混凝土结构原理叶燕华刘立新版武汉理工大学出版攀枝花大学同步课件讲课稿.ppt

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1、混凝土结构原理叶燕华刘立新版武汉理工大学出版攀枝花大学同步课件二、纯扭构件的破坏特征1.素混凝土纯扭构件Tmax裂缝1122T(T)T(T)受压区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，一边受压三、纯扭构件的开裂扭矩1.矩形截面纯扭构件bhmaxbhftftftftd2d1F2F2F1F1bhb/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d2d1F2F2F1F1bhb/2b/2理想弹塑性材料混凝土材料并非理想弹塑性材料，故可取2.T形、I形截面纯扭构件5.1.2矩形截面纯扭构件配筋计算5.1.2.1受扭构件的试验研究分析

2、当扭矩很小时，混凝土未开裂，钢筋拉应力也很低，构件受力性能类似于无筋混凝土截面。随着扭矩的增大，在某薄弱截面的长边中点首先出现斜裂缝，此时扭矩稍大于开裂扭矩Tcr。斜裂缝出现后，混凝土卸载，裂缝处的主拉应力主要由钢筋承担，因而钢筋应力突然增大。当构件配筋适中时，荷载可继续增加，随之在构件表面形成连续或不连续的与纵轴线成约35º～55º的螺旋形裂缝。扭矩达到一定值时，某一条螺旋形裂缝形成主裂缝，与之相交的纵筋和箍筋达到屈服强度，截面三边受拉，一边受压，最后混凝土被压碎而破坏。破裂面为一空间曲面。1）少筋破坏当纵筋和箍筋中只要有一种配置不足时便会出现此种破坏。斜裂缝一旦出现，其中配

3、置不足的钢筋便会因混凝土卸载很快屈服，使构件突然破坏。破坏属于脆性破坏，类似于粱正截面承载能力时的少筋破坏。设计中通过规定抗扭纵筋和箍筋的最小配筋率来防止少筋破坏；2）适筋破坏如前所述，当构件纵筋和箍筋都配置适中时出现此种破坏。从斜裂缝出现到构件破坏要经历较长的阶段，有较明显的破坏预兆，因而破坏具有一定的延性。4）部分超筋破坏当纵筋或箍筋其中之一配置过多时出现此种破坏。破坏时混凝土被压碎，配置过多的钢筋达不到屈服，破坏过程有一定的延性，但较适筋破坏的延性差。3）超筋破坏当纵筋和箍筋都配置过多时出现此种破坏。破坏时混凝土被压碎，而纵筋和箍筋都不屈服，破坏突然，而延性差，类似于梁正

4、截面设计时的超筋破坏。设计中通过规定最大配筋率或限制截面最小尺寸来避免。fy——纵向钢筋抗拉强度设计值；根据试验，当0.5≤ζ≤2.0时，破坏时纵筋和箍筋都能达到屈服。但为了稳妥起见，《规范》规定0.6≤ζ≤1.7。当ζ=0.2左右时，效果最佳。因此设计时通常取ζ=1.2～1.3。Ast1——对称布置的全部纵向钢筋截面面积；Ucor——截面核芯部分周长。纵筋和箍筋的配筋强度比，即纵筋与箍筋对应的体积比和强度比的乘积5.1.2.2纯扭构件抗扭承载力计算1）矩形截面式中fyv——抗扭箍筋抗拉强度设计值；Ast1——抗扭箍筋的单肢截面面积，s——抗扭箍筋的间距；Acor——截面核芯部

5、分面积，即由箍筋内表面所围成的截面面积；构造：【例题5.1】已知钢筋混凝土矩形截面纯扭构件，b*h=200mm*400mm,承受的扭矩设计值T=8.6kN.m，混凝土C30，纵筋与箍筋均为HPB235级，计算其抗扭纵筋与箍筋。5.1.3T形或工字形截面对于T形或工字形截面构件，《规范》将其划分为若干个矩形截面，然后按矩形截面分别进行配筋计算。矩形截面划分的原则是首先保证腹板截面的完整性，然后再划分受压和受拉翼缘，如图所示。划分的矩形截面所承担的扭矩，按其受扭抵抗矩与截面总受扭抵抗矩的比值进行分配。截面总的受扭塑性抵抗矩为有效翼缘宽度应满足bf'≤b+6hf'及bf≤b+6hf的

6、条件，且hw/b≤6。5.2弯、剪、扭构件的承载力计算5.2.1扭矩对受弯、受剪承载力的影响1）弯型破坏在配筋适当的条件下，扭弯比较小时，裂缝首先在构件弯曲受拉的底面出现，然后向两侧面发展，破坏时底面和两侧面开裂，形成螺旋形扭曲破坏面，与之相交的纵筋及箍筋都达到受拉屈服强度，最后使处于弯曲受压的顶面压碎而破坏。2）扭型破坏当扭弯比和扭剪比都比较大且构件顶部纵筋少于底部纵筋时，尽管弯矩作用使顶部纵筋受压，但由于顶部纵筋少于底部纵筋，在构件顶部由扭矩产生的拉应力超过弯矩所产生的压应力，使顶部首先开裂，裂缝向两侧延伸，破坏时顶部及两侧面开裂，形成螺旋形扭曲破坏面，与之相交的钢筋达到其

7、抗拉屈服强度，最后使构件底面受压而破坏。3）剪扭型破坏当剪力和扭矩都较大时，由于剪力与扭矩所产生的剪应力的相互迭加，首先在其中一个侧面出现裂缝，然后向顶面和底面扩展，使该侧面、顶面和底面形成扭曲破坏面，与之相交的纵筋与箍筋都达到其抗拉屈服强度，最后使另一侧面被压碎而破坏。βt——剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数,0.5≤βt≤1.0。5.2.2弯、剪、扭构件承载力的计算公式在用以上各式进行计算时，当βt<0.5时，不考虑扭矩对混凝土受剪承载力的影响，即取βt=0.5，当βt>1.0时，不考剪