受扭構件的截面承載力計算

1、平衡扭轉(zhuǎn)：平衡扭轉(zhuǎn)：由荷載直接作用。由荷載直接作用。平衡扭轉(zhuǎn)平衡扭轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)：協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)：由于變形協(xié)調(diào)關系所產(chǎn)生的受扭由于變形協(xié)調(diào)關系所產(chǎn)生的受扭。約束扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn) 試驗研究試驗研究一、一、純扭構件的純扭構件的破壞特征破壞特征1. 素混凝土矩形截面素混凝土矩形截面三面開裂，一面受壓，空間扭曲斜裂面；脆性破壞，抗扭三面開裂，一面受壓，空間扭曲斜裂面；脆性破壞，抗扭承載力很低。承載力很低。 三面開裂，一面受壓，螺旋形主三面開裂，一面受壓，螺旋形主裂縫，破裂面為一空間曲面。裂縫，破裂面為一空間曲面。 2. 鋼筋混凝土矩形截面鋼筋混凝土矩形截面螺旋形裂縫螺旋形裂縫3、受、受扭構件的配筋方式扭構件的配筋方

2、式橫向箍筋和縱筋承擔扭矩橫向箍筋和縱筋承擔扭矩 。箍筋：封閉。箍筋：封閉?？v筋：沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，尤其對角必須布置受扭縱筋?？v筋：沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，尤其對角必須布置受扭縱筋。二、二、鋼筋混凝土純扭構件鋼筋混凝土純扭構件的破壞形態(tài)的破壞形態(tài)2.少筋破壞少筋破壞 縱筋和箍筋中配置過少縱筋和箍筋中配置過少 ，脆性破壞脆性破壞。 1. 適筋破壞適筋破壞 縱筋和箍筋都配置適中，延性破壞?？v筋和箍筋都配置適中，延性破壞。 4. 部分超筋破壞部分超筋破壞箍筋和縱筋比例不合適箍筋和縱筋比例不合適, , 破壞過程有一定的延性。破壞過程有一定的延性。 3. 超筋破壞超筋破壞 縱筋和箍筋都配置過多，脆性

3、破壞。縱筋和箍筋都配置過多，脆性破壞。（一）（一）矩形截面矩形截面：ttcrWfT7 . 0)3(62bhbWttetcrWfT彈ttcrWfT塑規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：6.3 6.3 建筑工程中受扭構件承載力計算建筑工程中受扭構件承載力計算1. 開裂扭矩開裂扭矩Tcr：一、純扭構件承載力計算一、純扭構件承載力計算：2 2、抗扭承載力計算、抗扭承載力計算corstyvttuAsAfWfTT12 . 135. 0配筋強度比配筋強度比受扭縱筋與封閉箍筋的體積比和強受扭縱筋與封閉箍筋的體積比和強度比的乘積度比的乘積 規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定0.61.7. 1.7. 設計時常取設計時常取=1.01.2。 ( (a

4、)a)截面核心截面核心( (b)b)縱筋與箍筋對應的體積縱筋與箍筋對應的體積1 1、截面劃分的原則截面劃分的原則將將T T形劃分為若干矩形截面，分為腹板、受拉、受壓翼緣。形劃分為若干矩形截面，分為腹板、受拉、受壓翼緣。（二）（二）T形或工字形截面形或工字形截面純扭構件純扭構件 bbfhfhfhwhbf)3(62bhbWtw)(22bbhWfftfbbfhfhfhwhbf)(22bbhWfftftftftwtWWWW2 2、劃分的各矩形截面、劃分的各矩形截面受扭塑性抵抗矩受扭塑性抵抗矩 有效翼緣寬度應滿足有效翼緣寬度應滿足bf b+6hf 及及bf b+6hf的條件，且的條件，且hw/b6。3、

5、扭矩扭矩分配分配腹板：腹板： 受壓翼緣：受壓翼緣： 受拉翼緣：受拉翼緣： 二、彎剪扭構件承載力計算二、彎剪扭構件承載力計算 （一）（一）剪剪-扭相關關系扭相關關系 計算中的簡化處理計算中的簡化處理 部分相關：混凝土部分相關，部分相關：混凝土部分相關，鋼筋部分不相關鋼筋部分不相關 00ccvcctVVTT，令令ABCD122COCCOCTTVV5 . 1COCCOCVVTTAB段段，bv 0.5，bt = 1.0； 忽略剪力忽略剪力CD段段，bt 0.5，bc = 1.0；忽略扭矩忽略扭矩BC段段直線為，直線為，0015.1cctVTTV剪扭構件混凝土受扭承載力降低系數(shù)剪扭構件混凝土受扭承載力降

6、低系數(shù)t t(1)(1)一般剪扭構件的一般剪扭構件的t t (2)(2)集中荷載作用下矩形截面剪扭構件的集中荷載作用下矩形截面剪扭構件的t t05 .015 .1bhWTVtt01.510.2(1)ttWVTbh0 .15 .0t（二）剪扭構件的計算（二）剪扭構件的計算corstyvtttuAsAfWfTT12 . 135. 0000.7(1.5)1.25svuttyvAVVf bhfhs1. 1. 計算公式計算公式 受扭承載力公式受扭承載力公式受剪承載力公式受剪承載力公式000 . 1)5 . 1 (175. 1hsAfbhfVVsvyvttu或 scuTTT scuVVVsctTT0scv

7、VV0ttfWTbhV7 . 00 2. 截面尺寸限制及最小配筋率截面尺寸限制及最小配筋率 1）截面尺寸限制條件）截面尺寸限制條件 2）構造配筋）構造配筋 hwb4hwb6若不滿足應加大截面尺寸和提高混凝土等級若不滿足應加大截面尺寸和提高混凝土等級cctfWTbhV25. 08 . 00cctfWTbhV2 . 08 . 00 3）最小配筋率）最小配筋率 ，若 ，取 yvtsvstsvffbsA28. 0min,4 4）構造要求：）構造要求：抗扭縱筋的間距不大于抗扭縱筋的間距不大于200mm，且不大于且不大于b將受彎與受扭所需縱筋分別計算后進行疊加將受彎與受扭所需縱筋分別計算后進行疊加 對剪扭

8、作用考慮混凝土項的相關作用對剪扭作用考慮混凝土項的相關作用 1 1、簡化處理簡化處理 （三）彎剪扭構件計算方法（三）彎剪扭構件計算方法 受扭箍筋和受剪箍筋采用簡單疊加方法受扭箍筋和受剪箍筋采用簡單疊加方法 （1）縱筋配置方法）縱筋配置方法 受彎縱筋受彎縱筋As和和As剪扭共同作用，剪扭共同作用，抗抗扭縱筋（均勻?qū)ΨQ布置）扭縱筋（均勻?qū)ΨQ布置） 疊加（相應位置）疊加（相應位置） （2）箍筋的配置方法）箍筋的配置方法 抗剪箍筋抗剪箍筋 抗扭箍筋抗扭箍筋 疊加疊加2. 簡化計算簡化計算（ 1 ）不進行抗剪計算的條件）不進行抗剪計算的條件：00.35tVf bh或或00.8751tVf bh為彎扭構件

9、為彎扭構件受彎構件正截面受彎構件正截面 純扭的受扭承載力純扭的受扭承載力 （2）不進行抗扭計算的條件：不進行抗扭計算的條件： ttWfT175. 0為彎剪構件為彎剪構件受彎構件正截面受彎構件正截面 和斜截面和斜截面 驗算截面尺寸；驗算截面尺寸； 驗算構造配筋條件；驗算構造配筋條件； 確定計算方法，即是否可簡化計算；確定計算方法，即是否可簡化計算； 根據(jù)根據(jù)M值計算受彎縱筋；值計算受彎縱筋； 根據(jù)根據(jù)V和和T計算箍筋和抗扭縱筋；計算箍筋和抗扭縱筋； 驗算最小配筋率并使各種配筋符合規(guī)范構造要求。驗算最小配筋率并使各種配筋符合規(guī)范構造要求。 3 3、計算步驟：、計算步驟： 三、三、T型截面的配筋計算

10、型截面的配筋計算腹板：腹板：同時承受同時承受V和和Tw作用，按剪扭相關公式計算；作用，按剪扭相關公式計算； 翼緣：翼緣：僅承受僅承受Tf及及Tf作用作用 ，按純扭公式計算；，按純扭公式計算； 【6-1】一鋼筋混凝土連續(xù)梁受均布荷載作用，截面尺寸為bh =300mm600mm，asas35mm，混凝土保護層厚度為25mm；在支座處承受的內(nèi)力： M90kNm ，V103.8kN，T28.3kNm。采用的混凝土強度等級為C25，縱向鋼筋為HRB335，箍筋為熱軋HPB235級鋼筋。試確定該截面配筋。（1）驗算截面尺寸及構造配筋條件2231(3)3003 600 30022500000mm66tbWh

11、 b 01 0 3 8 0 02 8 3 0 0 0 0 01 . 8 7 MP a3 0 05 6 52 2 5 0 0 0 0 0 0 . 2 50 . 2 51 . 01 1 . 92 . 9 8 MP a 0 . 70 . 71 . 2 70 . 8 9 MP atcctVTb hWff【解解】225000008 . 0283000005653001038008 . 00tWTbhV0103800283000001. 87MPa30056522500000 0. 250. 251. 011. 92. 98MPa 0. 70. 71. 270. 89MPatcctVTbhWff01038

12、00283000001. 87MPa30056522500000 0. 250. 251. 011. 92. 98MPa 0. 70. 71. 270. 89MPatcctVTbhWff因此，截面尺寸滿足要求，但需要按計算確定抗剪和抗扭鋼筋。00.350.35 1.2730056575342.75 1038000.1750.175 1.27225000005000625 28300000tttf bhVf WT故剪力和扭矩都不能忽略，不能進行簡化計算。（2）確定計算方法（3）計算抗彎縱筋201554,55. 0082. 0211mmfhbfAycsbs符合要求%2 . 0%33. 056530

13、05540bhAs079. 05653009 .110 . 1109026201bhfMcs（4）計算箍筋計算抗剪箍筋01.571.01038002250000010.5283000003005651.0tttWVTbh因此，取000.7(1.5)1.25svttyvAVf bhfhs由可得：111038000.7(1.51.0) 1.273005652 1.25210565 0.096svvsvvAsAs由上式解得： 計算抗扭箍筋 （取1.2）10.351.2sttttyvcorATfWfAs由可得：11283000000.35 1 1.27 22500000210 1.

14、21.2137500 0.482sttsttAsAs 由上式解得：箍筋為抗剪與抗扭箍筋得疊加，即：11 0.0960.4820.578svtsvstvtAAAsss10130,78.5 0.578130svtAs若選用則0.604滿足。178.5 0.402%300 130svsvn Abs2配箍率,min1.270.280.280.169210tsvyvffsv最小配箍率300600 stlstlstlAbh滿足最小配筋率要求。假定抗扭縱筋對稱布置，每側(cè)三根鋼筋，頂面應有兩根鋼筋與抗彎鋼筋疊加，頂部縱筋面積為：選取3根直徑為18mm的鋼筋，實配As763mm2 。底面配筋面積為：2648216mm3sA 選取2根直徑為12mm的鋼筋，實配As226mm2 。27705543648mmAs梁側(cè)面中部各配1根直徑為12mm的鋼筋。配筋如下圖所示。1212181301. 掌握矩形、掌握矩形、T型截面受扭塑性抵抗矩的計算公式。型截面受扭塑性抵抗矩的計算公式。 2. 在純扭構件承載力的計算中，在純扭構件承載