混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第8章--受扭構(gòu)件扭曲截面受力性能與設(shè)計課件.ppt

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1、第8章8.1一般說明8.2純扭構(gòu)件的受力性能和扭曲截面承載力計算8.3復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計算?平衡扭轉(zhuǎn)?協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)8.1一般說明結(jié)構(gòu)工程中扭轉(zhuǎn)的分類平衡扭轉(zhuǎn)(equilibriumtorsion)：協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)(compatibilitytorsion)T=HeHeH平衡扭轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)此梁受扭平衡扭距和協(xié)調(diào)扭距平衡扭轉(zhuǎn)：由荷載作用直接引起的，可用結(jié)構(gòu)的平衡條件求得。協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)：由于超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連續(xù)性，在某些構(gòu)件中引起的扭轉(zhuǎn)。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。。試

2、驗研究分析→建立受扭計算模型開裂扭矩的計算純扭構(gòu)件的受扭承載力8.2扭構(gòu)件純的受力性能和扭曲截面承載力計算素混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能8.2.1試驗研究分析τσTT45oABCDABCD截面上的應(yīng)力分布三面開裂，一面受壓的空間扭曲破壞面截面上的應(yīng)力分布空間扭曲破壞面8.2.1試驗研究分析素混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能構(gòu)件長邊中點首先出現(xiàn)沿45度方向的斜裂縫↓延伸至頂面和底面↓形成三面開裂、一面受壓的空間斜曲面↓受壓面混凝土壓壞↓扭斷破壞鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能受扭鋼筋受扭縱筋受扭箍筋破壞形態(tài)少筋受扭破壞當(dāng)受

3、扭箍筋與縱筋或其中之一配置過少時，混凝土一開裂，受扭鋼筋應(yīng)力立即達(dá)到屈服強度，其破壞與素混凝土構(gòu)件破壞相似，呈脆性破壞，稱為少筋受扭破壞。適筋受扭破壞當(dāng)箍筋與縱筋配筋量適當(dāng)時，主裂縫中的縱筋和箍筋應(yīng)力先達(dá)到屈服強度，主裂縫迅速開展，使斜曲裂面的受壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞，稱為適筋受扭破壞。8.2.1試驗研究分析8.2.1試驗研究分析部分超筋受扭破壞當(dāng)箍筋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。破壞時一種鋼筋未屈服，而另一種鋼筋早已屈服，構(gòu)件因混凝土被壓壞而破壞。完全超筋受扭破壞當(dāng)兩種鋼筋

4、均過量時，破壞時兩種鋼筋均未屈服，混凝土被壓碎，為脆性破壞，稱為超筋受扭破壞。鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能適筋受扭的破壞過程的特點斜裂縫角不等于45度受扭鋼筋均能屈服有臨界斜裂縫鋼筋先屈服，混凝土后壓壞屬于塑性破壞fyfyfyvfyv臨界斜裂縫縱筋與箍筋均能夠達(dá)到屈服鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的裂縫8.2.1試驗研究分析8.2.2純扭構(gòu)件的開裂扭矩彈性受扭構(gòu)件的受力特點變形不符合平截面假定；截面上剪應(yīng)力分布為曲線；四角處的剪應(yīng)力為零；最大剪應(yīng)力在截面長邊的中點。開裂扭距混凝土開裂前表現(xiàn)出受拉塑性；假定混凝土開裂前

5、為理想塑性材料（截面上各點的剪應(yīng)力均達(dá)到混凝土的抗拉強度后構(gòu)件才開裂）；假定剪應(yīng)力走向與彈性分析結(jié)果相同。hb矩形截面純扭構(gòu)件開裂扭矩的計算開裂時混凝土的拉應(yīng)變很小，因此，鋼筋的應(yīng)力也很小，對提高開裂荷載作用不大，在進(jìn)行開裂扭矩計算時可忽略鋼筋的影響。開裂前截面剪應(yīng)力的分布45o45o45oh-bbb/2b/2截面剪應(yīng)力分布簡化模式8.2.2純扭構(gòu)件的開裂扭矩矩形截面純扭構(gòu)件開裂扭矩Tcr的計算8.2.2純扭構(gòu)件的開裂扭矩h-bbb/2b/2矩形截面純扭構(gòu)件《規(guī)范》中開裂扭矩Tcr的取值其中系數(shù)0.7綜合

6、反映了混凝土塑性發(fā)揮的程度和雙軸應(yīng)力下混凝土強度降低的影響。修正系數(shù)取值的幾個原因混凝土并非理想塑性；在拉壓復(fù)合應(yīng)力作用下，混凝土的抗拉強度低于單向受拉時的抗拉強度；對于素混凝土，取值0.87~0.97；對于鋼筋混凝土，取值0.86~1.06。8.2.2純扭構(gòu)件的開裂扭矩hbh’fb’fhbh’fb’fhfT形和I形截面純扭構(gòu)件為簡化計算，可將T形和I形截面分成若干個矩形截面整截面的Wt為各分塊矩形Wt之和：分塊原則是：首先滿足較寬矩形部分的完整性Wt的計算方法8.2.2純扭構(gòu)件的開裂扭矩8.2.2純扭構(gòu)

7、件的開裂扭矩T形、I形截面純扭構(gòu)件8.2.2純扭構(gòu)件的開裂扭矩箱型截面純扭構(gòu)件截面受扭塑性抵抗矩應(yīng)按整體截面計算開裂扭距開裂扭矩計算受扭塑性抵抗矩矩形截面T、I形截面箱型截面純扭構(gòu)件力學(xué)模型的發(fā)展1929年，德國人Rausch.E在其博士論文“DesignofReinforcedConcreteinTorsion”中首先提出了空間桁架模型。1945年，瑞典人H.Nylander提出了視混凝土為理想塑性材料的塑性理論計算方法。1958年，前蘇聯(lián)人提出了扭面平衡法。1968年，Lampert,P.與Thurl

8、imann,B.在論文“TorsionTestsonReinforcedConcreteBeams”中提出了變角空間桁架模型。8.2.3純扭構(gòu)件的受扭承載力空間桁架模型與變角空間桁架模型鋼筋混凝土實心構(gòu)件與空心構(gòu)件極限扭矩基本相同，因而可簡化為箱形截面?？臻g桁架模型認(rèn)為混凝土沿450的斜桿，變角空間桁架模型認(rèn)為此角是變化的。8.2.3純扭構(gòu)件的受扭承載力變角空間桁架模型抗扭縱筋為空間桁架的弦桿；抗扭箍筋為空間桁架的腹桿；裂縫間