混凝土结构设计原理第六章受扭构件ppt课件.ppt

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1、第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算§6.1概述§6.2受扭构件的试验研究§6.3建筑工程中受扭构件承载力计算§6.4公路桥涵工程中受扭构件承载力计算§6.1概述第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算平衡扭转协调扭转或附加扭转扭矩由荷载作用直接产生，其值可由静力平衡条件直接求出，扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度无关。超静定结构中由于变形的协调使截面产生扭转，扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有关。第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算协调扭矩的设计方法：⑴《规范》设计法《规范》规定支承梁（框架边梁）的扭矩宜采用考虑内力重分布的分析方法，将支承梁按弹性分析所得的梁端扭矩内力设计值进行调整

2、，T=（1-）T弹⑵零刚度设计法国外一些国家规范通常采用的方法。假定支承梁（框架边梁）的截面抗扭刚度为零，则框架边梁的扭矩内力值为零。在支承梁内只配置相当于开裂扭矩时所需的受扭构造钢筋，用以满足支承梁的延性和裂缝宽度限值的要求。§6.2受扭构件的试验研究6.2.1素混凝土纯扭构件的受力性能最大扭转剪应力max发生在截面长边中点处，由产生的主拉应力tp和主压应力cp，作用在与构件轴线成45°的方向。第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算第一条裂缝出现在构件的长边（侧面）中点m，与构件轴线成450方向，斜裂缝出现后逐渐变宽以螺旋型发展到构件顶面和底面，在顶面也大致沿

3、450方向延伸到b点和d点，形成三面受拉开裂，一面受压（cd侧）的空间斜曲面，直到cd面混凝土压坏，破坏面是一空间扭曲裂面，构件破坏突然，为脆性破坏。第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算6.2.2钢筋混凝土纯扭构件的受力性能混凝土中应配置抗扭钢筋，为了最有效地发挥抵抗扭矩作用，抗扭钢筋应做成与构件轴线成45°角的螺旋钢筋，其方向与主拉应力方向一致。但这种螺旋钢筋施工复杂，也不能适应扭矩方向的改变，实际工程采用沿构件截面周边均匀对称布置的纵向钢筋和沿构件长度方向均匀布置的封闭箍筋作为抗扭钢筋。钢筋混凝土纯扭构件在混凝土开裂以前钢筋应力是很小的，所配置的抗扭钢筋不能有效地提

4、高受扭构件的开裂扭矩，但却能较大幅度地提高受扭构件破坏时的极限扭矩值。第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算6.2.3钢筋混凝土受扭构件的破坏特征⑴适筋纯扭破坏（箍筋和纵筋配置都合适）随着扭矩荷载不断增加，主斜裂缝相交的纵筋和箍筋相继达到屈服强度，同时混凝土裂缝不断开展，最后形成三面开裂，一面受压的空间扭曲破坏面，进而受压区混凝土被压碎而破坏，属延性破坏。适筋构件受力状态作为设计的依据。第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算⑵少筋纯扭破坏（箍筋和纵筋配置数量过少时）混凝土开裂后，混凝土承担的拉力转移给钢筋，钢筋快速达到屈服强度并进入强化阶段，破坏扭矩与开裂扭矩接近，破坏无预兆

5、，属于脆性破坏。为了防止这种少筋破坏，《混凝土结构设计规范》规定，受扭箍筋和纵向受扭钢筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率，并应符合受扭钢筋的构造要求。第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算⑶超筋纯扭破坏（箍筋和纵筋配置数量过多时）当纵向钢筋和箍筋配置过多或混凝土强度等级太低，会发生纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先被压碎的现象，钢筋未充分发挥作用，属脆性破坏。如果纵筋和箍筋比率相差较大，在破坏时发生纵筋和箍筋不能同时达到屈服强度情况，此类构件称部分超配筋构件。部分超配筋构件破坏时，具有一定延性，但较适筋构件延性小。为了避免此种破坏，《混凝土结构设计规范》对构件的截面

6、尺寸作了限制，间接限定抗扭钢筋最大用量。第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算§6.3建筑工程中受扭构件承载力计算6.3.1纯扭构件承载力计算1矩形截面钢筋混凝土纯扭构件⑴开裂扭矩Tcr由于受扭构件混凝土即将出现裂缝时，混凝土极限拉应变很小，钢筋的应力很小，钢筋的配置对构件提高开裂扭矩作用不大，因此在进行开裂扭矩计算时可忽略钢筋的影响，按素混凝土构件进行计算。第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算弹性分析（图a）：将混凝土视为弹性材料，按材料力学公式塑性分析（图b）：将混凝土视为理想的塑性材料第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算混凝土是介于二者之间的弹塑性材料，对于低强度等

7、级混凝土，具有一定的塑性性质；对于高强度等级混凝土，其脆性显著增大，截面上混凝土剪应力不会出现理想塑性材料那样完全的应力重分布，而且混凝土应力也不会全截面达到抗拉强度ft。故实际梁的扭矩抗力介于弹性分析和塑性分析结果之间。采用理想塑性材料理论计算值乘以一个降低系数。《混凝土结构设计规范》统一取为0.7，故开裂扭矩计算公式为：按弹性理论计算的Tcr比试验值低，按塑性理论计算的Tcr比试验值高。第6章钢筋混凝土受扭构件承载力计算⑵矩形截面钢筋混凝土纯扭构件承载力计算变角空间桁架理论简介混凝土受扭构件，其核心部分混凝土对产生抵抗扭矩贡献甚微，因此可以将其