《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（新形態(tài)活頁式）》課件 41.純扭構(gòu)件的受力性能 -47.截面換算

《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》純扭構(gòu)件的受力性能1素混凝土純扭構(gòu)件2純扭構(gòu)件的受力性能鋼筋混凝土純扭構(gòu)件1、素混凝土純扭構(gòu)件由于混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，在扭矩作用下，構(gòu)件長邊側(cè)面中點(diǎn)處混凝土沿垂直于

的方向開裂，并很快向相鄰兩邊延伸，形成三面受拉、一面受壓的斜向空間扭曲破壞面。這種破壞稱為扭曲截面破壞，破壞具有突然性，屬于脆性破壞，抗扭承載力很低。2、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件根據(jù)抗扭配筋率的多少，鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)一般分為以下幾種。少筋破壞適筋破壞超筋破壞當(dāng)抗扭鋼筋數(shù)量過少時(shí)，構(gòu)件開裂之后，由于沒有足夠的能力承受混凝土開裂后卸給它的那部分扭矩，因而破壞特征與素混凝土構(gòu)件相似，破壞是脆性的。在正常配筋情況下，隨著外扭矩的增大，構(gòu)件出現(xiàn)臨界斜裂縫，與這條臨界斜裂縫相交的箍筋和縱筋的應(yīng)力將首先達(dá)到屈服，斜裂縫將進(jìn)一步加寬，直到空間扭曲破壞面受壓邊混凝土被壓碎。屬于塑性破壞。當(dāng)構(gòu)件中的箍筋和縱筋配置過多時(shí)，根據(jù)鋼筋是否均發(fā)生曲阜，可以分為部分超筋破壞和完全超筋破壞。少筋破壞適筋破壞超筋破壞2、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件2、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件試驗(yàn)研究表明，為了使箍筋和縱筋相互匹配，共同發(fā)揮抗扭作用，應(yīng)將兩種鋼筋的用量比控制在合理的范圍內(nèi)。采用縱向鋼筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比進(jìn)行控制。試驗(yàn)表明，當(dāng)滿足0.6≤≤1.7時(shí)，破壞時(shí)抗扭箍筋和抗扭縱筋均能達(dá)到屈服。工程設(shè)計(jì)中常采用

=1.0~1.2。純扭構(gòu)件的受力性能小結(jié)少筋破壞適筋破壞超筋破壞素混凝土純扭構(gòu)件鋼筋混凝土純扭構(gòu)件感謝觀看！《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》矩形截面純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算目錄CONTENTS矩形截面純扭構(gòu)件抗扭承載力的計(jì)算公式01抗扭承載力上限及下限值02純扭構(gòu)件的最小配筋率031、矩形截面純扭構(gòu)件抗扭承載力的計(jì)算公式在試驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上，《橋規(guī)》給出的矩形截面(h>b)鋼筋混凝土純機(jī)構(gòu)件抗扭承載力的計(jì)算公式如下：上面給出的抗扭承載力計(jì)算公式是以適筋破壞為前提建立的。為此，使用該式時(shí)，必須滿足下列限制條件。抗扭承載力上限值抗扭承載力下限值2、抗扭承載力上限及下限值純扭構(gòu)件的最小配筋率抗扭縱筋的最小配筋率抗扭箍筋的最小配筋率3、純扭構(gòu)件的最小配筋率矩形截面純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算小結(jié)基本計(jì)算公式抗扭承載力上限抗扭承載力下限抗扭構(gòu)件的最小配筋率感謝觀看！《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算習(xí)題例題：有一矩形截面受扭構(gòu)件，截面尺寸b×h=250mm×500mm，承受的扭矩組合設(shè)計(jì)值=38kN?m，采用C35混凝土，縱筋和箍筋分別采用HRB400和HPB300。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ=1.0，I類環(huán)境。要求：進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。查表，得到=16.1MPa，=1.52MPa，HRB400鋼筋=330MPa，HPB300鋼筋=250MPa。截面受扭塑性抵抗矩為了防止出現(xiàn)脆性破壞，《橋規(guī)》規(guī)定截面的最小尺寸以限制截面應(yīng)力第一步：公式適用條件復(fù)核鋼筋混凝土純扭構(gòu)件滿足下列要求時(shí)，可不進(jìn)行抗扭承載力計(jì)算，但必須按構(gòu)造要求配置抗扭鋼筋。鋼筋混凝土純扭構(gòu)件承載能力計(jì)算公式的適用條件就是第一步：公式適用條件復(fù)核經(jīng)計(jì)算滿足第一步：公式適用條件復(fù)核=3.02N/mm2表明截面尺寸滿足要求，但需配置抗扭鋼筋。取混凝土保護(hù)層厚度為20mm，箍筋直徑取10mm依據(jù)規(guī)范規(guī)定，取

=1.2第二步：抗扭箍筋設(shè)計(jì)取混凝土保護(hù)層厚度為20mm，箍筋直徑取10mm依據(jù)規(guī)范規(guī)定，取

=1.2第二步：抗扭箍筋設(shè)計(jì)箍筋選

10，箍筋配筋率第二步：抗扭箍筋設(shè)計(jì)=78.5mm2抗扭縱筋選用6

18，可提供鋼筋截面面積1527mm2，分成上、中、下3層布置。此時(shí)，抗扭縱筋配筋率第三步：抗扭縱筋設(shè)計(jì)感謝觀看！《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》T形、I形、箱形截面受扭承載力計(jì)算及受扭鋼筋的構(gòu)造要求目錄CONTENTS123T形和工字形截面受扭承載力計(jì)算箱形截面受扭承載力計(jì)算受扭箍筋的構(gòu)造要求4受扭縱筋的構(gòu)造要求1、T形和工字形截面受扭承載力計(jì)算將T形、工形截面按照圖所示的方法分成若干矩形，近似地認(rèn)為全截面受扭塑性抵抗矩等于各分塊矩形截面所受扭塑性抵抗矩之和。截面分塊的原則是，應(yīng)首先滿足腹板截面的完整性，然后再劃分受壓翼緣和受拉翼緣面積。1、T形和工字形截面受扭承載力計(jì)算T形或工形截面受扭構(gòu)件塑性抵抗矩1、T形和工字形截面受扭承載力計(jì)算T形、工形截面構(gòu)件受剪時(shí)，均認(rèn)為腹板承受全部剪力。每個(gè)矩形分塊截面承受的扭矩可按下式計(jì)算：同T形、工形截面，箱型截面構(gòu)件受剪時(shí)，也認(rèn)為腹板承受全部剪力。2、箱型截面受扭承載力計(jì)算受扭箍筋須采用封閉式，且應(yīng)沿截面周邊布置。當(dāng)采用復(fù)合箍筋時(shí)，處于截面內(nèi)部的箍筋不應(yīng)計(jì)人抗扭箍筋截面面積。受扭箍筋末端應(yīng)做成135°彎鉤，彎鉤端部應(yīng)錨入混凝土核心區(qū)，其平直段長度不小于10d，d為鋼筋直徑。箍筋彎鉤應(yīng)箍牢縱向鋼筋，相鄰兩根箍筋的彎鉤和接頭沿縱向應(yīng)交替布置。3、受扭箍筋的構(gòu)造要求受扭縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置。試驗(yàn)表明，不對稱配置的受扭縱筋在受扭過程中不能充分發(fā)揮作用。受扭縱筋的間距不應(yīng)大于300mm；在矩形截面的基本單元的四角必須設(shè)有縱筋，其末端應(yīng)留有規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋最小錨固長度。彎剪扭構(gòu)件中，縱向受力鋼筋的配筋應(yīng)不小于受彎構(gòu)件縱筋最小配筋率與受扭構(gòu)件縱筋最小配筋率之和。受彎構(gòu)件的受拉縱筋最小配筋率為

和0.002的較大者。受扭構(gòu)件的縱筋最小配筋率為3、受扭箍筋的構(gòu)造要求T形、I形、箱形截面受扭承載力計(jì)算及受扭鋼筋的構(gòu)造要求小結(jié)受扭承載力計(jì)算受扭鋼筋的構(gòu)造要求感謝觀看！受彎構(gòu)件的裂縫和裂縫寬度驗(yàn)算《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》裂縫是怎么來的？受彎構(gòu)件的裂縫和裂縫寬度驗(yàn)算01裂縫產(chǎn)生的原因混凝土結(jié)構(gòu)裂縫可以分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫主要表現(xiàn)為彎曲裂縫以及剪切裂縫兩種形式。混凝土的非結(jié)構(gòu)性裂縫多是受混凝土材料的組成、澆筑方法、養(yǎng)護(hù)條件和使用環(huán)境等多種因素影響所致。裂縫的分類鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，按照其產(chǎn)生的原因可以分為以下幾類：荷載效應(yīng)引起的裂縫（由于局部粘結(jié)應(yīng)力過大引起的，沿鋼筋長度出現(xiàn)的粘結(jié)裂縫也是荷載引起的一種裂縫。）由外加變形或約束變形引起的裂縫鋼筋銹蝕裂縫（鋼筋銹濁裂縫是沿鋼筋長度方向劈裂的縱向裂縫）裂縫的影響混凝土開裂后，鋼筋銹蝕的速度會加快，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性退化；混凝土裂縫會降低混凝土的表層保護(hù)作用，裂縫增大從而進(jìn)入更多水分。裂縫寬度怎么算？受彎構(gòu)件的裂縫和裂縫寬度驗(yàn)算02裂縫寬度計(jì)算方法粘結(jié)-滑移理論為基礎(chǔ)的半經(jīng)驗(yàn)半理論公式以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析得到的經(jīng)驗(yàn)公式最大裂縫寬度計(jì)算《橋規(guī)》規(guī)定，鋼筋混凝土構(gòu)件的最大裂縫寬度可按下式計(jì)算:鋼筋表面形狀系數(shù)光面鋼筋C1=1.4帶肋鋼筋C1=1.0最外排縱向受拉鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度縱向受拉鋼筋的換算直徑縱向受拉鋼筋的有效配筋率＞0.1時(shí)取0.1＜0.01時(shí)取0.11鋼筋應(yīng)力最大裂縫寬度計(jì)算

《橋規(guī)》規(guī)定，鋼筋混凝土構(gòu)件計(jì)算的最大裂縫寬度不應(yīng)超過規(guī)定的限值：Ⅰ類和Ⅱ類環(huán)境為0.2mm，Ⅲ類和Ⅳ類環(huán)境為0.15mm。聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！受彎構(gòu)件的變形（撓度）驗(yàn)算《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》為什么要進(jìn)行撓度的驗(yàn)算？受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫和變形計(jì)算01撓度驗(yàn)算的目的撓度驗(yàn)算保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求防止對結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響防止對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響保證使用者的感覺在可接受的程度之內(nèi)如何驗(yàn)算？受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫和變形計(jì)算02受彎構(gòu)件的變形與剛度根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)知識，荷載作用下受彎構(gòu)件撓度計(jì)算的通式為：單位力作用在撓度計(jì)算點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的彎矩函數(shù)材料的彈性模量受彎構(gòu)件的計(jì)算跨度荷載產(chǎn)生的彎矩函數(shù)受彎構(gòu)件截面的慣性矩受彎構(gòu)件的變形與剛度受彎構(gòu)件的變形與剛度鋼筋混凝土梁的剛度沿梁軸向并不相等，是在彎矩較大的截面剛度小，在彎矩較小的截面剛度大。為此，通常規(guī)定按照彎矩最大截面的剛度計(jì)算構(gòu)件撓度值。最小剛度原則受彎構(gòu)件的變形與剛度受彎構(gòu)件的變形與剛度開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度全截面的抗彎剛度開裂截面的抗彎剛度聯(lián)系我E-mail:406334056@感謝聆聽！

截面換算《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》做個(gè)實(shí)驗(yàn)吧混凝土受壓再看看鋼筋混凝土鋼筋混凝土受壓再看看鋼筋混凝土混凝土和鋼筋混凝土對比材料的截面怎么選？受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫和變形計(jì)算01等效換算原理等效換算原理（a）應(yīng)力圖及應(yīng)變圖

（b）實(shí)際截面圖

（c）換算混凝土面積單筋矩形受彎構(gòu)件正截面應(yīng)力計(jì)算圖示單等效換算原理換算原則:換算前后的鋼筋承擔(dān)的總拉力相等單換算截面受彎構(gòu)件的應(yīng)力、裂縫和變形計(jì)算02單筋矩形截面1.開裂截面換算截面面積2.開裂截面換算截面對中性軸的靜距（或面積距）受拉區(qū)受壓區(qū)3.受壓區(qū)高度單筋矩形截面4.開裂截面換算截面的慣性矩5.開裂截面換算截面抵抗矩對受拉鋼筋重心處對混凝土受壓邊緣單筋T形截面（a）第一類T形截面

（b）第二類T形截面

開裂狀態(tài)下T形截面換算計(jì)算圖單筋T形截面（a）第一類T形截面

（b）第二類T形截面

開裂狀態(tài)下T形截面換算計(jì)算圖單筋T形截面開裂狀態(tài)下第一類T形截面

單1.開裂截面換算截面面積2.受壓區(qū)高度3.開裂截面換算截面抵抗矩對受拉鋼筋重心處對混凝土受壓邊緣單筋T形截面開裂狀態(tài)下第二類T形截面

單1.開裂截面換算截面面積2.開裂截面換算截面對中性軸的靜距（或面積距）受拉區(qū)受壓區(qū)3.受壓區(qū)高度單筋T形截面開裂狀態(tài)下第二類T形截面