钢筋混凝土结构原理 第五章 受扭构件课件.ppt

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1、电子教案适用专业：土木工程（路桥方向）湖南科技大学土木工程学院路桥系舒小娟钢筋混凝土结构设计第五章受扭构件承载力计算纯扭构件破坏特征矩形截面纯扭构件承载力弯、剪、扭构件承载力计算抗扭承载力公式的应用钢筋混凝土结构设计5.1纯扭构件破坏特征素混凝土纯扭构件先在某长边中点开裂形成一螺旋形裂缝，一裂即坏三边受拉，一边受压5.1.1纯扭构件破坏特征受压区Tmax裂缝1122T(T)T(T)5.1.1纯扭构件破坏特征钢筋混凝土纯扭构件开裂前钢筋中的应力很小开裂后不立即破坏，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T(T)

2、T(T)5.1.1纯扭构件的破坏特征钢筋混凝土梁破坏形态少筋破坏：裂后钢筋应力激增，构件破坏适筋破坏：裂后钢筋应力增加，继续开裂，钢筋屈服，混凝土压碎，构件破坏超筋破坏：裂后钢筋应力增加，继续开裂，混凝土压碎，构件破坏，钢筋未屈服部分超筋破坏：裂后钢筋应力增加，继续开裂，混凝土压碎，构件破坏，纵筋或箍筋未屈服设计时应避免出现5.1.2纯扭构件的开裂扭矩d2d1F2F2F1F1bhb/2b/2弹性材料理想弹塑性材料矩形截面的抗扭塑性抵抗矩，亦可用砂堆比拟导出混凝土材料并非理想弹塑性材料，故可取1.矩形截面纯扭构件5.1.2纯扭构件的开裂扭矩b

3、f’bhhf’1’3’2’132用1‘2’3‘填补123简化成三棱柱对T形I形截面的受扭构件，可分成若干个矩形求Tcri。再求和Tcri。划分矩形的原则：使Wt最大。以T形截面为例同理试验表明，挑出部分不应超过翼缘厚度的3倍2.T形、I形截面纯扭构件5.1.2纯扭构件的开裂扭矩砂堆体积=相应实心砂堆体积–将空心部分看作是实心而得的砂堆体积得出Wt3.闭口薄壁截面对于箱形截面，计算方法采用外矩形Wt-内空心矩形Wthbt1t25.2矩形截面纯扭构件承载力TuF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2st

4、F1+F1=Ast1stsT箍筋纵筋裂缝（1）箱形截面：忽略核心区混凝土的作用（2）变角度空间桁架模型（3）混凝土开裂后不承受拉力（4）忽略混凝土斜杆的抗剪作用（5）忽略纵筋和箍筋的销栓作用5.2.1计算基本假定5.2.2承载力计算分析—剪力流概念hq=TtetebAcor定义剪力流抗扭承载力剪力流中心线所包围的面积抗扭承载力TuF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2stF1+F1=Ast1stsT箍筋纵筋裂缝5.2.2承载力计算分析——纵筋拉力分析纵筋的拉力：对隔离体ABCDhco

5、rhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsthcorctg含一完整斜裂缝的隔离体TuF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2stF1+F1=Ast1stsT箍筋纵筋裂缝hq=TtetebAcor相应其它三个面的隔离体类似分析5.2.2承载力计算分析纵筋的拉力如果配筋适中，纵筋可以屈服TuF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2stF1+F1=Ast1stsT箍筋纵筋裂缝hcorhcorcosNdBDF2dqF1qhc

6、orACsNsthcorctg5.2.2承载力计算分析——箍筋拉力分析hq=TtetebAcorTuF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsthcorctg对斜裂缝下半部分的隔离体ABC，隔离体竖向外力合力为0，即箍筋合力等于侧边剪力流合力。取斜裂缝的下半部分作为隔离体如果配筋适中，箍筋亦可以屈服5.2.2承载力计算分析纵筋与箍筋的配筋强度比hq=TtetebAcorTuF

7、4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsthcorctg纵筋与箍筋配筋强度比消去q5.2.2承载力计算分析抗扭承载力的计算公式反映配筋对抗扭承载力的贡献，对任意形状的薄壁构件可导出类似的公式消去hcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsthcorctg5.2.3《公路桥规》矩形截面纯扭构件承载力计算考虑混凝土和钢筋的共同贡献，经回归分析得出实用计算公式

8、为保证纵、箍筋均能屈服，建议取0.6~1.7，当>1.7时，取=1.7，常用值的区间为1.0~1.2箍筋内皮所包围的面积，取截面尺寸减去保护层厚度算得最小抗扭钢