的受弯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纵向钢筋截面面积 及及sAsA 3.3.按抗剪承载力计算需要的抗剪箍筋按抗剪承载力计算需要的抗剪箍筋svAs1svuttyvAVV. ( .)f bh.fhs 0

20、007 151251.1.截面尺寸和是否计算配箍验算截面尺寸和是否计算配箍验算cctTV.f. Wbh 002508tt. VW.Tbh 015051105tV.f bh 0035如如果果ttTV. fWbh007CH.5 受扭构件承载力计算4.4.按抗扭承载力计算需要的抗扭箍筋按抗扭承载力计算需要的抗扭箍筋stAs1stutttyvcorATT.f W.fAs 103512stlA5.5.按抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比关系，确定抗按抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比关系，确定抗扭纵筋扭纵筋ystlstcoryvfAsAuf 1 . 112ttT.f W 0175如如果果CH.5 受扭构件承载力计算6.

21、6.按照叠加原则计算抗弯剪扭总的纵筋和箍筋用量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受弯纵筋AsAs和和AsAs抗扭箍筋抗扭箍筋Ast1/sAst1/sNoImage+=+=抗扭纵筋抗扭纵筋AstlAstl抗剪箍筋抗剪箍筋Asv1/sAsv1/sAsAsAstl /3Astl /3Astl /3As+ Astl /3As+ Astl /3Astl /3Asv1 /sAst1 /sAsv1 /sAsv1 /s+Ast1 /sCH.5 受扭构件承载力计算【例题1】【解】如图所示矩形梁，混凝土选用如图所示矩形梁，混凝土选用C25C25，钢筋全部，钢筋全部I I级。安全等级二级。级。安全等

22、级二级。计算配筋。计算配筋。M=90kN.m,T=12kN.m,V=100kNM=90kN.m,T=12kN.m,V=100kN2505001.1.确定截面几何特征值确定截面几何特征值corbmm250252200corhmm500252450corAmm 42200 4509 10 bhbWt 362 .mm 2632503 5002501302 106hmm 050035465 corumm 2 2004501300CH.5 受扭构件承载力计算2.2.截面尺寸和是否计算配箍验算截面尺寸和是否计算配箍验算tTV. Wbh 008. 63612 10100 1008 1302 10250465

23、.N / mm 22102tTVWbh 0cc.f.N / mm 2025025 1 1192975t. f.N / mm 20707 1270899.63612 10100 101302 10250 465.N / mm 21782截面尺寸合适且计算配箍验算截面尺寸合适且计算配箍验算3.3.确定计算方法确定计算方法t.f bh.kNVkN 0035035 127 250 4655167100TkN m 12tt.f W.kN m 601750175 127 1302 102894V,TV,T不可忽略不可忽略wh.b4651864250CH.5 受扭构件承载力计算4.4.计算抗弯纵筋计算抗弯纵筋201bhfMcs . 6290 1010 119250 465sb. 0140426ss. 09240hfMAyss mm. 6290109950 9242104655.5.计算受