受扭構(gòu)件扭曲截面受力性能與設計課件.ppt

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1、第七章受扭構(gòu)件扭曲截面受力性能與設計本章主要內(nèi)容與要求1、了解受扭構(gòu)件的分類和受扭構(gòu)件開裂，破壞機理；2、掌握受扭構(gòu)件的設計計算方法；3、熟悉公路橋涵工程與建筑工程關于受扭結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算的相同與不同之處；4、熟悉鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求。第七章受扭構(gòu)件承載力計算7.1概述7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式7.3純扭構(gòu)件的承載力計算7.4剪扭構(gòu)件的承載力計算7.5彎剪扭構(gòu)件的承載力計算7.6受扭構(gòu)件配筋的構(gòu)造要求例題7.7公路橋涵混凝土設計規(guī)范的計算方法7.1概述一、扭轉(zhuǎn)的類型二、工程中的受扭構(gòu)件7.1概述一、扭轉(zhuǎn)的類型扭矩大小直接由荷載靜力平衡求出，與構(gòu)件剛度無關受扭是一種基本的受力形式，工

2、程中鋼筋混凝土構(gòu)件的受扭有兩種類型——平衡扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)◆平衡扭轉(zhuǎn)返回上級目錄對于平衡扭轉(zhuǎn)，受扭構(gòu)件必須提供足夠的抗扭承載力，否則不能與作用扭矩相平衡而引起破壞7.1概述一、扭轉(zhuǎn)的類型◆約束扭轉(zhuǎn)※多發(fā)生在超靜定結(jié)構(gòu)中※產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)是因為相鄰構(gòu)件的變形受到約束※扭矩的大小與構(gòu)件間的抗扭剛度比有關※扭矩的大小不是一個定值，計算時需要考慮內(nèi)力重分布的影響7.1概述一、扭轉(zhuǎn)的類型返回上級目錄二、工程中的受扭構(gòu)件實際上，結(jié)構(gòu)中很少有扭矩單獨作用的情況，大多為彎矩、剪力和扭矩同時作用，有時還有軸向力同時作用。螺旋樓梯中扭矩也較大(a)(b)(c)(d)He0MT=He0H邊框架主梁次梁7.1概述二、工程中

3、的受扭構(gòu)件返回上級目錄7.1概述二、工程中的受扭構(gòu)件返回上級目錄7.2、純扭構(gòu)件的破壞機理與形式一、素混凝土純扭構(gòu)件的破壞機理二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件（一）抗扭箍筋形式（二）破壞機理（三）破壞形態(tài)理想勻質(zhì)構(gòu)件的受扭裂縫從主拉應力最大處開始對勻質(zhì)材料，理想的受扭裂縫應當呈螺旋形。螺旋形裂縫σptσpt7.2、純扭構(gòu)件的破壞機理與形式一.素混凝土純扭構(gòu)件7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式一、素混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄T破壞面呈一空間扭曲曲面受壓區(qū)螺旋形裂縫受壓邊工程中由于受力不完全對稱，構(gòu)件會突然破壞，形成由歪斜裂縫形成的空間扭曲破壞面，三面開裂一面受壓,如圖。主拉應力主拉應力σptσpt7.2純

4、扭構(gòu)件的破壞機理與形式一、素混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄雖然螺旋配筋抗扭最好，但工程中通常采用由箍筋與抗扭縱筋組成的鋼筋骨架來抵抗扭矩，不但施工方便，且沿構(gòu)件全長可承受正負兩個方向的扭矩。（一）抗扭鋼筋的形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件抗扭縱筋抗扭箍筋7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件兩者不可缺一沿構(gòu)件截面的周邊均勻布置返回上級目錄（二）鋼筋混凝土純扭構(gòu)件破壞機理T＜Tcr時，扭矩-扭率（T-θ）基本呈直線關系。鋼筋應力很小T＝Tcr時，部分混凝土退出受拉工作，構(gòu)件的抗扭剛度明顯降低T-θ關系曲線上出現(xiàn)一水平段。T(?T)T(?T)Tcr＜T＜Tu時，對于適筋構(gòu)件，開裂后不立即破

5、壞，裂縫可以不斷增加，裂縫處鋼筋應力增加。T-θ關系曲線沿斜線繼續(xù)上升。裂縫向構(gòu)件內(nèi)部和沿主壓應力跡線發(fā)展延伸，在構(gòu)件表面裂縫呈螺旋狀，見圖(b)T＝Tu時，長邊上出現(xiàn)臨界（斜）裂縫，向短邊延伸，與這條空間（斜）裂縫相交的箍筋和縱筋達到屈服，另一長邊上的混凝土受壓破壞,T-θ關系曲線趨于水平隨著鋼筋用量的不同，有不同的破壞形態(tài)7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄（三）破壞形態(tài)1）適筋破壞純扭構(gòu)件的破壞狀況箍筋和縱筋配置合適，破壞時與臨界斜裂面相交的鋼筋先屈服，后混凝土壓壞。具有延性破壞特征。破壞時的極限扭矩與配筋量有關。破壞時會有什么特點，屬于什么破壞7.2純扭

6、構(gòu)件的破壞機理與形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄2）少筋破壞箍筋和縱筋配置過少鋼筋不足以承擔混凝土開裂后釋放的拉應力。一旦開裂，鋼筋就會被拉斷，將導致扭轉(zhuǎn)角迅速增大，構(gòu)件破壞。具有受拉脆性破壞特征。破壞荷載和開裂荷載基本相等。受扭承載力取決于混凝土的抗拉強度。？7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄3）超筋破壞※完全超筋破壞——箍筋和縱筋配置都過大，鋼筋屈服前混凝土就壓壞，具有受壓脆性破壞特征。受扭承載力取決于混凝土的抗壓強度設計中不容許采用少筋和完全超筋受扭構(gòu)件，可以采用部分超筋構(gòu)件，但不經(jīng)濟。一般情況下應采用適筋受扭構(gòu)件?！糠殖钇茐摹拷詈涂v筋的配

7、筋量或強度相差過大，破壞時只有一部分鋼筋達到屈服，具有較小的延性破壞特征。7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄7.3純扭構(gòu)件的承載力計算一、矩形截面開裂扭矩二、鋼筋矩形截面純扭構(gòu)件承載力三、適用條件7.3純扭構(gòu)件的承載力計算開裂前，鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受力狀況可按彈性扭轉(zhuǎn)理論進行分析，分析時可忽略鋼筋的影響。扭矩作用下，截面上的剪應力成環(huán)狀分布（見圖），一、矩形截面開裂扭矩◆開裂前的剪應力分布