受扭構(gòu)件扭曲截面承載力(2)ppt課件

1、教材梁興文教材梁興文課件制造：黃課件制造：黃 煒煒課件審查：周鐵鋼課件審查：周鐵鋼 概述概述純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計算純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計算 復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計算復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計算純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計算純扭構(gòu)件扭曲截面承載力計算 復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計算復(fù)合受扭構(gòu)件承載力計算1 1 受扭構(gòu)件在工程中的運用受扭構(gòu)件在工程中的運用 受扭構(gòu)件所受扭矩分為受扭構(gòu)件所受扭矩分為(a) 平衡扭矩平衡扭矩 和和 (b) 協(xié)調(diào)扭矩協(xié)調(diào)扭矩 純扭構(gòu)件很少，大部分為彎、剪、扭共同任務(wù)。純扭構(gòu)件很少，大部分為彎、剪、扭共同任務(wù)。 平衡扭矩平衡扭矩 由荷載直接作用，可用平衡條件直接求得的扭矩稱平衡扭由荷載

2、直接作用，可用平衡條件直接求得的扭矩稱平衡扭矩矩 。如廠房中受吊車橫向剎車力作用的吊車梁、雨蓬梁、曲梁。如廠房中受吊車橫向剎車力作用的吊車梁、雨蓬梁、曲梁和螺旋樓梯都屬于這一類扭矩作用的構(gòu)件。和螺旋樓梯都屬于這一類扭矩作用的構(gòu)件。 協(xié)調(diào)扭矩協(xié)調(diào)扭矩 在超靜定構(gòu)造中，由變形協(xié)調(diào)使截面產(chǎn)生的扭矩稱協(xié)調(diào)扭在超靜定構(gòu)造中，由變形協(xié)調(diào)使截面產(chǎn)生的扭矩稱協(xié)調(diào)扭矩矩 。如現(xiàn)澆框架構(gòu)造中的邊主梁，當(dāng)次梁在荷載作用下受彎變。如現(xiàn)澆框架構(gòu)造中的邊主梁，當(dāng)次梁在荷載作用下受彎變形時，邊主梁對次梁梁端的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生約束作用，根據(jù)變形協(xié)調(diào)條形時，邊主梁對次梁梁端的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生約束作用，根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件，可以確定次梁梁端由于主梁

3、的彈性約束作用而引起的負(fù)彎矩，件，可以確定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)彎矩即為主梁所接受的扭矩作用。該負(fù)彎矩即為主梁所接受的扭矩作用。1 1 實驗研討分析實驗研討分析 1矩形截面素混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能矩形截面素混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能 a 當(dāng)外扭矩較小時，受力情況類似于彈性體，如圖當(dāng)外扭矩較小時，受力情況類似于彈性體，如圖 a 。 b 隨扭距增大，首先在長邊中點到達(dá)隨扭距增大，首先在長邊中點到達(dá) ；由于混凝土的塑性性能，構(gòu)件并未；由于混凝土的塑性性能，構(gòu)件并未開裂，如圖開裂，如圖b。 c 隨扭矩增大，塑性應(yīng)力重分布，逐漸充分。最后，在構(gòu)件長邊首先出現(xiàn)與構(gòu)件縱軸呈隨扭矩

4、增大，塑性應(yīng)力重分布，逐漸充分。最后，在構(gòu)件長邊首先出現(xiàn)與構(gòu)件縱軸呈450斜裂痕，并很快向兩窄面開展，最后構(gòu)成三面開裂一面受壓的空間扭曲破壞面，表斜裂痕，并很快向兩窄面開展，最后構(gòu)成三面開裂一面受壓的空間扭曲破壞面，表現(xiàn)出明顯的脆性?，F(xiàn)出明顯的脆性。maxtptf2矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受扭性能 破壞形狀：破壞形狀： a 當(dāng)箍筋與縱筋適當(dāng)時，發(fā)生適筋受扭破壞；縱筋，箍筋先屈服，后混凝土被當(dāng)箍筋與縱筋適當(dāng)時，發(fā)生適筋受扭破壞；縱筋，箍筋先屈服，后混凝土被壓碎壓碎 。 b 當(dāng)鋼箍與縱筋配置過少，或箍筋間距過大，其破壞與素混凝土構(gòu)件破壞類似，當(dāng)鋼箍與縱筋配置

5、過少，或箍筋間距過大，其破壞與素混凝土構(gòu)件破壞類似，呈脆性破壞，稱為少筋受扭破壞限制最小配筋率和最大箍筋間距。呈脆性破壞，稱為少筋受扭破壞限制最小配筋率和最大箍筋間距。 c 當(dāng)兩種鋼筋均過量時，混凝土被壓碎，為脆性破壞，稱為超筋受扭破壞限當(dāng)兩種鋼筋均過量時，混凝土被壓碎，為脆性破壞，稱為超筋受扭破壞限制最大配筋率或最小截面尺寸。制最大配筋率或最小截面尺寸。 d 當(dāng)鋼箍和縱筋中一種配置適宜，另一種配置過多，稱為部分超筋受扭破壞，當(dāng)鋼箍和縱筋中一種配置適宜，另一種配置過多，稱為部分超筋受扭破壞，有一部分塑性，但較小受扭縱筋與箍筋的配筋強度比有一部分塑性，但較小受扭縱筋與箍筋的配筋強度比適中。適中。

6、2 2 鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的開裂扭矩鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的開裂扭矩 1矩形截面純扭構(gòu)件矩形截面純扭構(gòu)件矩形截面純扭構(gòu)件開裂扭矩：近似等于素混凝土受扭構(gòu)件，且最大主拉應(yīng)力發(fā)生在截面矩形截面純扭構(gòu)件開裂扭矩：近似等于素混凝土受扭構(gòu)件，且最大主拉應(yīng)力發(fā)生在截面 長邊的中點長邊的中點 偏于平安地取偏于平安地取tW2(3)6tbWhb0.7crttTfW2( 3)6c rtttbTfhbf W: 受扭構(gòu)件截面受扭塑性受扭構(gòu)件截面受扭塑性抵抗矩抵抗矩2T形形形截面純扭構(gòu)件形截面純扭構(gòu)件crttTf WttwtftfWWWWtwtftfWWW、2()2ftffhWbb 分別為腹板、受壓翼緣、受拉翼緣部分的受扭

7、塑性抵抗矩分別為腹板、受壓翼緣、受拉翼緣部分的受扭塑性抵抗矩 當(dāng)翼緣較大時，以上公式應(yīng)滿足：2(3)6twbWhb 2()2ftffhWbb6ffbbh6ffbbh及及3 3 純扭構(gòu)件的受扭承載力純扭構(gòu)件的受扭承載力 1純扭構(gòu)件的力學(xué)模型純扭構(gòu)件的力學(xué)模型空間桁架模型空間桁架模型2純扭構(gòu)件的受扭承載力純扭構(gòu)件的受扭承載力矩形截面矩形截面: ,混凝土的抗扭作用混凝土的抗扭作用 ; 箍筋與縱筋的抗扭作用箍筋與縱筋的抗扭作用 10 .3 51 .2y vS Vuttc o rfATTf WASucsTTTcTsT 混凝土的抗扭才干混凝土的抗扭才干 同前。同前。 箍筋抗拉強度設(shè)計值。箍筋抗拉強度設(shè)計值

8、。 箍筋單肢截面面積。箍筋單肢截面面積。箍筋間距。箍筋間距。 受扭縱筋與箍筋的強度比沿截面中心周長單位長度內(nèi)的抗扭縱筋與沿構(gòu)件長度方向受扭縱筋與箍筋的強度比沿截面中心周長單位長度內(nèi)的抗扭縱筋與沿構(gòu)件長度方向單位長度內(nèi)的單側(cè)抗扭箍筋強度之比。單位長度內(nèi)的單側(cè)抗扭箍筋強度之比。規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：值取值范圍為值取值范圍為0.61.7 當(dāng)當(dāng)1.7時，取時，取1.7 普通普通取取1.2左右較為合理。左右較為合理。0.35ttfWttfWyvf1stAS1 1 剪扭構(gòu)件承載力計算剪扭構(gòu)件承載力計算 22221cctcocoVTVT 由無腹筋剪扭構(gòu)件的實驗得知其相關(guān)關(guān)系大致為由無腹筋剪扭構(gòu)件的實驗得知其相

9、關(guān)關(guān)系大致為1/4圓：圓： 為了簡化計算，規(guī)范將為了簡化計算，規(guī)范將1/4圓簡化為三線段，由圖可以看出圓簡化為三線段，由圖可以看出當(dāng)當(dāng) 時，取時，取當(dāng)當(dāng) 時，取時，取當(dāng)當(dāng) 時，取時，取5 . 0t000.5 . 0.5 . 07 . 035. 0bhWTVbhWTVbhfWfTVVTTVTTVVttcctttccococcccoccoct5 . 1t5 . 0, 0 . 15 . 05 . 0, 0 . 1t0 . 15 . 0t5 . 1tt5 . 1與與 聯(lián)立，得：聯(lián)立，得：01.510.5.ttWVTbh1.5t 矩形剪扭構(gòu)件承載力計算實驗證明，當(dāng)構(gòu)件中既有剪力、又有扭矩作用時，構(gòu)件矩形

10、剪扭構(gòu)件承載力計算實驗證明，當(dāng)構(gòu)件中既有剪力、又有扭矩作用時，構(gòu)件的抗剪承栽力及抗扭承載力均有所降低，即二者存在相關(guān)性承載力之間的性。的抗剪承栽力及抗扭承載力均有所降低，即二者存在相關(guān)性承載力之間的性。 規(guī)范采用了部分相關(guān)混凝土，部分疊加鋼筋的計算公式規(guī)范采用了部分相關(guān)混凝土，部分疊加鋼筋的計算公式 。矩形截面普通剪扭構(gòu)件受剪及受扭承載力表達(dá)式分別為：矩形截面普通剪扭構(gòu)件受剪及受扭承載力表達(dá)式分別為：0010.7 (1.5)1.250.351.2svuttyvyvStutttcorAVVf bhfhSfATTf WAS對集中荷載作用下的獨立剪扭構(gòu)件：對集中荷載作用下的獨立剪扭構(gòu)件： 0001

11、.7 5(1 .5)11 .510 .2 (1).svutty vttAVVf b hfhSWVTb h2 2 彎扭構(gòu)件承載力計算彎扭構(gòu)件承載力計算1彎扭承載力相關(guān)關(guān)系彎扭承載力相關(guān)關(guān)系 在扭矩和彎矩共同作用下的破壞在扭矩和彎矩共同作用下的破壞特征及承載力和扭彎比特征及承載力和扭彎比 、截面尺寸、配筋方式及數(shù)量有關(guān)。截面尺寸、配筋方式及數(shù)量有關(guān)。a 對稱配筋時，彎扭承載力相關(guān)曲線對稱配筋時，彎扭承載力相關(guān)曲線為橢圓，無量綱后為為橢圓，無量綱后為1/4圓圓 ：/T Mb 非對稱配筋時，根據(jù)梁截面周圍的配筋情況以及扭彎比的不同，分三種破壞式：非對稱配筋時，根據(jù)梁截面周圍的配筋情況以及扭彎比的不同，

12、分三種破壞式： a扭型破壞。彎矩較小時彎曲受壓區(qū)壓應(yīng)力與改動的拉應(yīng)力相抵消，提高抗扭扭型破壞。彎矩較小時彎曲受壓區(qū)壓應(yīng)力與改動的拉應(yīng)力相抵消，提高抗扭承載力承載力 。 b彎型破壞。彎矩再增大，受拉區(qū)縱筋影響變大，破壞特征與純彎構(gòu)件相仿彎型破壞。彎矩再增大，受拉區(qū)縱筋影響變大，破壞特征與純彎構(gòu)件相仿 。 c 彎扭型破壞。梁側(cè)向縱筋和箍筋配置缺乏，而梁高寬比較大，承載力由側(cè)邊彎扭型破壞。梁側(cè)向縱筋和箍筋配置缺乏，而梁高寬比較大，承載力由側(cè)邊鋼筋控制。鋼筋控制。 相關(guān)曲線為程度線相關(guān)曲線為程度線 。 2彎扭構(gòu)件的承載力計算彎扭構(gòu)件的承載力計算 為簡化設(shè)計為簡化設(shè)計,采用簡單的疊加法：首先采用簡單的疊

13、加法：首先擬定截面尺寸，然后按純扭構(gòu)件承載力公式計算所需求的抗扭縱擬定截面尺寸，然后按純扭構(gòu)件承載力公式計算所需求的抗扭縱筋和箍筋，按受扭要求配置；再按受彎構(gòu)件承載力公式計算所需筋和箍筋，按受扭要求配置；再按受彎構(gòu)件承載力公式計算所需求的抗彎縱筋，按受彎要求配置；對截面同一位置處的抗彎縱筋求的抗彎縱筋，按受彎要求配置；對截面同一位置處的抗彎縱筋和抗扭縱筋，可將二者面積疊加后確定縱筋的直徑和根數(shù)。和抗扭縱筋，可將二者面積疊加后確定縱筋的直徑和根數(shù)。3 3 彎剪扭構(gòu)件承載力計算彎剪扭構(gòu)件承載力計算1截面尺寸限制條件及構(gòu)造配筋要求截面尺寸限制條件及構(gòu)造配筋要求 a 截面尺寸限制條件截面尺寸限制條件

14、為了保證構(gòu)造的截面尺寸及混凝土資料強度不致過小，為了保證構(gòu)造的截面尺寸及混凝土資料強度不致過小，使構(gòu)造在破壞時混凝土不首先壓壞，規(guī)范在實驗的根底上，對使構(gòu)造在破壞時混凝土不首先壓壞，規(guī)范在實驗的根底上，對鋼筋混凝土剪扭構(gòu)件，規(guī)定了截面的限制條件：鋼筋混凝土剪扭構(gòu)件，規(guī)定了截面的限制條件： 當(dāng)當(dāng) 時，時， 當(dāng)當(dāng) 時，時， 當(dāng)當(dāng) 時，按線性內(nèi)插法確定。時，按線性內(nèi)插法確定。 b 構(gòu)造配筋界限構(gòu)造配筋界限 ，可按最小配筋率配筋，可按最小配筋率配筋 4()wwwhbht或cctfWTbhV25. 08 . 00(/)6wwwhb htcctfWTbhV20. 08 . 004(/)6wwwhbht或0

15、0.7ttVTfbhWc c 最小配筋率最小配筋率 規(guī)范在實驗分析的根底上，對鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件，規(guī)定了箍筋和縱規(guī)范在實驗分析的根底上，對鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件，規(guī)定了箍筋和縱筋的最小配筋率：筋的最小配筋率： 箍筋的配筋率應(yīng)滿足：箍筋的配筋率應(yīng)滿足： 縱向鋼筋的配筋率應(yīng)滿足：縱向鋼筋的配筋率應(yīng)滿足： 當(dāng)當(dāng) ；對箱形截面構(gòu)件，式中的；對箱形截面構(gòu)件，式中的 應(yīng)以應(yīng)以 替代。替代。,min0.28svtsvsvyvAfbsf,min,min0.6tlttlyvAfTbhfVb22VbTVbT時取bnb2彎剪扭構(gòu)件的承載力計算彎剪扭構(gòu)件的承載力計算 混凝土思索剪扭的相關(guān)性；縱向鋼筋分別按受彎構(gòu)件的正

16、截混凝土思索剪扭的相關(guān)性；縱向鋼筋分別按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和剪扭構(gòu)件的受扭承載力計算，面積疊加；箍筋面受彎承載力和剪扭構(gòu)件的受扭承載力計算，面積疊加；箍筋分別按剪扭構(gòu)件的受剪和受扭承載力計算，面積疊加。詳細(xì)疊分別按剪扭構(gòu)件的受剪和受扭承載力計算，面積疊加。詳細(xì)疊加方法見下表：加方法見下表：4 4 壓彎剪扭矩形截面框架柱承載力計算壓彎剪扭矩形截面框架柱承載力計算 在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩的共同作用下，矩形截面鋼筋混凝土截在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩的共同作用下，矩形截面鋼筋混凝土截面框架柱的受剪扭承載力按以下公式計算：面框架柱的受剪扭承載力按以下公式計算：001 .7 5(1 .5)

17、()1s vutty vAVVf b hfhSa 受剪承載力：受剪承載力：11 .2S tuttty vc o rANTTfWfAAS（ 0 .3 5+ 0 .0 7）b 受扭承載力：受扭承載力：肚松衯宸&愮鐝D)? $?d悡!餯怉 扈鋹A 嘬貑 d?噡1/2001騫寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/imgr_logo.gif 冣杁9/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/logo.gif冟?A/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-CRM鍦敤.files/logo_compute.gif 冡?疘1/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files

18、/ 9/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/0830.gif 冧塖阇8/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/4-2.gif 冨篰飁/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/imgr_logo.gif 冨杁9/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/logo.gif 冦旿?A/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/logo_compute.gif 冧?疘4/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-灝忕櫧榧犲拰ERP.files/ /ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-灝忕櫧榧犲拰E

19、RP.files/0830.gif 冪阇?/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-灝忕櫧榧犲拰ERP.files/biaoshi.gif 冭賏?;/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-灝忕櫧榧犲拰ERP.files/cio.gif冩?=/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-灝忕櫧榧犲拰ERP.files/.gif 冩?A/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-灝忕櫧榧犲拰ERP.files/imgr_logo.gif 冭聖杁/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-灝忕櫧榧犲拰ERP.files/logo.gif 冩碝?D/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-灝忕櫧榧犲拰ERP.files/logo_

20、compute.gif 冭?疘:/ERP鏂噡1/2001騫寸17鏈?-鏂版湇鍔粡嫻庢誕鐜?files/ F/ERP鏂噡1/2001騫寸17鏈?-鏂版湇鍔粡嫻庢誕鐜?files/astd_oct.gif 冮烜?E/ERP鏂噡1/2001騫寸17鏈?-鏂版湇鍔粡嫻庢誕鐜?files/biaoshi.gif 凅?C/ERP鏂噡1/2001騫寸17鏈?-鏂版湇鍔粡嫻庢誕鐜?files/.gif冮?G/ERP鏂噡1/2001騫寸17鏈?- 潕肚松衯?雎?lián)]=?牓2d?h糖 =M 痞 ?(瘣滸?( h?棧哐鋃$*?z 3蓚W 傯= %u旄 冏?塧 ?腦?U ZYY h?鵓?鎂+x脲燴哠K?q 梽桃 羀徬 ? w?錭X?C?e ?gei鎃+, nit噈鲃 c ?u锳 9 硄 輕儍L8踇縎; W岐?u rH ?Wx鵛 8 吷y 兞 戀W 六 堲?-猴w兂.+嬼? 墎 娮 ?嗠鸊GiJ倭r J ?侜! ?u?唻蕛? 凓 | ? 縖鴰嬔r 責(zé) | A伾 鼐*?% 磣嬓冴 苻