鋼筋混凝土受扭構件.ppt

1、,0 緒論1 建筑結構計算基本原則2 建筑結構材料3 鋼筋混凝土受彎構件4 鋼筋混凝土縱向受力構件5 鋼筋混凝土受扭構件6 預應力混凝土構件7 鋼筋混凝土樓屋蓋,鋼筋混凝土結構Reinforced Concrete Structure,第一節(jié) 受力特點與配筋構造,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,凡是構件截面中有扭矩作用的，都稱為受扭構件。,例如：鋼筋混凝土雨篷、平面曲梁或折梁、現(xiàn)澆框架邊梁、吊車梁、螺旋樓梯等。,根據(jù)截面所受內力的不同，分為：純扭、剪扭、彎扭、彎剪扭等多種受力情況。 T V+T M+T M+V+T,1、素混凝土純扭構件 (T) 2、鋼筋混凝土純扭構件 (T) 3、鋼筋混凝土彎、剪、

2、扭構件 (M+V+T),第一節(jié) 受力特點與配筋構造,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,受扭構件的扭轉分為：平衡扭轉和協(xié)調扭轉,平衡扭轉構件中的扭矩由荷載直接引起，其值可由平衡條件直接求出,構件中的扭矩可以直接由荷載靜力平衡求出 受扭構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。,第一節(jié) 受力特點與配筋構造,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,受扭構件的扭轉分為：平衡扭轉和協(xié)調扭轉,約束扭轉在超靜定結構，扭矩是由相鄰構件的變形受到約束而產(chǎn)生的，扭矩大小與受扭構件的抗扭剛度有關,超靜定結構中由于變形的協(xié)調使截面產(chǎn)生扭轉,第一節(jié) 受力特點與配筋構造,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,1.素混凝土純扭

3、構件,裂縫與軸線成45角。,素混凝土既非完全彈性，又非理想塑性，是介于兩者之間的彈塑性材料，因而受扭極限應力分布介于兩種情況之間。,Tcr=0.7ftWt,ft混凝土抗拉強度設計值； Wt受扭構件的截面抗扭塑性抵抗矩。 矩形截面Wt=b2(3h - b) / 6。,素混凝土構件的受扭承載力=開裂扭矩,第一節(jié) 受力特點與配筋構造,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,2、鋼筋混凝土純扭構件,扭矩在勻質彈性材料構件中引起的主拉應力方向與構件軸線成45。,最合理的配筋方式 為45螺旋形配筋 ，但不便于施工。,在實際工程中，采用構件表面設置的橫向箍筋和構件周邊均勻對稱設置縱向鋼筋，共同形成抗扭鋼筋骨架。,第一節(jié)

4、 受力特點與配筋構造,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,3、鋼筋混凝土純扭構件破壞形式,當受扭箍筋和縱筋配置過少時，構件的受扭承載力與素混凝土沒有實質差別，破壞過程迅速而突然，類似于受彎構件的少筋破壞，稱為少筋受扭構件。,如果箍筋和縱筋配置過多，箍筋和縱筋均未達到屈服強度，構件即由于斜裂縫間混凝土被壓碎而破壞，這種破壞與受彎構件的超筋梁類似，稱為完全超筋受扭構件。,為了防止這種少筋破壞，混凝土結構設計規(guī)范規(guī)定，受扭箍筋和縱向受扭鋼筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率，并應符合受扭鋼筋的構造要求。,為了避免此種破壞，混凝土結構設計規(guī)范對構件的截面尺寸作了限制，間接限定抗扭鋼筋最大用量。,第一節(jié) 受力特點

5、與配筋構造,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,3、鋼筋混凝土純扭構件破壞形式,當箍筋和縱筋中有一種含量太多時，構件破壞時，箍筋、縱筋中只有一種屈服，稱為部分超筋受扭構件。,為了防止這種少筋破壞，混凝土結構設計規(guī)范規(guī)定，受扭縱筋和箍筋的配筋強度比應符合要求,第二節(jié) 矩形截面純扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,1、承載力計算公式,上式可認為由兩部分組成： （1）混凝土的受扭承載力Tc （2）受扭縱筋和箍筋的受扭承載力Ts,式中：Acor截面核心部分的面積，Acor=bcorhcor,第二節(jié) 矩形截面純扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,2、矩形截面受扭構件承載力計算,適用條件：,第

6、二節(jié) 矩形截面純扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,練習題:,5.1 鋼筋混凝土矩形截面純扭構件的截面尺寸bh=150mm300mmm，承受扭矩設計值T=4.6kN.m，縱向鋼筋混凝土保護層厚度c=25mm?；炷翉姸鹊燃墳镃30，縱向鋼筋和箍筋均采用HPB235級鋼筋，試設計該截面。,第三節(jié) 矩形截面彎剪扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,1、矩形截面剪扭構件承載力計算,剪力的存在會使混凝土構件的受扭承載力降低，降低系數(shù)為t，同時，扭矩的存在也會使混凝土的受剪承載力降低，降低系數(shù)為（1.5-t）,純扭構件受扭承載力公式：,彎剪構件受剪承載力公式：,式中：,剪扭構件受扭承載

7、力公式：,剪扭構件受剪承載力公式：,第三節(jié) 矩形截面彎剪扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,2、矩形截面彎扭構件承載力計算,混凝土規(guī)范近似采用疊加法進行計算，即先本別按受彎和受扭計算，然后將所需的縱向鋼筋數(shù)量按以下原則布置并疊加：,1）抗彎所需縱筋布置在截面受拉區(qū) 2）抗扭所需縱筋沿截面核心周邊均勻、對稱布置,例：某矩形截面彎扭構件按受彎承載力計算需配置As=1260mm的縱筋，按受扭承載力計算需配置Astl=800mm的縱筋，試選配鋼筋并繪制斷面圖。,第三節(jié) 矩形截面彎剪扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,3、矩形截面彎剪扭構件承載力計算,計算方法：通過剪扭計算配置箍筋，

8、通過彎扭計算配置縱筋,適用條件：,防完全超筋破壞及斜壓破壞,防少筋破壞及斜拉破壞,第三節(jié) 矩形截面彎剪扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,3、矩形截面彎剪扭構件承載力計算,簡化條件：,可不進行剪扭計算，而按構造配置箍筋和受扭縱筋,可不考慮剪力，僅按彎扭構件計算,可不考慮扭矩，僅按彎剪構件計算,第三節(jié) 矩形截面彎剪扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,4、矩形截面彎剪扭構件截面設計步驟,已知：M、V、T，bh、fc、fy、fyv；求：As、Astl、Asv,（1）驗算截面尺寸,若不滿足，應增大截面尺寸,（2）確定是否需要進行受扭和受剪承載力計算,第三節(jié) 矩形截面彎剪扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,4、矩形截面彎剪扭構件截面設計步驟,（3）確定箍筋用量,第三節(jié) 矩形截面彎剪扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,4、矩形截面彎剪扭構件截面設計步驟,（4）確定縱筋用量,第三節(jié) 矩形截面彎剪扭構件承載力計算,第五章 鋼筋混凝土受扭構件,練習題:,5.2 均布荷載作用下的鋼筋混凝土矩形截面構件，其截面尺寸為bh=250mm600mmm，縱向鋼筋的混凝土保護層厚度c=25mm，承受彎矩設