受扭构件的扭曲截面承载力

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1、第8章受扭构件的扭曲截面承载力第8章受扭构件的扭曲截面承载力主要内容●概述●纯扭构件的试验研究●纯扭构件的扭曲截面承载力●弯剪扭构件的扭曲截面承载力●压弯剪扭构件的受扭承载力计算●属于协调扭转构件的扭曲截面承载力●构造要求重点●纯扭构件的扭曲截面承载力●弯剪扭构件的扭曲截面承载力●压弯剪扭构件的受扭承载力计算本章主要内容及重点第8章受扭构件的扭曲截面承载力8.1概述§8.1概述纯扭构件很少，大部分为弯、剪、扭共同工作。受扭构件根据扭矩产生的情况分为：(a)平衡扭转；(b)协调扭转。(a)平衡扭转(b)协调扭转■平衡扭转：作用在构件上的扭矩可通过静力平衡条件确定而与构件的扭转

2、刚度第8章受扭构件的扭曲截面承载力8.1概述无关。如厂房中受吊车横向刹车力作用的吊车梁、雨蓬梁、曲梁和螺旋楼梯都属于这一类扭矩作用的构件。■协调扭转：在超静定结构中，作用在构件上的扭矩除了静力平衡条件以外，还必须由相邻构件的变形协调条件才能确定。如现浇框架结构中的边主梁，当次梁在荷载作用下受弯变形时，边主梁对次梁梁端的转动产生约束作用，根据变形协调条件，可以确定次梁梁端由于主梁的弹性约束作用而引起的负弯矩，该负弯矩即为主梁所承受的扭矩作用。第8章受扭构件的扭曲截面承载力§8.2纯扭构件的试验研究1.裂缝出现前的性能开裂前钢筋中的应力很小，受力性能与素混凝土构件基本相同。当外

3、扭矩较小时，受力情况类似于弹性体，大体上复合圣维南弹性扭转理论。随扭距增大，首先在长边中点达到；由于混凝土的塑性性能，构件并未开裂。8.2纯扭构件的试验研究素混凝土纯扭构件第8章受扭构件的扭曲截面承载力8.2纯扭构件的试验研究随扭矩增大，塑性应力重分布，逐渐充分。最后，在构件长边首先出现与构件纵轴呈45°斜裂缝，并很快向两窄面发展，最后形成三面开裂一面受压的空间扭曲破坏面，素混凝土构件表现出明显的脆性。2.裂缝出现后的性能裂缝出现后，部分混凝土退出工作，钢筋应力明显增大，与裂缝相交的纵筋和箍筋均受拉。根据钢筋用量的不同，可能出现四种破坏形态：■当箍筋与纵筋适当时，发生适筋受

4、扭破坏；纵筋，箍筋先屈服，后混凝土被压碎；■当箍筋与纵筋配置过少，或箍筋间距过大，其破坏与素混凝土构件破坏相似，呈脆性破坏，称为少筋受扭破坏（限制最小配筋率和最大箍筋间距）。■当两种钢筋均过量时，混凝土首先被压碎，钢筋不屈服，为脆性破坏，称为超筋受扭破坏（限制最大配筋率或最小截面尺寸）。第8章受扭构件的扭曲截面承载力8.3纯扭构件的扭曲截面承载力■当钢箍和纵筋中一种配置合适，另一种配置过多而不能屈服，称为部分超筋受扭破坏，有一定塑性，但较小（受扭纵筋与箍筋的配筋强度比ζ适中）。§8.3纯扭构件的扭曲截面承载力1.开裂扭矩的计算混凝土开裂前，钢筋应力很小，可忽略其作用。因此可

5、近似按素混凝土构件计算。（1）按弹性理论计算视混凝土为弹性材料，最大扭剪应力发生在截面长边中点边缘处，当最大扭剪应力产生的主拉应力达到混凝土的抗拉强度时混凝土开裂，此时开裂扭矩为：，式中为与有关的系数。第8章受扭构件的扭曲截面承载力8.3纯扭构件的扭曲截面承载力弹性应力分布塑性应力分布（2）按塑性理论计算视混凝土为理想塑性材料，破坏时全截面上的扭剪应力均达到最大值，当其产生的主拉应力达到混凝土的抗拉强度时混凝土开裂，开裂扭矩为：式中，为受扭构件截面受扭塑性抵抗矩，第8章受扭构件的扭曲截面承载力实际上，混凝土即非弹性材料又非理想塑性材料，故梁的实际抗扭承载力介于两者之间。《规

6、范》采用按塑性理论的计算结果乘以降低系数0.7，即：2.扭曲截面受扭承载力的计算钢筋混凝土受扭构件扭曲截面受扭承载力的计算，主要有以变角度空间桁架模型和以斜弯理论为基础的两种计算方法。《规范》采用的是前者。变角度空间桁架模型的基本假定：（1）混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成桁架的斜压杆，其倾角为；（2）纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；（3）忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用。8.3纯扭构件的扭曲截面承载力第8章受扭构件的扭曲截面承载力8.3纯扭构件的扭曲截面承载力bcorbcorcosNdF4dqF2qbcorsNbcorctg

7、q(c)变角度空间桁架模型第8章受扭构件的扭曲截面承载力8.3纯扭构件的扭曲截面承载力设薄壁厚度为，薄壁周长取箍筋内口尺寸所围成的长度，用表示，则，设扭矩T在箱形截面薄壁混凝土中产生的斜向压力沿薄壁单位长度上的环向分量（剪力流）为，且，则法向分量为根据平衡条件，有即即(a)第8章受扭构件的扭曲截面承载力8.3纯扭构件的扭曲截面承载力取截面任一侧边的一条完整斜裂缝区段为研究对象，根据平衡条件有：bcorbcorcosNdF4dqF2qbcorsNbcorctgq(c)代入，即(b)变角度空间桁架模型联立（a