学习目标掌握矩形截面受扭构件的破坏形态、变角空间桁架计.ppt

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1、学习目标▲掌握矩形截面受扭构件的破坏形态、变角空间桁架计算模型、受扭承载力的计算方法；▲掌握弯剪扭构件的配筋计算方法；▲熟悉受扭构件的构造要求。第八章受扭构件的受力性能与设计教学提示▲应对基于变角度空间桁架计算模型建立纯扭构件承载力计算公式的原理予以重点阐述。▲对剪扭相关性应予以重点讲述。▲对弯剪扭构件承载力计算时，混凝土以及钢筋提供抗力的相关性应予以重点讲述。▲本章的难点是变角度空间桁架模型。第八章受扭构件8.1概述平衡扭转和协调扭转一、受扭构件的概念截面上有扭矩作用，且扭矩值不可忽略的构件。二、受扭构件的分类纯扭剪扭土木工程中少见；弯扭弯剪扭：土木工程中常见。第八章受扭构

2、件扭矩由荷载直接引起，其值可由平衡条件直接求出。1、平衡扭转（1）平衡扭转的概念（2）平衡扭转的实例雨蓬梁吊车梁mt框架边梁（边梁的抗扭刚度大时，mt就大）第八章受扭构件2、协调扭转（1）协调扭转的概念（2）协调扭转的实例在超静定结构，其扭矩值需变形协调条件才能确定。第八章受扭构件第八章受扭构件受扭钢筋的组成8.2纯扭构件的试验研究受扭纵筋受扭箍筋bcorbhcorhAcorS第八章受扭构件8.2纯扭构件的试验研究8.2.1裂缝出现前的性能1、开裂前，受力性能大体符合弹性扭转理论；钢筋应力很低；T-j关系呈线性；2、开裂前，最大剪应力tmax发生在截面长边中点；tmax适筋破

3、坏T(kN.m)j(rad/mm)第八章受扭构件3、开裂时，部分混凝土退出工作，钢筋应力明显增大；4、开裂后，扭转刚度明显降低；5、开裂后，混凝土受压，受扭纵筋和箍筋受拉；6、开裂后，裂缝呈螺旋状，构件长边上有一条裂缝发展成为临界裂缝；T=0~Tu前侧面底面后侧面顶面8.2.2裂缝出现后的性能——针对适筋受扭构件第八章受扭构件7、最后，与临界裂缝相交的箍筋和纵筋屈服，另一个长边上的混凝土受压破坏，构件达到极限扭矩。箍筋和纵筋先屈服，混凝土后压坏。与适筋梁类似，延性破坏。混凝土压坏，钢筋一种屈服、另一种未屈服。钢筋未屈服，混凝土先压坏。与超筋梁类似，脆性破坏。一旦开裂，构件立即

4、破坏。与少筋梁类似，脆性破坏。▲纯扭构件的四种破坏形态（1）适筋破坏：“箍筋和纵筋的配置”均合适时：（2）部分超筋破坏：“箍筋和纵筋的配置”相差过大时：（3）超筋破坏：“箍筋和纵筋的配置”均过多时：（4）少筋破坏：“箍筋和纵筋的配置”均过少时：第八章受扭构件应避免应避免宜避免假定混凝土为理想弹塑性材料，开裂时，截面上各点应力均达到ft第八章受扭构件1、按塑性理论计算hft45oftftftb8.3纯扭构件的扭曲截面承载力8.3.1开裂扭矩的计算塑性剪应力分布Wt－－截面受扭塑性抵抗矩式中第八章受扭构件2、按弹性理论计算假定混凝土为理想弹性材料，开裂时，截面长边中点的最大剪应力

5、达到ft45o45o135oTtmax弹性剪应力分布时，第八章受扭构件3、《规范》计算公式建工道桥第八章受扭构件8.3.2扭曲截面受扭承载力的计算计算理论有变角空间桁架模型斜弯理论▲变角空间桁架模型1、基本假定（1）混凝土只承受压力；（2）纵筋与箍筋只承受拉力；（3）忽略中心部分混凝土的抗扭作用。Tssbcorhcor第八章受扭构件FFFFHhHbHhHbChChCbCbVhVhVbVb纵筋—受拉弦杆；箍筋—受拉腹杆；2、模型的组成斜裂缝间砼—受压腹杆。Tssbcorhcor第八章受扭构件FFFFHhHbHhHbChChCbCbVhVhVbVbVhVhVbVbFFFFHh

6、HbHhHbVhVhVbVb3、极限承载力分析a）Tu=Vhbcor+VbhcorTssbcorhcorq=qtctg第八章受扭构件qqqqb）Tu用q表示Tu=2qAcorc）令d）从前壁取单元体qqqqqlqtctg2=ql/qt=ql=qctgqt=qtg第八章受扭构件e）将q代入Tu=2qAcor得a）由ctg2=可见，斜压杆角度随z而变化，故称变角空间桁架模型。b）试验表明，斜压杆角度在30°~60°之间。c）推导Tu时，假定纵筋与箍筋都已屈服。d）变角空间桁架模型推导结果的意义在于确定了钢筋抗扭项的参数。（4）几点说明第八章受扭构件8.3.3

7、按《规范》的配筋计算方法1、矩形截面纯扭构件的受扭承载力0.350.71.02.02.01.00由试验得:=0.35=1.2推得第八章受扭构件建工其中道桥其中第八章受扭构件2、箱形截面纯扭构件的受扭承载力bcorhcortwbhhwt’wt’whh建工其中Wt=?第八章受扭构件bcorhcort1bhwt2t2h道桥其中第八章受扭构件3、T形、I形截面纯扭构件的受扭承载力（1）划分截面；（2）分配扭矩；（3）按分配到的扭矩进行受扭承载力计算。bbf'hf'hfhwhbf腹板受压翼缘受拉翼缘建工道桥▲