混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理-6.1-2-3純扭構(gòu)件課件

第6章受扭構(gòu)件6.1概述第6章受扭構(gòu)件承載力計(jì)算

TorsionMembers6.1概述受扭構(gòu)件也是一種基本構(gòu)件兩類(lèi)受扭構(gòu)件：平衡扭轉(zhuǎn)EquilibriumTorsion協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)CompatibilityTorsion第6章受扭構(gòu)件6.1概述第6章受扭構(gòu)件承載力計(jì)算1第6章受扭構(gòu)件6.1概述◆

構(gòu)件中的扭矩可以直接由荷載靜力平衡求出◆受扭構(gòu)件必須提供足夠的抗扭承載力，否則不能與作用扭矩相平衡而引起破壞。平衡扭轉(zhuǎn)EquilibriumTorsion第6章受扭構(gòu)件6.1概述◆構(gòu)件中的扭矩可以直接由荷2在超靜定結(jié)構(gòu)，扭矩是由相鄰構(gòu)件的變形受到約束而產(chǎn)生的，扭矩大小與受扭構(gòu)件的抗扭剛度有關(guān)，稱為協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)CompatibilityTorsion。對(duì)于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)，由于受扭構(gòu)件在受力過(guò)程中的非線性性質(zhì)，扭矩大小與構(gòu)件受力階段的剛度比有關(guān)，不是定值，需要考慮內(nèi)力重分布進(jìn)行扭矩計(jì)算。第6章受扭構(gòu)件6.1概述在超靜定結(jié)構(gòu)，扭矩是由相鄰構(gòu)件的變形受到約束而產(chǎn)生的，扭矩大3混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理-64第6章受扭構(gòu)件6.2純扭構(gòu)件6.2開(kāi)裂扭矩一、開(kāi)裂前的應(yīng)力狀態(tài)裂縫出現(xiàn)前，鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受力與彈性扭轉(zhuǎn)理論基本吻合。由于開(kāi)裂前受扭鋼筋的應(yīng)力很低，可忽略鋼筋的影響。矩形截面受扭構(gòu)件在扭矩T作用下截面上的剪應(yīng)力分布情況，最大剪應(yīng)力tmax發(fā)生在截面長(zhǎng)邊中點(diǎn)第6章受扭構(gòu)件6.2純扭構(gòu)件6.2開(kāi)裂扭矩一、開(kāi)裂前5第6章受扭構(gòu)件6.2純扭構(gòu)件由材力知，構(gòu)件側(cè)面的主拉應(yīng)力σtp和主壓應(yīng)力σ

cp相等。主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力跡線沿構(gòu)件表面成螺旋型。當(dāng)主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，在構(gòu)件中某個(gè)薄弱部位形成裂縫，裂縫沿主壓應(yīng)力跡線迅速延伸。對(duì)于素混凝土構(gòu)件，開(kāi)裂會(huì)迅速導(dǎo)致構(gòu)件破壞，破壞面呈一空間扭曲曲面。第6章受扭構(gòu)件6.2純扭構(gòu)件由材力知，構(gòu)件側(cè)面的主拉應(yīng)6二、矩形截面開(kāi)裂扭矩按彈性理論，當(dāng)主拉應(yīng)力stp=tmax=ft時(shí)按塑性理論，對(duì)理想彈塑性材料，截面上某一點(diǎn)達(dá)到強(qiáng)度時(shí)并不立即破壞，而是保持極限應(yīng)力繼續(xù)變形，扭矩仍可繼續(xù)增加，直到截面上各點(diǎn)應(yīng)力均達(dá)到極限強(qiáng)度，才達(dá)到極限承載力。此時(shí)截面上的剪應(yīng)力分布如圖所示分為四個(gè)區(qū)，取極限剪應(yīng)力為ft，分別計(jì)算各區(qū)合力及其對(duì)截面形心的力偶之和，可求得塑性總極限扭矩為第6章受扭構(gòu)件6.2純扭構(gòu)件二、矩形截面開(kāi)裂扭矩按彈性理論，當(dāng)主拉應(yīng)力stp=tma7◆

混凝土材料既非完全彈性，也不是理想彈塑性，而是介于兩者之間的彈塑性材料?！?/p>

達(dá)到開(kāi)裂極限狀態(tài)時(shí)截面的應(yīng)力分布介于彈性和理想彈塑性之間，因此開(kāi)裂扭矩也是介于Tcr,e和Tcr,p之間。◆

為簡(jiǎn)便實(shí)用，可按塑性應(yīng)力分布計(jì)算，并引入修正降低系數(shù)以考慮應(yīng)力非完全塑性分布的影響。◆

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，修正系數(shù)在0.87~0.97之間，《規(guī)范》為偏于安全起見(jiàn)，取0.7。于是，開(kāi)裂扭矩的計(jì)算公式為截面受扭塑性抵抗矩第6章受扭構(gòu)件6.2開(kāi)裂扭距◆混凝土材料既非完全彈性，也不是理想彈塑性，而是介于兩者之8第6章受扭構(gòu)件6.2開(kāi)裂扭距箱形截面◆封閉的箱形截面，其抵抗扭矩的作用與同樣尺寸的實(shí)心截面基本相同?！魧?shí)際工程中，當(dāng)截面尺寸較大時(shí)，往往采用箱形截面，以減輕結(jié)構(gòu)自重，如橋梁中常采用的箱形截面梁?！魹楸苊獗诤襁^(guò)薄對(duì)受力產(chǎn)生不利影響，規(guī)定壁厚tw≥bh/7，且hw/tw≤6第6章受扭構(gòu)件6.2開(kāi)裂扭距箱形截面◆封閉的箱形截面9混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理-610第6章受扭構(gòu)件6.2開(kāi)裂扭距帶翼緣截面第6章受扭構(gòu)件6.2開(kāi)裂扭距帶翼緣截面11第6章受扭構(gòu)件6.2開(kāi)裂扭距帶翼緣截面有效翼緣寬度應(yīng)滿足bf‘≤b+6hf’

及bf≤b+6hf的條件， 且hw/b≤6。第6章受扭構(gòu)件6.2開(kāi)裂扭距帶翼緣截面有效翼緣寬度應(yīng)滿12由前述主拉應(yīng)力方向可見(jiàn)，受扭構(gòu)件最有效的配筋形式應(yīng)是沿主拉應(yīng)力跡線成螺旋形布置。但螺旋形配筋施工復(fù)雜，且不能適應(yīng)變號(hào)扭矩的作用。實(shí)際受扭構(gòu)件的配筋是采用箍筋與抗扭縱筋形成的空間配筋方式。第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力6.3純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算一、開(kāi)裂后的受力性能由前述主拉應(yīng)力方向可見(jiàn)，受扭構(gòu)件最有效的配筋形式應(yīng)是沿主拉應(yīng)13開(kāi)裂前，T-θ關(guān)系基本呈直線關(guān)系。開(kāi)裂后，由于部分混凝土退出受拉工作，構(gòu)件的抗扭剛度明顯降低，T-θ關(guān)系曲線上出現(xiàn)一不大的水平段。對(duì)配筋適量的構(gòu)件，開(kāi)裂后受扭鋼筋將承擔(dān)扭矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，荷載可以繼續(xù)增大，T－θ關(guān)系沿斜線上升，裂縫不斷向構(gòu)件內(nèi)部和沿主壓應(yīng)力跡線發(fā)展延伸，在構(gòu)件表面裂縫呈螺旋狀。第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力開(kāi)裂前，T-θ關(guān)系基本呈直線關(guān)系。第6章受扭構(gòu)件6.314第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力當(dāng)接近極限扭矩時(shí)，在構(gòu)件長(zhǎng)邊上有一條裂縫發(fā)展成為臨界裂縫，并向短邊延伸，與這條空間裂縫相交的箍筋和縱筋達(dá)到屈服，T-θ關(guān)系曲線趨于水平。最后在另一個(gè)長(zhǎng)邊上的混凝土受壓破壞，達(dá)到極限扭矩。第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力當(dāng)接近極限扭矩時(shí)，15二、破壞特征

按照配筋率的不同，受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)也可分為適筋破壞、少筋破壞和超筋破壞。對(duì)于箍筋和縱筋配置都合適的情況，與臨界（斜）裂縫相交的鋼筋都能先達(dá)到屈服，然后混凝土壓壞，與受彎適筋梁的破壞類(lèi)似，具有一定的延性。破壞時(shí)的極限扭矩與配筋量有關(guān)。當(dāng)配筋數(shù)量過(guò)少時(shí)，配筋不足以承擔(dān)混凝土開(kāi)裂后釋放的拉應(yīng)力，一旦開(kāi)裂，將導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)角迅速增大，與受彎少筋梁類(lèi)似，呈受拉脆性破壞特征，受扭承載力取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)箍筋和縱筋配置都過(guò)大時(shí)，則會(huì)在鋼筋屈服前混凝土就壓壞，為受壓脆性破壞。受扭構(gòu)件的這種超筋破壞稱為完全超筋，受扭承載力取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度。由于受扭鋼筋由箍筋和受扭縱筋兩部分鋼筋組成，當(dāng)兩者配筋量相差過(guò)大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)未達(dá)到屈服、另一個(gè)達(dá)到屈服的部分超筋破壞情況。第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力二、破壞特征按照配筋率的不同，受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)16配筋強(qiáng)度比z

由于受扭鋼筋由箍筋和受扭縱筋兩部分鋼筋組成，其受扭性能及其極限承載力不僅與配筋量有關(guān)，還與兩部分鋼筋的配筋強(qiáng)度比z有關(guān)。試驗(yàn)表明，當(dāng)0.5≤z≤2.0范圍時(shí)，受扭破壞時(shí)縱筋和箍筋基本上都能達(dá)到屈服強(qiáng)度。但由于配筋量的差別，屈服的次序是有先后的?！兑?guī)范》建議取0.6≤z≤1.7，設(shè)計(jì)中通常取z=1.0~1.2。第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力配筋強(qiáng)度比z由于受扭鋼筋由箍筋和受扭縱筋兩部分鋼筋17三、極限扭矩分析——變角空間桁架模型對(duì)比試驗(yàn)表明，在其他參數(shù)均相同的情況下，鋼筋混凝土實(shí)心截面與空心截面構(gòu)件的極限受扭承載力基本相同。第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力開(kāi)裂后的箱形截面受扭構(gòu)件，其受力可比擬成空間桁架：縱筋為受拉弦桿，箍筋為受拉腹桿，斜裂縫間的混凝土為斜壓腹桿。三、極限扭矩分析——變角空間桁架模型對(duì)比試驗(yàn)表明，在其他參數(shù)18設(shè)達(dá)到極限扭矩時(shí)混凝土斜壓桿與構(gòu)件軸線的夾角為f，斜壓桿的壓應(yīng)力為sc，則箱形截面長(zhǎng)邊板壁混凝土斜壓桿壓應(yīng)力的合力為，同樣，短邊板壁混凝土斜壓桿壓應(yīng)力的合力為，Ch和Cb分別沿板壁方向的分力為，第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力ChsinfChhcorfhcorcotffcot1corstyvhsAfcorcorstlyhuAf21corcorstlyhuAf21設(shè)達(dá)到極限扭矩時(shí)混凝土斜壓桿與構(gòu)件軸線的夾角為f，19Vh和Vb對(duì)構(gòu)件軸線即截面形心取矩得受扭承載力為，第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力ChsinfChhcorfhcorcotffcot1corstyvhsAfcorcorstlyhuAf21corcorstlyhuAf21設(shè)箍筋和縱筋均達(dá)到屈服，由Ch的豎向分力與箍筋受力的平衡得，考慮到Vh和Vb對(duì)構(gòu)件軸線即截面形心取矩得受扭承載力為，第6章20由Ch的水平分力與縱筋受力平衡的得，很明顯有：第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力ChsinfChhcorfhcorcotffcot1corstyvhsAfcorcorstlyhuAf21corcorstlyhuAf21有：將下式代入上式得由Ch的水平分力與縱筋受力平衡的得，很明顯有：第6章受扭21第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力考慮到：則有：代入Tu式得：由Ch的豎向分力與箍筋受力的平衡得，并引入ChsinfChhcorfhcorcotffcot1corstyvhsAfcorcorstlyhuAf21corcorstlyhuAf21第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力考慮到：則有：代入22◆

當(dāng)z=1.0時(shí)，斜壓桿角度等于45°，而隨著z的改變，斜壓桿角度也發(fā)生變化，故稱為變角空間桁架模型。◆

試驗(yàn)表明，斜壓桿角度在30°~60°之間。此式為受扭承載力的上限第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力◆

如果配筋過(guò)多，混凝土壓應(yīng)力sc達(dá)到斜壓桿抗壓強(qiáng)度nfc時(shí)，鋼筋仍未達(dá)到屈服，即產(chǎn)生超筋破壞，此時(shí)的極限扭矩將取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度，即有◆

由以上推導(dǎo)可見(jiàn)，混凝土斜壓桿角度取決于縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比z?！舢?dāng)z=1.0時(shí)，斜壓桿角度等于45°，而隨著z的改變23《規(guī)范》受扭承載力計(jì)算公式為避免配筋過(guò)多產(chǎn)生超筋脆性破壞為防止少筋脆性破壞第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力《規(guī)范》受扭承載力計(jì)算公式為避免配筋過(guò)多產(chǎn)生超筋脆性破壞為防24◆由空間桁架模型可知，受扭構(gòu)件的箍筋在整個(gè)長(zhǎng)度上均受拉力，因此箍筋應(yīng)做成封閉型，箍筋末端應(yīng)彎折135°，彎折后的直線長(zhǎng)度不應(yīng)小于5倍箍筋直徑?！艄拷铋g距應(yīng)滿足受剪最大箍筋間距要求，且不大于截面短邊尺寸。受扭縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻布置，在截面四角必須布置受扭縱筋，縱筋間距不大于300mm。第6章受扭構(gòu)件6.3純扭構(gòu)件的承載力◆受扭縱筋的搭接和錨固均應(yīng)按受拉鋼筋的構(gòu)造要求處理。◆由空間桁架模型可知，受扭構(gòu)件的箍筋在整個(gè)長(zhǎng)度上均受拉力，25第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件的承載力計(jì)算一、破壞形式TVTM扭矩使縱筋產(chǎn)生拉應(yīng)力，與受彎時(shí)鋼筋拉應(yīng)力疊加，使鋼筋拉應(yīng)力增大，從而會(huì)使受彎承載力降低。而扭矩和剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力總會(huì)在構(gòu)件的一個(gè)側(cè)面上疊加，因此承載力總是小于剪力和扭矩單獨(dú)作用的承載力。第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件的承載26

彎剪扭構(gòu)件的破壞形態(tài)與三個(gè)外力之間的比例關(guān)系和配筋情況有關(guān)，主要有三種破壞形式：彎型破壞：第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件當(dāng)彎矩較大，扭矩和剪力均較小時(shí)，彎矩起主導(dǎo)作用。裂縫首先在彎曲受拉底面出現(xiàn)，然后發(fā)展到兩個(gè)側(cè)面。底部縱筋同時(shí)受彎矩和扭矩產(chǎn)生拉應(yīng)力的疊加，如底部縱筋不是很多時(shí)，則破壞始于底部縱筋屈服，承載力受底部縱筋控制。受彎承載力因扭矩的存在而降低。彎剪扭構(gòu)件的破壞形態(tài)與三個(gè)外力之間的比例關(guān)系和配筋情況有27第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件扭型破壞：頂部縱筋拉應(yīng)力大于底部縱筋，構(gòu)件破壞是由于頂部縱筋先達(dá)到屈服，當(dāng)扭矩較大,彎矩和剪力較小,且頂部縱筋小于底部縱筋時(shí)，這種情況就將會(huì)發(fā)生。扭矩引起頂部縱筋的拉應(yīng)力很大，而彎矩引起的壓應(yīng)力很小，所以導(dǎo)致屈服，然后底部混凝土壓碎，承載力由頂部縱筋拉應(yīng)力所控制。由于彎矩對(duì)頂部產(chǎn)生壓應(yīng)力，抵消了一部分扭矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，因此彎矩對(duì)受扭承載力有一定的提高。但對(duì)于頂部和底部縱筋對(duì)稱布置情況，總是底部縱筋先達(dá)到屈服，將不可能出現(xiàn)扭型破壞。第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件扭型破壞：頂部縱筋拉應(yīng)力28第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件29第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件剪扭型破壞：當(dāng)彎矩較小，對(duì)構(gòu)件的承載力不起控制作用，構(gòu)件主要在扭矩和剪力共同作用下產(chǎn)生剪扭型或扭剪型的受剪破壞。裂縫從一個(gè)長(zhǎng)邊（剪力方向一致的一側(cè)）中點(diǎn)開(kāi)始出現(xiàn)，并向頂面和底面延伸，最后在另一側(cè)長(zhǎng)邊混凝土壓碎而達(dá)到破壞。如配筋合適，破壞時(shí)與斜裂縫相交的縱筋和箍筋達(dá)到屈服。當(dāng)扭矩較大時(shí)，以受扭破壞為主；當(dāng)剪力較大時(shí)，以受剪破壞為主。由于扭矩和剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力總會(huì)在構(gòu)件的一個(gè)側(cè)面上疊加，因此承載力總是小于剪力和扭矩單獨(dú)作用的承載力，其相關(guān)作用關(guān)系曲線接近1/4圓。第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件剪扭型破壞：當(dāng)彎矩較小，30第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件無(wú)腹筋有腹筋第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件無(wú)腹筋有腹筋31第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件二、《規(guī)范》彎剪扭構(gòu)件的配筋計(jì)算

由于在彎矩、剪力和扭矩的共同作用下，各項(xiàng)承載力是相互關(guān)聯(lián)的，其相互影響十分復(fù)雜。為了簡(jiǎn)化，《規(guī)范》偏于安全地將受彎所需的縱筋與受扭所需縱筋分別計(jì)算后進(jìn)行疊加，而對(duì)剪扭作用為避免混凝土部分的抗力被重復(fù)利用，考慮了混凝土項(xiàng)的相關(guān)作用，箍筋的貢獻(xiàn)則采用簡(jiǎn)單疊加方法。具體方法如下：1、受彎縱筋計(jì)算受彎縱筋A(yù)s和A's按彎矩設(shè)計(jì)值M由正截面受彎承載力計(jì)算確定2、剪扭配筋計(jì)算

對(duì)于剪扭共同作用，《規(guī)范》采用混凝土部分承載力相關(guān)，箍筋部分承載力疊加的方法。第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件二、《規(guī)范》彎剪扭構(gòu)件的32第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件混凝土部分承載力相關(guān)關(guān)系可近似取1/4圓，取并近似取bt混凝土受扭承載力降低系數(shù)bv混凝土受剪承載力降低系數(shù)第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件混凝土部分承載力相關(guān)關(guān)系33第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件也可采用AB、BC、CD三段直線來(lái)近似相關(guān)關(guān)系。AB段，bv=Vc/Vc0≤0.5，剪力的影響很小，取bt=Tc/Tc0=1.0；CD段，bt=Tc/Tc0≤0.5，扭矩影響很小，取bc=Vc/Vc0=1.0；BC段直線為，注意：此時(shí)bt和bv的范圍為0.5~1.0近似認(rèn)為則同時(shí)有：第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件也可采用AB、BC、CD34第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于一般剪扭構(gòu)件第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于一般剪扭構(gòu)件35第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于集中荷載作用下的剪扭構(gòu)件注意：此時(shí)bt和bv的范圍為0.5~1.0第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于集中荷載作用下的剪扭36第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件三、配筋計(jì)算的規(guī)定及構(gòu)造要求b.當(dāng)滿足以下條件時(shí)，可不進(jìn)行受剪扭承載力計(jì)算，僅按最小配筋率和構(gòu)造要求確定配筋。截面限制條件

a.為避免配筋過(guò)多產(chǎn)生超筋破壞，剪扭構(gòu)件的截面應(yīng)滿足，

承受彎矩、剪力和扭矩共同作用的矩形、T形、工形及箱形截面鋼筋混凝土構(gòu)件當(dāng)hw/b或hw/tw≤4時(shí)當(dāng)hw/b或hw/tw≥6時(shí)第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件三、配筋計(jì)算的規(guī)定及構(gòu)造37第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件2.當(dāng)剪力V≤0.35ftbh0或V≤3.當(dāng)扭矩T≤0.175ftWt時(shí)，可忽略扭矩的影響，僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力分別進(jìn)行縱筋和箍筋的計(jì)算。ftbh0時(shí)，可忽略剪力的影響，僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和純扭構(gòu)件的受扭承載力分別進(jìn)行計(jì)算；4.當(dāng)剪力V≥0.35ftbh0或V≥ftbh0時(shí)，且T≥0.175ftwt時(shí)其縱筋應(yīng)按正截面受彎承載力和剪扭構(gòu)件的受扭承載力進(jìn)行計(jì)算，箍筋應(yīng)分別按下列剪扭構(gòu)件的受剪承載力和受扭承載力公式計(jì)算：第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件2.當(dāng)剪力V≤0.38第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于一般剪扭構(gòu)件，第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于一般剪扭構(gòu)件，39第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于集中荷載作用下的剪扭構(gòu)件注意：此時(shí)bt和bv的范圍為0.5~1.0第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于集中荷載作用下的剪扭40第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件6.帶翼緣截面彎剪扭構(gòu)件的承載力計(jì)算仍按上述規(guī)定進(jìn)行，但在剪扭承載力計(jì)算時(shí)，應(yīng)將截面劃分成幾個(gè)矩形來(lái)進(jìn)行分別計(jì)算。腹板按剪扭構(gòu)件計(jì)算，計(jì)算時(shí)應(yīng)將T及Wt各代換成Tw及Wtw；翼緣按純扭構(gòu)件計(jì)算，計(jì)算時(shí)應(yīng)將T及Wt作相應(yīng)的代換。7.彎剪扭構(gòu)件中縱筋和箍筋的配筋率及構(gòu)造要求，應(yīng)符合下列規(guī)定：a.剪扭構(gòu)件中，箍筋的配筋率ρsv（ρsv＝Asv/bs）不應(yīng)小于0.28ft/fyv。箍筋的間距應(yīng)符合斜截面的規(guī)定，同時(shí)應(yīng)做成封閉式。第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件6.帶翼緣截面彎剪扭構(gòu)41第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件b.剪扭構(gòu)件中，縱筋的配筋率ρ不應(yīng)小于受彎構(gòu)件縱筋最小配筋率與受扭構(gòu)件縱筋最小配筋率之和。其中，T/Vb＞2.0時(shí)，取2.0。對(duì)純扭構(gòu)件也取T/Vb＝2.0c.受扭縱筋應(yīng)沿截面周邊對(duì)稱布置，且其間距應(yīng)不大于200mm和梁的寬度，受扭縱筋應(yīng)按受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度La錨固在支座內(nèi)。第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件b.剪扭構(gòu)件中，縱筋的42第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件受彎縱筋A(yù)s和A's抗扭箍筋：AsA'sAstl

/3Astl

/3Astl

/3+=A's+Astl

/3As+

Astl

/3Astl

/3sAst14sAsv1+=2sAsv1sAsv1+sAst1抗扭縱筋：抗剪箍筋：第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件受彎縱筋A(yù)s和A's抗扭43第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件的承載力計(jì)算一、破壞形式TVTM扭矩使縱筋產(chǎn)生拉應(yīng)力，與受彎時(shí)鋼筋拉應(yīng)力疊加，使鋼筋拉應(yīng)力增大，從而會(huì)使受彎承載力降低。而扭矩和剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力總會(huì)在構(gòu)件的一個(gè)側(cè)面上疊加，因此承載力總是小于剪力和扭矩單獨(dú)作用的承載力。第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件的承載44

彎剪扭構(gòu)件的破壞形態(tài)與三個(gè)外力之間的比例關(guān)系和配筋情況有關(guān)，主要有三種破壞形式：彎型破壞：第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件當(dāng)彎矩較大，扭矩和剪力均較小時(shí)，彎矩起主導(dǎo)作用。裂縫首先在彎曲受拉底面出現(xiàn)，然后發(fā)展到兩個(gè)側(cè)面。底部縱筋同時(shí)受彎矩和扭矩產(chǎn)生拉應(yīng)力的疊加，如底部縱筋不是很多時(shí)，則破壞始于底部縱筋屈服，承載力受底部縱筋控制。受彎承載力因扭矩的存在而降低。彎剪扭構(gòu)件的破壞形態(tài)與三個(gè)外力之間的比例關(guān)系和配筋情況有45第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件扭型破壞：頂部縱筋拉應(yīng)力大于底部縱筋，構(gòu)件破壞是由于頂部縱筋先達(dá)到屈服，當(dāng)扭矩較大,彎矩和剪力較小,且頂部縱筋小于底部縱筋時(shí)，這種情況就將會(huì)發(fā)生。扭矩引起頂部縱筋的拉應(yīng)力很大，而彎矩引起的壓應(yīng)力很小，所以導(dǎo)致屈服，然后底部混凝土壓碎，承載力由頂部縱筋拉應(yīng)力所控制。由于彎矩對(duì)頂部產(chǎn)生壓應(yīng)力，抵消了一部分扭矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力，因此彎矩對(duì)受扭承載力有一定的提高。但對(duì)于頂部和底部縱筋對(duì)稱布置情況，總是底部縱筋先達(dá)到屈服，將不可能出現(xiàn)扭型破壞。第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件扭型破壞：頂部縱筋拉應(yīng)力46第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件47第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件剪扭型破壞：當(dāng)彎矩較小，對(duì)構(gòu)件的承載力不起控制作用，構(gòu)件主要在扭矩和剪力共同作用下產(chǎn)生剪扭型或扭剪型的受剪破壞。裂縫從一個(gè)長(zhǎng)邊（剪力方向一致的一側(cè)）中點(diǎn)開(kāi)始出現(xiàn)，并向頂面和底面延伸，最后在另一側(cè)長(zhǎng)邊混凝土壓碎而達(dá)到破壞。如配筋合適，破壞時(shí)與斜裂縫相交的縱筋和箍筋達(dá)到屈服。當(dāng)扭矩較大時(shí)，以受扭破壞為主；當(dāng)剪力較大時(shí)，以受剪破壞為主。由于扭矩和剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力總會(huì)在構(gòu)件的一個(gè)側(cè)面上疊加，因此承載力總是小于剪力和扭矩單獨(dú)作用的承載力，其相關(guān)作用關(guān)系曲線接近1/4圓。第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件剪扭型破壞：當(dāng)彎矩較小，48第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件無(wú)腹筋有腹筋第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件無(wú)腹筋有腹筋49第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件二、《規(guī)范》彎剪扭構(gòu)件的配筋計(jì)算

由于在彎矩、剪力和扭矩的共同作用下，各項(xiàng)承載力是相互關(guān)聯(lián)的，其相互影響十分復(fù)雜。為了簡(jiǎn)化，《規(guī)范》偏于安全地將受彎所需的縱筋與受扭所需縱筋分別計(jì)算后進(jìn)行疊加，而對(duì)剪扭作用為避免混凝土部分的抗力被重復(fù)利用，考慮了混凝土項(xiàng)的相關(guān)作用，箍筋的貢獻(xiàn)則采用簡(jiǎn)單疊加方法。具體方法如下：1、受彎縱筋計(jì)算受彎縱筋A(yù)s和A's按彎矩設(shè)計(jì)值M由正截面受彎承載力計(jì)算確定2、剪扭配筋計(jì)算

對(duì)于剪扭共同作用，《規(guī)范》采用混凝土部分承載力相關(guān)，箍筋部分承載力疊加的方法。第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件二、《規(guī)范》彎剪扭構(gòu)件的50第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件混凝土部分承載力相關(guān)關(guān)系可近似取1/4圓，取并近似取bt混凝土受扭承載力降低系數(shù)bv混凝土受剪承載力降低系數(shù)第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件混凝土部分承載力相關(guān)關(guān)系51第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件也可采用AB、BC、CD三段直線來(lái)近似相關(guān)關(guān)系。AB段，bv=Vc/Vc0≤0.5，剪力的影響很小，取bt=Tc/Tc0=1.0；CD段，bt=Tc/Tc0≤0.5，扭矩影響很小，取bc=Vc/Vc0=1.0；BC段直線為，注意：此時(shí)bt和bv的范圍為0.5~1.0近似認(rèn)為則同時(shí)有：第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件也可采用AB、BC、CD52第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于一般剪扭構(gòu)件第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于一般剪扭構(gòu)件53第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于集中荷載作用下的剪扭構(gòu)件注意：此時(shí)bt和bv的范圍為0.5~1.0第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于集中荷載作用下的剪扭54第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件三、配筋計(jì)算的規(guī)定及構(gòu)造要求b.當(dāng)滿足以下條件時(shí)，可不進(jìn)行受剪扭承載力計(jì)算，僅按最小配筋率和構(gòu)造要求確定配筋。截面限制條件

a.為避免配筋過(guò)多產(chǎn)生超筋破壞，剪扭構(gòu)件的截面應(yīng)滿足，

承受彎矩、剪力和扭矩共同作用的矩形、T形、工形及箱形截面鋼筋混凝土構(gòu)件當(dāng)hw/b或hw/tw≤4時(shí)當(dāng)hw/b或hw/tw≥6時(shí)第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件三、配筋計(jì)算的規(guī)定及構(gòu)造55第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件2.當(dāng)剪力V≤0.35ftbh0或V≤3.當(dāng)扭矩T≤0.175ftWt時(shí)，可忽略扭矩的影響，僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力分別進(jìn)行縱筋和箍筋的計(jì)算。ftbh0時(shí)，可忽略剪力的影響，僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和純扭構(gòu)件的受扭承載力分別進(jìn)行計(jì)算；4.當(dāng)剪力V≥0.35ftbh0或V≥ftbh0時(shí)，且T≥0.175ftwt時(shí)其縱筋應(yīng)按正截面受彎承載力和剪扭構(gòu)件的受扭承載力進(jìn)行計(jì)算，箍筋應(yīng)分別按下列剪扭構(gòu)件的受剪承載力和受扭承載力公式計(jì)算：第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件2.當(dāng)剪力V≤0.56第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于一般剪扭構(gòu)件，第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于一般剪扭構(gòu)件，57第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于集中荷載作用下的剪扭構(gòu)件注意：此時(shí)bt和bv的范圍為0.5~1.0第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件對(duì)于集中荷載作用下的剪扭58第6章受扭構(gòu)件6.3彎剪扭構(gòu)件6.帶翼緣截面彎剪扭構(gòu)件的承載力計(jì)算仍按上述規(guī)定進(jìn)行，但在剪扭承載力計(jì)算時(shí)，應(yīng)將截面劃分成幾個(gè)矩形來(lái)進(jìn)行分別計(jì)算。腹板按剪扭構(gòu)件計(jì)算，計(jì)算時(shí)應(yīng)將T及Wt各代換成Tw及Wtw；翼緣按純扭構(gòu)件計(jì)算，計(jì)算時(shí)應(yīng)將T及Wt作相應(yīng)的代換。7.彎剪扭構(gòu)件中縱筋和箍筋的配筋率及構(gòu)造要求，應(yīng)符合下列規(guī)定：a.剪扭構(gòu)件中，箍筋的配筋率ρsv（ρsv＝Asv/bs）不應(yīng)小于0.28ft/fyv。箍筋的間距應(yīng)