混凝土结构设计原理(沈蒲生)6第六章1：受扭构件承载力

1、混凝土结构设计原理湖南大学土木工程学院混凝土结构设计原理湖南大学&第六章 钢筋混凝土受扭构件承载力计算湖南大学特点：弯、剪、扭构件 混凝土结构设计原理.第六章6.1概概 述述（一）土木工程中常见的受扭构件（一）土木工程中常见的受扭构件湖南大学平衡扭转：平衡扭转：扭转由荷载引起，内扭矩为平衡外扭矩所 必需。如上述各梁。协调扭转或附加扭转：协调扭转或附加扭转：扭转由变形引起，并由变形连续 条件所决定。如与次梁相连的边框主梁等。 混凝土结构设计原理.第六章（二）平衡扭转与协调扭转（二）平衡扭转与协调扭转本章主要讨论平衡扭转计算。协调扭转可用构造钢筋或内力重分布方法处理。湖南大学抗弯 受拉区纵

2、筋抗剪 箍筋或箍筋+弯筋抗扭 箍筋+沿截面周边均匀布 置的纵筋，箍筋与纵筋的比例 要适当。 纯扭剪扭 土木工程中少见弯扭弯剪扭：土木工程中常见 混凝土结构设计原理.第六章（三）抗扭钢筋的形式（三）抗扭钢筋的形式（四）受扭构件分类（四）受扭构件分类湖南大学1理想弹塑性材料纯扭构件理想弹塑性材料纯扭构件混凝土结构设计原理.第六章6.2建筑工程中受扭构件承载力计算建筑工程中受扭构件承载力计算（一）纯扭构件承载力计算（一）纯扭构件承载力计算湖南大学塑性状态下能抵抗的扭矩为： ttuWfT = （1） 式中 tW 截面抗扭塑性抵抗矩， 对于矩形截面：)3(62tbhbW-= （2） h 为截面长边边长，

3、 b 为截面短边边长。 2素砼纯扭构件素砼纯扭构件 tt7 . 0WfT = （3） 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学sAAfwfTcor1styvtt2 . 135. 0z+=（4） 式中 s 箍筋间距； st1A 抗扭箍筋单肢截面面积； corA 截面核心部分面积，corcorcorhbA=； z 抗扭纵筋与抗扭箍筋的配筋强度比值， cor1styvstyuAfsAfl=z（5） 3钢筋砼纯扭构件钢筋砼纯扭构件 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学lAst 全部抗扭纵筋的截面面积； coru 截面核心部分周长，)(2corcorcorhbu+=。 为了保证抗扭纵筋和抗扭箍筋都能充分被利用，

4、要求： 7 . 16 . 0z （6） 设计时， 可先按式(6)假定一个z值， 然后由式 （4） 求1stA，再由式（5）求lAst。 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学1剪扭相关性剪扭相关性 剪力的存在会降低截面的抗扭能力，扭矩的存在会降低截面的抗剪能力 （ttco0tco35. 0,7 . 0WfTbhfV=） 混凝土结构设计原理.第六章（二）剪扭构件承载力计算（二）剪扭构件承载力计算湖南大学规范经简化后的结果为： （1） 当5 . 0/cocTT时，即tt175. 0WfT 时， 可忽略扭矩影响，按纯剪构件设计； （2） 当5 . 0/cocVV时，即0t35. 0bhfV 时， 可忽略

5、剪力影响，按纯扭构件设计； （3） 当tt175. 0WfT 和0t35. 0bhfV 时， 要考虑剪扭的相关性。 2考虑剪扭相关性的计算考虑剪扭相关性的计算 混凝土结构设计原理.第六章0vsv1yvt0t25. 1)5 . 1 (7 . 0hsnAfbhfV+-=b （7） tcor1styvttt2 . 135. 0sAAfWfTzb+ （8） =湖南大学式中 tb 剪扭构件中砼受扭承载力降低系数， 0tt5 . 015 . 1TbhVW+=b （9） 当5 . 0tb时，取5 . 0t=b；当0 . 1tb时，取0 . 1t=b。 特点：(1) 规范变全线段剪扭相关为部分线段相关； (2

6、) 承载力降低在砼的抗剪和抗扭上。 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学若为集中荷载下的独立梁，式（ 7）应改为： 0vsv1yv0tt)5 . 1 (175. 1hsnAfbhfV+-+bl （10） 式中 0tt) 1(2 . 015 . 1TbhVW+=lb （11） （三）弯扭构件承载力计算（三）弯扭构件承载力计算 不考虑弯扭相关性，分别按纯弯和纯扭构件计算和配筋，然后将钢筋叠加。 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学弯矩 按纯弯构件计算剪力 按剪扭构件计算，扭矩 验算是否要考虑剪扭相关性。分别计算，然后将钢筋叠加。 混凝土结构设计原理.第六章（四）弯剪扭构件承载力计算（四）弯剪扭构件承载

7、力计算湖南大学 （1）弯矩按纯弯计算； （2）剪力由腹板单独承受； （3）扭矩由翼缘和腹板共同承受。 混凝土结构设计原理.第六章（五）（五）T形和形和I形截面弯剪扭构件形截面弯剪扭构件 1计算原则：计算原则：湖南大学2扭矩分配扭矩分配 腹板 TWWTttww= （12） 受压翼缘 TWWTttff= （13） 受拉翼缘 TWWTttff= （14） 式中： )3(62twbhbW-= （15） )(2f2ftfbbhW-= （16） )(2f2ftfbbhW-= （17） 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学tftftwtWWWW+= （18） 截面各部分受力： 翼 缘 纯扭 腹 板 剪扭 全截

8、面 弯剪扭 分别配筋再叠加。 1纯扭纯扭 混凝土结构设计原理.第六章(六六) 箱形截面箱形截面湖南大学sAAfWfTcorst1yvtth2 . 135. 0z+ （19） hwh5 . 2bt= （20） )2(36)2()3(6whw2whhh2httbhtbbhbW-=（21） 式中 h 箱形截面壁厚系数，当h1.0 时， 取h=1.0； wt 箱形截面壁厚，其值不应小于7/hb。 z值仍按公式(9)计算，且应符合7 . 16 . 0z的要求。当7 . 1z时，取7 . 1=z。 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学2剪扭剪扭 (1) 一般剪扭构件 0svyv0tt25. 17 . 0)5

9、 . 1 (hsAfbhfV+-b （22） sAAfWfTcorst1yvttth2 . 135. 0zb+ （23） (2) 集中力作用下的独立剪扭构件 0svyv0tt175. 1)5 . 1 (hsAfbhfV+-lb （24） sAAfWfTcorst1yvttth2 . 135. 0zb+ （25） 式中，tb按式(11)计算，tW应以htW代替。 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学3弯剪扭构件 像矩形、T 形和 I 形截面一样，弯矩按纯弯构件计算，剪力和扭矩按剪扭构件计算。 4压弯剪扭构件 0svyv0tt07. 0175. 1)5 . 1 (hsAfNbhfV+-lb （26）

10、 sAAfWANfTcorst1yvttt2 . 1)07. 035. 0(zb+ （27） 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学混凝土结构设计原理.第六章湖南大学（3） 纵筋的配筋率应不小于受弯时的最小配筋率与受扭时的最小配筋率之和。 3可按构造配置抗扭纵筋和箍筋的条件 tt07 . 0fWTbhV+ （32） 4构造要求 受扭箍筋应采用封闭式箍筋，做法见下图。 受扭纵筋应对称设置于截面周边，角点处应有纵筋。 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学混凝土结构设计原理.第六章6.3公路桥梁工程中受扭构件承载力计算公路桥梁工程中受扭构件承载力计算（一）矩形和箱形截面纯扭构件（一）矩形和箱形截面纯扭构件

11、湖南大学vcorsv1svttdad02 . 135. 0sAAfWfTzb+ （33） 式 中ab 箱 形 截 面 有 效 壁 厚 折 减 系 数 ， 当btb25. 01 . 02或hth25. 01 . 01时 ， 取bt2a4=b或ht1a4=b两 者 较 小 值 ； 当bt25. 02和ht25. 01取0 . 1a=b。 对矩形截面，取0 . 1a=b。 tW 截面受扭塑性抵抗矩， 矩形截面 )3(62tbhbW-= 箱形截面 )2()2( 36)2()3(612212ttbthtbbhbW-= 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学svf 箍筋的抗拉强度设计值，按附表10-6 采用，

12、但取值不大于 280MPa。 z 抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比，7 . 16 . 0z。 按公式（ 33）计算的箱形截面构件应满足bt1 . 02硙和ht1 . 01硙的条件。 （二）矩形和箱形截面剪扭和弯剪扭构件（二）矩形和箱形截面剪扭和弯剪扭构件 1剪扭构件剪扭构件 不考虑剪扭相关性，剪力、扭矩分别计算。抗扭按下式计算： vcorsv1svttdtad02 . 135. 0sAAfWfTzbb+ （34） 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学式中 tb 剪扭构件砼抗扭承载力降低系数， 0dtdt5 . 015 . 1bhTWV+=b （35） 当tb1.0 时，取tb=1.0。 2弯剪扭构件 弯矩按纯弯计算，剪力和扭矩也分别计算再叠加。 （三） 矩形和箱形截面受扭构件截面尺寸应满足的条件 kcu,3td00d0106 . 0fWTbhV-+ （36） 混凝土结构设计原理.第六章湖南大学（四）可不进行构件抗扭承载力计算的条件 td3td00d0105 . 0fWTbhV-+ （37） （五）配筋要求 1箍筋的配筋率 （1）剪扭构件 ccff+-)055. 0)(12(sdcdtsvb （38） 式中，c 值当采用 R235 级钢筋时为 0.0018；当采用HRB335 级