受扭構(gòu)件扭曲截面承載力2

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1、第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力教材作者：梁興文課件制作：黃煒課件審查：周鐵鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理主要內(nèi)容：概述純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計(jì)算復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計(jì)算重點(diǎn)：第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.1概述純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計(jì)算復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計(jì)算第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.1概述1受扭構(gòu)件在工程中的應(yīng)用受扭構(gòu)件所受扭矩分為(a)平衡扭矩和(b)協(xié)調(diào)扭矩純扭構(gòu)件很少，大部分為彎、剪、扭共同工作。第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.1概述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。

2、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。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(dāng)次梁在荷載作用下受彎變形時(shí)，邊主梁對次梁梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)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(fù)彎矩，該負(fù)彎矩即為主梁所承受的扭矩作用。第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.2純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計(jì)算1試驗(yàn)研究分析（1）矩形截面素混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能a當(dāng)外扭矩較小時(shí)，受力情況類似于彈性體

3、，如圖a。b隨扭距增大，首先在長邊中點(diǎn)達(dá)到；由于混凝土的塑性性能，構(gòu)件并未開裂，如圖b。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。第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.2純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計(jì)算（2）矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能破壞形態(tài)：a當(dāng)箍筋與縱筋適當(dāng)時(shí)，發(fā)生適筋受扭破壞；縱筋，箍筋先屈服，后混凝土被壓碎。b當(dāng)鋼箍與縱筋配置過少，或箍筋間距過大，其破壞與素混凝土

4、構(gòu)件破壞相似，呈脆性破壞，稱為少筋受扭破壞（限制最小配筋率和最大箍筋間距）。c當(dāng)兩種鋼筋均過量時(shí)，混凝土被壓碎，為脆性破壞，稱為超筋受扭破壞（限制最大配筋率或最小截面尺寸）。d當(dāng)鋼箍和縱筋中一種配置合適，另一種配置過多，稱為部分超筋受扭破壞，有一部分塑性，但較?。ㄊ芘たv筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比ξ適中）。第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.2純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計(jì)算2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(diǎn)《

5、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》偏于安全地取:受扭構(gòu)件截面受扭塑性抵抗矩第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.2純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計(jì)算（2）T形Ⅰ形截面純扭構(gòu)件分別為腹板、受壓翼緣、受拉翼緣部分的受扭塑性抵抗矩當(dāng)翼緣較大時(shí)，以上公式應(yīng)滿足：及第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.2純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計(jì)算3純扭構(gòu)件的受扭承載力（1）純扭構(gòu)件的力學(xué)模型空間桁架模型第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.2純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計(jì)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

6、力（同前）。——箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?！拷顔沃孛婷娣e?！拷铋g距?！芘たv筋與箍筋的強(qiáng)度比（沿截面核心周長單位長度內(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(qiáng)度之比）。規(guī)范規(guī)定：ξ值取值范圍為0.6≤ξ≤1.7當(dāng)ξ>1.7時(shí)，取1.7一般ξ取1.2左右較為合理。第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.3復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計(jì)算1剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算由無腹筋剪扭構(gòu)件的試驗(yàn)得知其相關(guān)關(guān)系大致為1/4圓：為了簡化計(jì)算，規(guī)范將1/4圓簡化為三線段，由圖可以看出當(dāng)時(shí)，取當(dāng)時(shí)，取當(dāng)時(shí)，取與聯(lián)立，得：第

7、7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.3復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計(jì)算矩形剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算試驗(yàn)證明，當(dāng)構(gòu)件中既有剪力、又有扭矩作用時(shí)，構(gòu)件的抗剪承栽力及抗扭承載力均有所降低，即二者存在相關(guān)性（承載力之間的性）。規(guī)范采用了部分相關(guān)（混凝土），部分疊加（鋼筋）的計(jì)算公式。矩形截面一般剪扭構(gòu)件受剪及受扭承載力表達(dá)式分別為：對集中荷載作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件：第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.3復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計(jì)算2彎扭構(gòu)件承載力計(jì)算（1）彎扭承載力相關(guān)關(guān)系在扭矩和彎矩共同作用下的破壞特征及承載力和扭彎比、截面尺寸、配筋

8、形式及數(shù)量有關(guān)。a對稱配筋時(shí)，彎扭承載力相關(guān)曲線為橢圓，無量綱后為1/4圓：第7章受扭構(gòu)件扭曲截面承載力7.3復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計(jì)算b非對稱配筋時(shí)，根據(jù)梁截面四周的配筋情況以及扭彎比的不同，分三種破壞式：a）扭型破壞。彎矩較小時(shí)彎曲受壓區(qū)壓應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)的拉應(yīng)力相抵消，提高抗扭承載力。b）彎型破壞。彎矩再增大，受拉區(qū)縱筋影響變大，破壞特征與純彎構(gòu)件相仿。c）彎扭型破壞。梁側(cè)向縱筋和箍筋配置不足，而梁高寬比較大，承載力由側(cè)邊鋼筋控制。相關(guān)曲線為水平線。（2）彎扭構(gòu)件的承載力計(jì)算為簡化設(shè)計(jì),《混凝土結(jié)構(gòu)