扭曲截面承载力计算.pdf

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1、承载能力极限状态计算主要内容纯扭构件受扭承载力扭曲截面承载力计算弯剪扭构件受扭承载力受扭构件的适用条件弯剪扭构件计算步骤李秀领计算例题2011-08-2821.1破坏特征1纯扭构件受扭承载力破坏特征纯扭在建筑工程结构中很少，大多数情况的结构是受弯矩，剪力和扭矩的复合作用。破坏类型开裂扭矩的计算根据结构扭矩内力形成的原因，结构扭矩可分为两种类型：抗扭承载力计算平衡扭转协调扭转或附加扭转341.1破坏特征1.1破坏特征约束扭转平衡扭矩—静定受扭构件（如雨蓬梁，吊车梁），协调扭矩—超静定受扭构件（如平面折梁、边框架扭矩不随构件刚度变化而变化。主梁），与抗

2、扭刚度有关且会产生内力重分布。由平衡条件引起的扭转，其扭矩在梁内不会产生内力重分在超静定结构，若扭矩是由相邻构件的变形受到约束而产布。生的，扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有关，由结构的变构件中的扭矩可以直接由荷载静力平衡求出，与构件刚度形连续条件决定，称为协调扭矩或附加扭矩。无关，如图所示支承悬臂板的梁、偏心荷载作用下的梁对于协调扭矩，由于受扭构件在受力过程中的非线性性（箱形梁、吊车梁），称为平衡扭转。质，扭矩大小与构件受力阶段的刚度比有关，不是定值，需要考虑内力重分布进行扭矩计算。5611.1破坏特征1.1破坏特征T扭转角φcr裂缝出现后，构件Tu（deg/m）裂缝

3、出现前，钢筋混凝土纯扭构件的受力性能，符合圣维南弹按弹性理论截面的扭转刚度降性扭转理论。图中所示为理论计低，受扭钢筋用量越TcrT(kN·m)少，构件截面的扭转算曲线与试验曲线的对比关系。T(kN·m)扭矩箍纵筋筋扭矩刚度降低越多。屈屈服服箍筋拉应变(106)s扭转角φ（deg/m）图构件开裂后性能78图开裂前性能1.1破坏特征1.1破坏特征在扭矩作用下，截面上任何一点只有剪应力，矩形试验表明，裂缝出现后，在带有裂缝的混凝土和截面受扭构件最大剪应力max发生在截面长边中点。钢筋共同组成新的受力体系中，混凝土受压，受扭纵筋和箍筋均受拉。由于剪应力产生的主拉应力和主压

4、应力分别与纵轴矩形截面钢筋混凝土受扭构件的初始裂缝一般发成45°和135°，其大小就等于剪应力。生于剪应力最大处，即截面长边的中点附近且与构件轴线约呈45°角。此后，这条初始裂缝逐渐向两边缘延伸并相继出现许多新的螺旋形裂缝。钢筋和混凝土应力不断增大，直至构件破坏。max9T1.1破坏特征1.1破坏特征当主拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在构件中某抗扭钢筋有两种：抗扭纵筋和抗扭箍筋，两者不可个薄弱部位形成裂缝，裂缝沿主压应力迹线迅速延缺一，抗扭纵筋应沿构件截面的周边均匀布置。伸。当主拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在构件中某对于素混凝土构件，开裂会迅速导致构件破坏，破个

5、薄弱部位形成裂缝，拉力卸给钢筋。随荷载增加，坏面呈一空间扭曲曲面。裂缝沿主压应力迹线迅速延伸，并且形成许多新的裂缝，构件表面形成连续的螺旋状裂缝。maxT1221.1破坏特征1.1破坏特征当接近极限扭矩时，在构件长边上有一条裂缝发展构件的抗扭承载力与抗扭钢筋用量有关，抗扭钢筋成为临界裂缝，并向短边延伸，与这条空间裂缝相交有抗扭箍筋和抗扭纵筋两部分组成，这两种钢筋的数的箍筋和纵筋达到屈服，最后在另一个长边上的混凝量和强度相对大小对构件的承载力有一定影响。土受压破坏，达到极限扭矩。试验表明：当抗扭箍筋相对较少时，抗扭强度由抗扭箍筋控制，即多配的纵筋起不到提高抗扭强度作用，当

6、纵筋配置较少时，抗扭强度由抗扭纵筋控制。13141.1破坏特征1.1破坏特征T()由前述主拉应力方向可见，受扭构件最有效的配筋形素混凝土纯扭构件T式是沿主拉应力迹线呈螺旋形布置。但螺旋形配筋施工复杂，且不能适应变号扭矩作用。素混凝土纯扭构件21因此，实际受扭构件的配筋是采用箍筋与抗扭纵筋形1Tmax成的空间配筋方式。2先在某长边中点开裂裂缝T()T形成一螺旋形裂缝，一裂即坏受压区三边受拉，一边受压1516图抗扭骨架1.1破坏特征1.2破坏类型钢筋混凝土纯扭构件T(T)抗扭钢筋配筋率对受扭构件受力性能的影响钢筋混凝土纯扭构件裂缝出现前，与素混凝土几乎一样

7、，扭矩与扭转角基本呈线性关系；裂缝出现后，裂缝处原来由混凝土承担的主拉应力主开裂前钢筋中的应力很小要改由与裂缝相交的钢筋承担。在此转换过程中，扭矩与扭转角关系曲线出现一个小的水平段。T(T)构件还能继续承受更大扭矩，但抗扭刚度显著变化。配筋率越低的构件，其开裂后抗扭刚度下降越多。开裂后不立即破坏，裂缝可以不断增加，随着钢筋用量的不同，有不同的破坏形态171831.2破坏类型1.2破坏类型按照配筋率的不同，受扭构件的破坏形态适筋破坏：也可分为适筋破坏、少筋破坏、部分超筋箍筋和纵筋配