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1、第七章鋼筋混凝土受扭及彎扭構(gòu)件第一節(jié)純扭轉(zhuǎn)構(gòu)件承載力一、矩形截面純扭構(gòu)件中的破壞特征二、矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件三、受扭塑性抵抗矩四、T形、I形純扭構(gòu)件五、箱形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件力矩作用平面與構(gòu)件正截面平行時(shí),構(gòu)件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),這類構(gòu)件稱為扭轉(zhuǎn)構(gòu)件(torsionalmembers)。采用垂直構(gòu)件縱軸的箍筋和沿截面周邊布置的縱向鋼筋組成的空間鋼筋骨架來承擔(dān)扭矩??古や摻畹呐渲脤匦谓孛鏄?gòu)件的抗扭能力有很大的影響。如圖為不同抗扭配筋率的受扭構(gòu)件的T-θ關(guān)系曲線。一、矩形截面純扭構(gòu)件中的破壞特征(如圖)無筋的混凝土矩形構(gòu)件,在扭矩的作用下,
2、先在構(gòu)件的長邊最弱處產(chǎn)生一條斜裂縫,并逐漸向兩邊延伸,最后構(gòu)件三面開裂、一面受壓,形成一個(gè)空間斜曲裂面,使構(gòu)件達(dá)到破壞。破壞屬于脆性破壞。鋼筋混凝土受扭構(gòu)件,在裂縫出現(xiàn)以前,鋼筋應(yīng)力很小。裂縫即將出現(xiàn)時(shí),構(gòu)件所能承受的抗裂扭矩值接近于無筋混凝土構(gòu)件所能承受的極限扭矩值。裂縫出現(xiàn)后,由于存在鋼筋,構(gòu)件并不立即破壞,隨著扭矩的不斷增加,在構(gòu)件表面逐漸形成大體連續(xù),近似于45°傾斜角的裂縫。絕大部分的主拉應(yīng)力改由鋼筋來承擔(dān),此時(shí)構(gòu)件能繼續(xù)承受更大的扭矩。鋼筋混凝土受扭構(gòu)件,在裂縫出現(xiàn)以前,鋼筋應(yīng)力很小。裂縫即將出現(xiàn)時(shí),構(gòu)件所能承受的抗裂扭矩值接
3、近于無筋混凝土構(gòu)件所能承受的極限扭矩值。裂縫出現(xiàn)后,由于存在鋼筋,構(gòu)件并不立即破壞,隨著扭矩的不斷增加,在構(gòu)件表面逐漸形成大體連續(xù),近似于45°傾斜角的裂縫。絕大部分的主拉應(yīng)力改由鋼筋來承擔(dān),此時(shí)構(gòu)件能繼續(xù)承受更大的扭矩。在正常配筋(低配筋)時(shí),隨著外扭矩的增加,首先鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度,然后主裂縫迅速開展,促使一個(gè)面的混凝土受壓破碎而使構(gòu)件破壞。具右塑性破壞的特征。試驗(yàn)表明,對于鋼筋混凝土矩形截面受扭構(gòu)件,其破壞形態(tài)與配置鋼筋的數(shù)量多少有關(guān)。根據(jù)配筋率的多少,鋼筋混凝土矩形截面受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)一般可以分為以下幾種:?少筋破壞?適筋破壞?超
4、筋破壞?部分超筋破壞????????????????????????????????????????????????????????二、矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件對于矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的承載能力,如圖所示,規(guī)范規(guī)定是由混凝土承擔(dān)的扭矩和鋼筋承擔(dān)的扭矩兩項(xiàng)組成,其抗扭承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算: ??????????????????????????????????????????????????????三、受扭塑性抵抗矩,如圖。截面能承擔(dān)的極限扭矩T為:對矩形截面:腹板:受壓翼緣:受拉翼緣:?????????????
5、????????????????????????????????????????四、T形、I形純扭構(gòu)件,如圖。將截面劃分為腹板、受壓翼緣及受拉翼緣等三個(gè)矩形塊,各矩形塊承擔(dān)的扭矩即為:腹板受壓翼緣受拉翼緣?????????????????????????????????????????????????????????????五、箱形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件,如圖。箱形截面受扭承載力公式是在矩形截面承載力公式的基礎(chǔ)上,引入壁厚修正系數(shù)得出的。?????????????????????????????????????????
6、???????????????????????????? 第二節(jié)彎剪扭構(gòu)件承載力 一、彎、剪、扭構(gòu)件承載力:《公橋規(guī)》中規(guī)定,矩形截面和箱形截面承受彎、剪、扭的鋼筋混凝土構(gòu)件,如圖所示,其截面應(yīng)符合下列要求(即抗扭上限值):矩形截面彎扭構(gòu)件符合下列條件時(shí)(即抗扭下限值),受扭鋼筋可不進(jìn)行構(gòu)件的抗扭承載力計(jì)算,而按構(gòu)造要求配置:二、剪扭構(gòu)件承載力對于有腹筋的剪扭構(gòu)件,受剪承載力及受扭承載力是由混凝土及鋼筋承載兩部分組成,按下列公式計(jì)算:抗剪承載力:抗扭承載力:三、受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求1.按照結(jié)構(gòu)構(gòu)造的要求,箍筋應(yīng)采用閉合式,箍筋末
7、端做成135°彎鉤。2.承受扭矩的縱向鋼筋,應(yīng)沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置,其間距不應(yīng)大于300mm。在矩形截面基本單元的四角應(yīng)設(shè)有縱向鋼筋,其末端應(yīng)留有按規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋最小錨固長度。3.箍筋的配筋率,對剪扭構(gòu)件(梁的腹板)不應(yīng)小于對純扭構(gòu)件(梁的翼緣)不應(yīng)小于4.縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于受彎構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率與受扭構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率之和。對受扭構(gòu)件,其縱向受力鋼筋的最小配筋率,當(dāng)受剪扭時(shí)取當(dāng)受純扭時(shí)可取5.承受扭矩的縱向鋼筋,應(yīng)沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置,其間距不應(yīng)大于300mm。在矩形截面的基本單元的四角必須設(shè)有縱向鋼筋
8、,其末端應(yīng)留有受拉鋼筋最小錨固長度??古さ匿摻罟羌?,可以采用人工綁扎如圖(a)、(b)或焊接空間骨架的形式如圖7-7(c),后者一般先焊成平面骨架,然后再焊接成整體??古す拷畹闹睆胶烷g距要求同