第七章 混凝土构件受扭性能.ppt

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1、第七章混凝土构件受扭性能同济大学土木工程学院建筑工程系顾祥林混凝土结构基本原理一、工程实例平衡扭转----静定问题约束扭转----超静定问题受扭构件中通常也配置纵筋和箍筋以抵御扭矩二、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，一边受压二、纯扭构件的破坏特征1.钢筋混凝土纯扭构件T(T)T(T)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，有不同的破坏形态二、纯扭构件的破坏特征1.钢筋混凝土纯扭构件破坏形态少筋破坏：裂后

2、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亦可用砂堆比拟导出三、纯扭构件的开裂扭矩1.矩形截面纯扭构件d2d1F2F2F1F1bhb/2b/2理想弹塑性材料混凝土材料并非理想弹塑性材料，故可取三、纯扭构件的开裂扭矩2.T形、

3、I形截面纯扭构件bf’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倍三、纯扭构件的开裂扭矩3.闭口薄壁纯扭构件砂堆体积=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Wt四、矩形截面纯扭构件承载力1.基本假定TF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2stF1+F1=Ast1stsT箍筋纵筋裂缝*箱形截面：忽略核心区混凝土的作用*空间桁架*混凝土开裂后不承受拉力

4、*忽略混凝土斜杆的抗剪作用*忽略纵筋和箍筋的销栓作用四、矩形截面纯扭构件承载力2.承载力计算分析TF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2stF1+F1=Ast1stsT箍筋纵筋裂缝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四、矩形截面纯扭构件承载力2.承载力计算分析纵筋的拉力hq=TtetebAcorTF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNs

5、vthcorctg含一完整斜裂缝的隔离体对隔离体ABCD相应其它三个面的隔离体四、矩形截面纯扭构件承载力2.承载力计算分析纵筋的拉力hq=TtetebAcorTF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsvthcorctg含一完整斜裂缝的隔离体如果配筋适中，纵筋可以屈服四、矩形截面纯扭构件承载力2.承载力计算分析箍筋的拉力hq=TtetebAcorTF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF

6、1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsvthcorctg对斜裂缝上半部分的隔离体ACD取斜裂缝的上半部分作为隔离体如果配筋适中，箍筋亦可以屈服四、矩形截面纯扭构件承载力2.承载力计算分析纵筋与箍筋的配筋强度比hq=TtetebAcorTF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsvthcorctg纵筋与箍筋配筋强度比消去q四、矩形截面纯扭构件承载力

7、2.承载力计算分析抗扭承载力的计算公式hq=TtetebAcorTF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcorcosNdBDF2dqF1qhcorACsNsvthcorctg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五、实用抗扭承载力计算公式1.矩形截面考虑混凝土和钢