第六章:钢筋混凝土受扭构件承载力计算.ppt
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1、,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,第 6 章 钢筋混凝土受扭构件承载力计算,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,本章重点,了解受扭构件的分类和受扭构件开裂、破坏过程 ;,掌握受扭构件的设计计算方法 ;,了解公路桥涵工程与建筑工程关于受扭构件计算的相同与不同之处 ;,熟悉钢筋混凝土受扭构件的构造要求。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,土木工程 受扭构件 的特点: 一般均为 弯、剪、 扭构件 。,6.1.1 土木工程中常见的受扭构件,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上
2、一章,下一章,帮 助,6.1.2 平衡扭转与协调扭转,平衡扭转 扭转由荷载引起,内扭矩为平衡外扭矩所必需,如上述各梁。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,协调扭转或附加扭转 扭转由变形引起,并由变形连续条件所决定。如与次梁相连的边框架的主梁扭转。,本章主要讨论平衡扭转计算。 协调扭转可用构造钢筋或内力重分布方法处理。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,3.无筋矩形混凝土受扭试验,截面长边中点附近出现一条45斜裂缝, 迅速螺旋形向相邻两个面延伸 三面开裂一面受压的空间扭曲破坏面结构立即破坏 典型的脆性,混凝土结构设计原理
3、,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,6.1.3 抗扭钢筋的形式,抗弯 - 纵向钢筋; 抗剪 箍筋或箍筋+弯筋; 抗扭 箍筋+沿截面周边 均匀布置的纵筋, 且箍筋与纵筋的比 例要适当。,6.1.4 受扭构件分类,纯扭 剪扭 土木工程中少见; 弯扭 弯剪扭:土木工程中常见 。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,6.1.4 抗扭钢筋的数量决定了它的破坏形式,抗扭构件配筋较少,抗扭构件配筋适当,抗扭构件配筋大或砼强度低,抗扭钢筋不能提高开裂扭矩大幅提高极限扭矩,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,6.2.1 纯
4、扭构件承载力计算,理想弹塑性材料纯扭构件承载力,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,塑性状态下能抵抗的扭矩为:,式中: Wt 截面抗扭塑性抵抗矩;对于矩形截面 h为截面长边边长;b为截面短边边长。,素混凝土纯扭构件,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,式中: s 箍筋间距; Ast1 抗扭箍筋单肢截面面积; Acor 截面核心部分面积, Acor = bcor hcor; z 抗扭纵筋与抗扭箍筋的配筋强度比值;,钢筋混凝土纯扭构件,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,式中: Astl 全
5、部抗扭纵筋截面面积; ucor 截面核心部分周长, ucor = 2(bcor + hcor)。,为了保证抗扭纵筋和抗扭箍筋都能充分被利用,要求:,设计时,可先假定一个z值,然后由式 (6-4)求Ast1 ,再由式(6-5)求Astl 。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,剪力的存在会降低 截面的抗扭能力; 同样,扭矩的存在 也会降低截面的抗 剪能力。,6.2.2 剪扭构件承载力计算,剪扭相关性,弯型、剪扭型、扭型,在弯扭共同作用下,扭矩使沿截面周边所有纵筋都受拉,而弯矩只使弯曲受拉区的钢筋受拉,故在弯曲受拉区纵筋的拉应力是叠加的,从而会降低抗弯承载力。,
6、在扭剪共同作用下,而扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加,因此会降低抗剪承载力。,拉应力叠加,拉压应力抵消,剪应力抵消,剪应力叠加,2. 在剪扭共同作用下,为避免主压应力方向混凝土的抗力被重复利用, 用系数 来考虑在剪扭双重作用下混凝土的承载力降低;,试验表明:在弯矩、剪力和扭矩共同作用下,各项承载力是相互关联的,其相互影响十分复杂。设计中通常简化为:,1. 抗弯所需的纵筋要单独计算,在弯曲受拉区抗弯纵筋 要与抗扭纵筋叠加;,3. 近似采用抗剪和纯扭计算公式分别计算抗扭箍筋与抗 剪箍筋,然后叠加。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,剪扭构件承载
7、力计算,剪扭相关性,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,规范经简化后的结果为 :P170 (1)当Tc/Tco 0.5时,即T 0.175ftWt时,可忽略扭 矩影响,按纯剪构件设计; (2)当Vc/Vco 0.5时,即V 0.35ftbh0时,可忽略剪 力影响,按纯扭构件设计; (3)当T0.175ftWt和V 0.35ftbh0时,要考虑剪扭的相 关性。,考虑剪扭相关性的计算,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,式中: t 剪扭构件中混凝土受扭承载力降低系数:,当 t 0.5时,取t0.5;当 t 1.0时,取t1.0
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- 第六 钢筋混凝土 构件 承载力 计算
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