鋼筋混凝土受扭構(gòu)件

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1、第七章鋼筋混凝土受扭構(gòu)件主講：閆亞光第七章鋼筋混凝土受扭構(gòu)件概述1純扭構(gòu)件承載力計算2剪扭和彎扭構(gòu)件承載力計算33彎剪扭構(gòu)件承載力計算4Back本章主要介紹鋼筋混凝土矩形截面純扭構(gòu)件承載力、剪扭構(gòu)件承載力、彎扭構(gòu)件承載力、彎剪扭構(gòu)件承載力的計算和受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求，重點是剪扭相關(guān)性和疊加原理。本章提要第七章鋼筋混凝土受扭構(gòu)件截面上作用有扭矩的構(gòu)件稱為受扭構(gòu)件。下圖所示的雨篷梁、框架的邊梁和廠房中的吊車梁等就是受扭構(gòu)件。一、工程中常見的受扭構(gòu)件7.1概述圖7.1受扭構(gòu)件受扭構(gòu)件所受扭矩分為(a)平衡扭矩和(b)協(xié)調(diào)扭矩。工程中的純扭構(gòu)件很少，

2、一般同時在截面上作用有剪力和彎矩。如雨篷梁截面上同時有扭矩、剪力和彎矩。平衡扭矩由荷載直接作用，可用平衡條件直接求得的扭矩稱平衡扭矩。如廠房中受吊車橫向剎車力作用的吊車梁、雨蓬梁、曲梁和螺旋樓梯都屬于這一類扭矩作用的構(gòu)件。7.1概述協(xié)調(diào)扭矩在超靜定結(jié)構(gòu)中，由變形協(xié)調(diào)使截面產(chǎn)生的扭矩稱協(xié)調(diào)扭矩。如現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)中的邊主梁，當次梁在荷載作用下受彎變形時，邊主梁對次梁梁端的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生約束作用，根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件，可以確定次梁梁端由于主梁的彈性約束作用而引起的負彎矩，該負彎矩即為主梁所承受的扭矩作用。受扭構(gòu)件所受扭矩分為(a)平衡扭矩和(b)協(xié)調(diào)扭矩。工程

3、中的純扭構(gòu)件很少，一般同時在截面上作用有剪力和彎矩。如雨篷梁截面上同時有扭矩、剪力和彎矩。7.1概述（1）矩形截面素混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能a當外扭矩較小時，受力情況類似于彈性體，如圖a。b隨扭距增大，首先在長邊中點達到；由于混凝土的塑性性能，構(gòu)件并未開裂，如圖b。二、素混凝土純扭構(gòu)件的受力性能圖7.2素混凝土純扭構(gòu)件的破壞情形7.1概述c隨扭矩增大，塑性應(yīng)力重分布，逐漸充分。最后，在構(gòu)件長邊首先出現(xiàn)與構(gòu)件縱軸呈450斜裂縫，并很快向兩窄面發(fā)展，最后形成三面開裂一面受壓的空間扭曲破壞面，表現(xiàn)出明顯的脆性。（1）矩形截面素混凝土純扭構(gòu)件的受扭性

4、能二、素混凝土純扭構(gòu)件的受力性能圖7.2素混凝土純扭構(gòu)件的破壞情形7.1概述三、受扭構(gòu)件的配筋形式在一般工程中均采用由橫向鋼筋和縱向鋼筋組成的受扭鋼筋骨架來承擔(dān)扭矩的作用。受扭箍筋的形式必須做成封閉式的，在兩端并應(yīng)有足夠的錨固長度。圖7.3受扭構(gòu)件的配筋7.1概述沿截面周邊布置的受扭縱向鋼筋的間距不應(yīng)大于200mm和梁截面短邊長度；除應(yīng)在梁截面四角設(shè)置受扭縱向鋼筋外，其余受扭縱向鋼筋宜沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置。圖7.3受扭構(gòu)件的配筋7.1概述按受扭鋼筋配筋情況的不同，鋼筋混凝土矩形截面純扭構(gòu)件的破壞特征可分為下列四種類型：（1）當箍筋和縱筋或者

5、其中之一配置過少時，配筋構(gòu)件的抗扭承載力與素混凝土構(gòu)件沒有實質(zhì)性的差別，其破壞扭矩基本上與開裂扭矩相等。（2）當構(gòu)件中的箍筋和縱筋配置適當時，破壞前構(gòu)件上陸續(xù)出現(xiàn)多條與構(gòu)件軸線呈大約45°角的螺旋裂縫。一、構(gòu)件破壞特征7.2純扭構(gòu)件承載力計算（3）當構(gòu)件中配置的箍筋或縱筋的數(shù)量過多時，在破壞時只有數(shù)量相對較少的那種鋼筋受拉屈服，而另一部分鋼筋則在破壞時達不到屈服點，故稱這種破壞為“部分超筋”情況，在工程中，這種破壞的構(gòu)件可以采用。（4）當受扭箍筋和縱筋都配置得太多時，在兩者都未能達到屈服點以前，受壓邊混凝土被壓碎而構(gòu)件宣告破壞。一、構(gòu)件破壞特

6、征7.2純扭構(gòu)件承載力計算規(guī)范采用縱向鋼筋與箍筋的配筋強度比值ζ進行控制（見圖7.4）：試驗表明，當ζ=0.5~2.0時，構(gòu)件在破壞前，受扭箍筋和受扭縱筋都能夠達到屈服強度。為了慎重起見，規(guī)范規(guī)定，ζ值應(yīng)滿足下列條件：0.6≤ζ≤1.7且當ζ＞1.7時，取ζ=1.7。圖7.4矩形受扭截面7.2純扭構(gòu)件承載力計算二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的開裂扭矩（1）矩形截面純扭構(gòu)件矩形截面純扭構(gòu)件開裂扭矩：近似等于素混凝土受扭構(gòu)件，且最大主拉應(yīng)力發(fā)生在截面長邊的中點7.2純扭構(gòu)件承載力計算《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》偏于安全地取:受扭構(gòu)件截面受扭塑性抵抗矩二、鋼筋混

7、凝土純扭構(gòu)件的開裂扭矩（1）矩形截面純扭構(gòu)件7.2純扭構(gòu)件承載力計算（2）T形Ⅰ形截面純扭構(gòu)件7.2純扭構(gòu)件承載力計算分別為腹板、受壓翼緣、受拉翼緣部分的受扭塑性抵抗矩當翼緣較大時，以上公式應(yīng)滿足：及（2）T形Ⅰ形截面純扭構(gòu)件7.2純扭構(gòu)件承載力計算三、純扭構(gòu)件的受扭承載力（1）純扭構(gòu)件的力學(xué)模型空間桁架模型7.2純扭構(gòu)件承載力計算（2）純扭構(gòu)件的受扭承載力矩形截面:,混凝土的抗扭作用;箍筋與縱筋的抗扭作用——混凝土的抗扭能力（同前）?！拷羁估瓘姸仍O(shè)計值?！拷顔沃孛婷娣e?！拷铋g距。——受扭縱筋與箍筋的強度比（沿截面核心周長單位長

8、度內(nèi)的抗扭縱筋與沿構(gòu)件長度方向單位長度內(nèi)的單側(cè)抗扭箍筋強度之比）。7.2純扭構(gòu)件承載力計算當受扭構(gòu)件同時存在剪力并在下列情況下時，可不考慮剪力和扭矩的作用：(1)