混凝土受扭構(gòu)件承載力PPT

1、第9章 受扭構(gòu)件承載力9.1 概 述9.2 開裂扭距9.3 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算9.4 彎剪扭構(gòu)件的扭曲承載力計(jì)算1.受扭構(gòu)件的類型平衡扭轉(zhuǎn):若構(gòu)件中的扭矩可以直接由荷載靜力平衡條件求出,與構(gòu)件剛度無關(guān),則稱為平衡扭轉(zhuǎn)。約束扭轉(zhuǎn):在超靜定結(jié)構(gòu)中，扭距是由相鄰構(gòu)件的變形受到約束而產(chǎn)生的，扭距大小與受扭構(gòu)件的抗扭剛度有關(guān)，稱為約束扭。1. 混凝土開裂前 的應(yīng)力狀態(tài)TaaTbhTbh2. 矩形截面開裂扭矩若將混凝土視為彈性材料，則當(dāng) 時(shí)，構(gòu)件將出現(xiàn)裂縫，此時(shí)開裂扭矩為 （91）式中a 為與 h/b 有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)h/b110時(shí)， a 0.208 0.313 。若將混凝土視為理想的彈塑性材料，則其塑性極

2、限扭矩為（92）式中 Wt 為截面抗扭塑性抵抗矩。試驗(yàn)表明：1時(shí)，取ah 1。箱形截面受扭塑性抵抗矩為（919）2) 對(duì)T形和I形截面fbhfhbfbhfhbbfhf截面劃分的原則：保持腹板截面的完整性腹板截面受扭塑性抵抗矩為（920）受壓翼緣截面受扭塑性抵抗矩為（921）受拉翼緣截面受扭塑性抵抗矩為每個(gè)矩形截面的扭距設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算（922）（1）腹板（923）（2）受壓翼緣（924）（3）受拉翼緣（925）1. 破壞形態(tài)MTV在 M、V 和 T 的共同作用下，構(gòu)件的破壞形態(tài)與三個(gè)力的比例和配筋情況有關(guān)。1）彎型破壞MTV特點(diǎn)M 較大，V 較小破壞面為翹曲面縱筋配量合適時(shí)，破壞時(shí)縱筋先屈服

3、后混凝土被壓壞T 的存在使構(gòu)件受彎承載力降低2）扭型破壞特點(diǎn)MTV00.40.21.00.80.60.40.20.60.81.01.41.2TT0MM0g=3.00g=2.00g=1.00彎型破壞扭型破壞圖 彎扭相關(guān)關(guān)系T 較大，M 和 V 較小g=fyAs/fyAs1受壓鋼筋受拉先屈服，底部混凝土被壓壞承載力由壓鋼筋的配筋量控制M對(duì)受扭承載力有一定提高對(duì)稱配筋，總是受拉鋼筋先屈服，而不會(huì)發(fā)生扭型破壞3）剪扭型破壞特點(diǎn)MTVM較小，當(dāng)T較大時(shí)，破壞以受扭破壞為主；當(dāng)V較大時(shí)，破壞以受剪破壞為主截面某一長邊的混凝土被壓碎而導(dǎo)致構(gòu)件破壞，若配筋適量，構(gòu)件破壞時(shí)，與斜裂縫相交的縱筋和箍筋達(dá)到屈服V和

4、T共同作用下的承載力均小于其單獨(dú)作用下的承載力V和T的相關(guān)關(guān)系接近于四分之一圓1.00.80.60.40.20.20.40.60.81.00T0CTCVVcc01.00.80.60.40.20.20.40.60.81.00T0TVV01.22.規(guī)范計(jì)算方法在M、V和T的共同作用下1）鋼筋采用疊加原理2）混凝土考慮相關(guān)性受彎縱筋計(jì)算受彎縱筋A(yù)s和As按彎矩設(shè)計(jì)值M由正截面受彎承載力計(jì)算確定剪扭配筋計(jì)算（926）1.00.80.60.40.20.20.40.60.81.00T0CTCVVcc00.50.51.41.21.21.41.51.5btbt1.5-0.5 時(shí)，0.5 時(shí)，或0.5 時(shí)，令（

5、927）則有由式（927）可得所以將Vc和Tc用剪力和彎矩設(shè)計(jì)值V和T替代則有（928）（929）剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù)；當(dāng)bt1時(shí)，取 bt 1。因?yàn)槿羧〈胧剑?28）可得代入式（928）可得（931）若取代入式（928）可得（932）對(duì)于一般有腹筋的剪扭構(gòu)件，其受扭和受彎承載力分別為（930）3.剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算1. V和T共同作用下的矩形截面剪扭構(gòu)件剪扭構(gòu)件的受扭承載力（933）一般剪扭構(gòu)件的受剪承載力（934）集中荷載作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件(包括作用有多種荷載，且其中集中荷載對(duì)支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣產(chǎn)生的剪力值占總剪力的75以上的情況）（935）2. V和T共同作用下的箱形截面

6、剪扭構(gòu)件剪扭構(gòu)件的受扭承載力（936）一般剪扭構(gòu)件的受剪承載力（934）（937）集中荷載作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件（935）（938）注:對(duì)于箱形截面，上述各式中3. V和T共同作用下的T和I形截面剪扭構(gòu)件計(jì)算受扭承載力時(shí)，將截面劃分成若干個(gè)矩形截面，其原則是保持腹板截面的完整性。按各截面所承擔(dān)的扭矩分別進(jìn)行承載力計(jì)算。截面限制條件當(dāng)hw/b(或hw/tw)4時(shí)當(dāng)hw/b(或hw/tw)6時(shí)（939）（940）當(dāng)4hw/b(或hw/tw)2時(shí)，取T/Vb2 。受扭縱筋的間距不應(yīng)大于200mm和梁寬；截面四角必須布置鋼筋，其余沿周邊均勻布置。同時(shí)要考慮縱筋在支座內(nèi)的錨固。2.彎剪扭構(gòu)件受彎縱向鋼筋的

7、最小配筋率按受彎構(gòu)件的最小配筋率計(jì)算。彎剪扭構(gòu)件總的最小配筋率是受扭縱向鋼筋的最小配筋率和受彎縱向鋼筋的最小配筋率之和3.彎剪扭構(gòu)件受剪扭箍筋的配筋率要滿足（943）箍筋必須采用封閉式；位于截面內(nèi)部的箍筋不應(yīng)計(jì)入；箍筋的末端應(yīng)做成135o彎鉤，其直線段長度不應(yīng)小于10d。4.配筋方法+=+= 【例91】框架梁計(jì)算簡圖如圖示，a=500mm，截面b*h=400*500mm2,集中荷載設(shè)計(jì)值P=200kN,梁上均布荷載和自重設(shè)計(jì)值q=10kN/m。采用C30級(jí)混凝土，縱筋采用HRB400級(jí)，箍筋采用HRB335級(jí)。計(jì)算該梁的配筋。qP6.00.55050180165180130100130100M圖 （kNm)T圖 （kNm)V圖 （kN)【解】(1) 內(nèi)力計(jì)算支座截面彎矩跨中截面彎矩扭 矩支座截面剪力跨中截面剪力(2) 截面驗(yàn)算計(jì)算參數(shù)混凝土保護(hù)層厚度取截面滿足要求需要計(jì)算配筋(3) 受彎承載力計(jì)算支座截面滿足最小配筋率要求跨中截面滿足最小配筋率要求(4) 確定剪扭計(jì)算方法集中荷載產(chǎn)生的剪力/總剪力為:100/130=76.9%75%要考慮剪跨比的影響。3故取應(yīng)考慮剪力的影響應(yīng)考慮扭矩的影響(5) 受剪計(jì)算 1.0故取試取雙只箍，即 n=2(6) 受扭計(jì)算取 2滿足最小配筋率要求(7) 驗(yàn)算最