第五章受扭構(gòu)件課件

電子教案

適用專業(yè)：土木工程（路橋方向）

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第五章受扭構(gòu)件承載力計(jì)算純扭構(gòu)件破壞特征矩形截面純扭構(gòu)件承載力彎、剪、扭構(gòu)件承載力計(jì)算抗扭承載力公式的應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1純扭構(gòu)件破壞特征素混凝土純扭構(gòu)件先在某長(zhǎng)邊中點(diǎn)開裂形成一螺旋形裂縫，一裂即壞三邊受拉，一邊受壓5.1.1純扭構(gòu)件破壞特征受壓區(qū)Tmax裂縫1122T(T)T(T)5.1.1純扭構(gòu)件的破壞特征鋼筋混凝土梁破壞形態(tài)少筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力激增，構(gòu)件破壞適筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開裂，鋼筋屈服，混凝土壓碎，構(gòu)件破壞超筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開裂，混凝土壓碎，構(gòu)件破壞，鋼筋未屈服部分超筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開裂，混凝土壓碎，構(gòu)件破壞，縱筋或箍筋未屈服設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)5.1.2純扭構(gòu)件的開裂扭矩d2d1F2F2F1F1bhb/2b/2彈性材料理想彈塑性材料矩形截面的抗扭塑性抵抗矩，亦可用砂堆比擬導(dǎo)出混凝土材料并非理想彈塑性材料，故可取1.矩形截面純扭構(gòu)件5.1.2純扭構(gòu)件的開裂扭矩bf’bhhf’1’3’2’132用1‘2’3‘填補(bǔ)123簡(jiǎn)化成三棱柱對(duì)T形I形截面的受扭構(gòu)件，可分成若干個(gè)矩形求Tcri。再求和Tcri。劃分矩形的原則：使Wt最大。以T形截面為例同理試驗(yàn)表明，挑出部分不應(yīng)超過翼緣厚度的3倍2.T形、I形截面純扭構(gòu)件5.2矩形截面純扭構(gòu)件承載力TuF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2stF1+F1=Ast1stsT箍筋縱筋裂縫（1）箱形截面：忽略核心區(qū)混凝土的作用（2）變角度空間桁架模型（3）混凝土開裂后不承受拉力（4）忽略混凝土斜桿的抗剪作用（5）忽略縱筋和箍筋的銷栓作用5.2.1計(jì)算基本假定5.2.2承載力計(jì)算分析—剪力流概念hq=TtetebAcor定義剪力流抗扭承載力剪力流中心線所包圍的面積抗扭承載力TuF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2stF1+F1=Ast1stsT箍筋縱筋裂縫5.2.2承載力計(jì)算分析

——縱筋拉力分析

縱筋的拉力：對(duì)隔離體ABCDhcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsthcorctg含一完整斜裂縫的隔離體TuF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2stF1+F1=Ast1stsT箍筋縱筋裂縫hq=TtetebAcor相應(yīng)其它三個(gè)面的隔離體類似分析5.2.2承載力計(jì)算分析

——箍筋拉力分析

hq=TtetebAcorTuF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋縱筋裂縫ABCDhcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsthcorctg對(duì)斜裂縫下半部分的隔離體ABC，隔離體豎向外力合力為0，即箍筋合力等于側(cè)邊剪力流合力。取斜裂縫的下半部分作為隔離體如果配筋適中，箍筋亦可以屈服5.2.2承載力計(jì)算分析縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比hq=TtetebAcorTuF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋縱筋裂縫ABCDhcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsthcorctg縱筋與箍筋配筋強(qiáng)度比消去q5.2.2承載力計(jì)算分析抗扭承載力的計(jì)算公式反映配筋對(duì)抗扭承載力的貢獻(xiàn)，對(duì)任意形狀的薄壁構(gòu)件可導(dǎo)出類似的公式消去hcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsthcorctg5.3彎、剪、扭構(gòu)件承載力計(jì)算內(nèi)在因素：配筋、材料，結(jié)構(gòu)尺寸等。5.3.1彎剪扭構(gòu)件破壞類型11對(duì)稱配筋截面彎-扭相關(guān)曲線外部荷載條件：扭彎比和扭剪比1.對(duì)稱配筋下，扭矩與彎矩的拉應(yīng)力疊加，使抗扭承載力降低。2.非對(duì)稱配筋下，抗扭由配筋少的一側(cè)控制，而彎矩將在該側(cè)產(chǎn)生壓應(yīng)力，抵消一部分扭矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，故抗扭能力有所提高。影響因素5.3.1彎剪扭構(gòu)件破壞類型VMT斜裂縫首先在彎曲受拉的底部開裂，再發(fā)展破壞時(shí)，底部受拉縱筋已屈服1.彎型（受壓區(qū)在構(gòu)件的頂面）扭彎比較小，彎矩起主導(dǎo)作用。破壞類型5.3.1彎剪扭構(gòu)件破壞類型破壞類型VMTV不起控制作用，T/M較大，且As’<As時(shí)由M引起的As’的壓力不足以抵消T引起的As’中的拉力由于As’<As，As’先受拉屈服，之后構(gòu)件破壞2.扭型（受壓區(qū)在構(gòu)件的底面）5.3.2彎、剪、扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式ht1bt2薄壁箱梁有效壁厚折減系數(shù)。簡(jiǎn)化計(jì)算方法：先按彎矩、剪力和扭矩單獨(dú)作用進(jìn)行配筋計(jì)算，然后再把各種相應(yīng)鋼筋疊加進(jìn)行截面設(shè)計(jì)?？紤]剪扭組合的計(jì)算公式抗扭承載力5.3.2彎、剪、扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式ht1bft2截面腹板抗剪寬度考慮剪扭組合的計(jì)算公式抗剪承載力5.3.2彎、剪、扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式適用條件最小配箍率下限值——按構(gòu)造配抗扭鋼筋上限值——防止超筋破壞:最小縱筋率5.4.1基于承載力的截面設(shè)計(jì)*對(duì)于T形截面或I形截面抗扭鋼筋設(shè)計(jì)，要考慮各矩形的抗扭分擔(dān)量。按受扭塑性抵抗矩大小進(jìn)行分配。將截面分成若干個(gè)矩形5.疊加計(jì)算總的箍筋