受扭構(gòu)件的扭曲承載力ppt課件

1、第第8章章 受扭構(gòu)件的扭曲受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力截面承載力8.1 概述概述一一.工程實(shí)例：吊車梁，框架構(gòu)造的邊梁，如圖工程實(shí)例：吊車梁，框架構(gòu)造的邊梁，如圖8-1。二二.改動(dòng)分類：改動(dòng)分類：1.平衡改動(dòng)平衡改動(dòng)-靜定受扭構(gòu)件如吊車靜定受扭構(gòu)件如吊車梁；梁； 2.協(xié)調(diào)改動(dòng)協(xié)調(diào)改動(dòng)-超靜定受扭構(gòu)件如邊超靜定受扭構(gòu)件如邊梁，與抗扭剛梁，與抗扭剛 度有關(guān)且會(huì)產(chǎn)生內(nèi)力重分布。度有關(guān)且會(huì)產(chǎn)生內(nèi)力重分布。8.2 純扭構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)研討純扭構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)研討一一. 裂痕呈現(xiàn)前的性能如圖裂痕呈現(xiàn)前的性能如圖8-2所示所示1.開裂前符合資料力學(xué)或圣維南原理的規(guī)律；開裂前符合資料力學(xué)或圣維南原理的規(guī)律；2.混凝土即將開裂

2、時(shí)，資料進(jìn)入彈塑性階段?；炷良磳㈤_裂時(shí)，資料進(jìn)入彈塑性階段。二二. 裂痕呈現(xiàn)后的性能如以以下圖所示裂痕呈現(xiàn)后的性能如以以下圖所示1.根據(jù)資料力學(xué)可確定主拉應(yīng)力方向，當(dāng)主拉應(yīng)力大于混凝土抗拉根據(jù)資料力學(xué)可確定主拉應(yīng)力方向，當(dāng)主拉應(yīng)力大于混凝土抗拉 強(qiáng)度時(shí)，混凝土即開裂；強(qiáng)度時(shí)，混凝土即開裂；2.實(shí)際上應(yīng)沿主拉應(yīng)力方向布置鋼筋。但為施工方便，將該主拉應(yīng)實(shí)際上應(yīng)沿主拉應(yīng)力方向布置鋼筋。但為施工方便，將該主拉應(yīng) 力分解為程度和豎直方向的兩個(gè)分力，從而實(shí)踐布置抗扭縱筋和力分解為程度和豎直方向的兩個(gè)分力，從而實(shí)踐布置抗扭縱筋和 抗扭箍筋?？古す拷?。tpcpTT抗扭縱筋 抗扭箍筋3.受力特征受力特征1沿截

3、面長邊中點(diǎn)呈現(xiàn)裂痕，三邊受拉一邊受壓構(gòu)成空間曲面；沿截面長邊中點(diǎn)呈現(xiàn)裂痕，三邊受拉一邊受壓構(gòu)成空間曲面；2配置受扭鋼筋后，能夠呈現(xiàn)四種破壞形狀：配置受扭鋼筋后，能夠呈現(xiàn)四種破壞形狀：A.縱筋和箍筋適宜適筋：鋼筋先受拉屈服，然后混凝土壓碎；縱筋和箍筋適宜適筋：鋼筋先受拉屈服，然后混凝土壓碎；B.縱筋或箍筋過多部分超筋：縱筋或箍筋不能受拉屈服，然后縱筋或箍筋過多部分超筋：縱筋或箍筋不能受拉屈服，然后 混凝土壓碎；混凝土壓碎；C.縱筋和箍筋均過多完全超筋：縱筋和箍筋均不能受拉屈服，縱筋和箍筋均過多完全超筋：縱筋和箍筋均不能受拉屈服， 然后混凝土壓碎；脆性然后混凝土壓碎；脆性D.縱筋和箍筋均太少少筋筋

4、：混凝土開裂后縱筋和箍筋立刻受縱筋和箍筋均太少少筋筋：混凝土開裂后縱筋和箍筋立刻受 拉屈服，構(gòu)件破壞；脆性拉屈服，構(gòu)件破壞；脆性8.3 純扭構(gòu)件的截面承載力純扭構(gòu)件的截面承載力一一.開裂扭矩的計(jì)算開裂扭矩的計(jì)算1.計(jì)算原理：計(jì)算原理：1根據(jù)塑性力學(xué)實(shí)際建立根本公式根據(jù)塑性力學(xué)實(shí)際建立根本公式8-1； 2思索混凝土彈塑性性質(zhì)引進(jìn)混凝土抗拉強(qiáng)度降思索混凝土彈塑性性質(zhì)引進(jìn)混凝土抗拉強(qiáng)度降 低系數(shù)低系數(shù)0.7； 3修正公式修正公式8-1。2.計(jì)算公式：計(jì)算公式：8-3二二.扭曲截面受扭承載力的計(jì)算扭曲截面受扭承載力的計(jì)算1.研討實(shí)際方法自學(xué)研討實(shí)際方法自學(xué)1變角度空間桁模型；變角度空間桁模型；2扭曲破

5、壞面極限平衡實(shí)際。扭曲破壞面極限平衡實(shí)際。2.模型實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析模型實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析三三.按按?混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范?的配筋計(jì)算方法的配筋計(jì)算方法一計(jì)算方法的原理：主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析。一計(jì)算方法的原理：主要根據(jù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析。二計(jì)算公式二計(jì)算公式1.矩形截面矩形截面1公式：公式：8-23；2闡明：闡明：A.關(guān)于關(guān)于8-24，該式可變化為：，該式可變化為： 上式中的分子表示中心混凝土截面上式中的分子表示中心混凝土截面 單位周長上縱向受扭鋼筋拉應(yīng)力的合力；分母表示單位周長上縱向受扭鋼筋拉應(yīng)力的合力；分母表示 單位間距內(nèi)受扭箍筋拉應(yīng)力的合力；因此，單位間距內(nèi)受扭箍筋拉應(yīng)力的合力；因此，

6、8-24 的物理意義可了解為上述兩個(gè)單位合力之比；的物理意義可了解為上述兩個(gè)單位合力之比； B.公式公式8-23中各符號(hào)的闡明見書上；中各符號(hào)的闡明見書上；sAfAf1styvcorstLy C.公式公式8-23右邊的兩項(xiàng)應(yīng)視為混凝土和受扭鋼筋共右邊的兩項(xiàng)應(yīng)視為混凝土和受扭鋼筋共 同抵抗的扭矩；同抵抗的扭矩； D.關(guān)于關(guān)于 的取值，為確保全部受扭鋼筋屈服，應(yīng)在的取值，為確保全部受扭鋼筋屈服，應(yīng)在0.6到到 1.7之間，普通取之間，普通取1.0。3軸向壓力和扭矩共同作用下的抗扭計(jì)算公式為軸向壓力和扭矩共同作用下的抗扭計(jì)算公式為8-25，即，即軸軸 向壓力能有限提高受扭構(gòu)件的抗扭承載力。向壓力能有

7、限提高受扭構(gòu)件的抗扭承載力。2.箱形截面箱形截面 計(jì)算公式為計(jì)算公式為8-26，即引進(jìn)箱形截面壁厚影響系數(shù)，對(duì)矩形，即引進(jìn)箱形截面壁厚影響系數(shù)，對(duì)矩形截面抗扭計(jì)算公式的第一項(xiàng)作了調(diào)整。截面抗扭計(jì)算公式的第一項(xiàng)作了調(diào)整。3.T形和形和I形截面形截面1計(jì)算原那么：按腹板完好性原那么劃分為假設(shè)干矩形；計(jì)算原那么：按腹板完好性原那么劃分為假設(shè)干矩形； 2計(jì)算方法：各矩形截面承當(dāng)?shù)呐ぞ匕此苄缘挚咕剡M(jìn)展分配。計(jì)算方法：各矩形截面承當(dāng)?shù)呐ぞ匕此苄缘挚咕剡M(jìn)展分配。三適用條件三適用條件1.為防止少筋，受扭縱筋和受扭箍筋必需大于各自的最小配筋率；為防止少筋，受扭縱筋和受扭箍筋必需大于各自的最小配筋率；2.為防止超

8、筋，對(duì)構(gòu)件尺寸有根本要求以后討論。為防止超筋，對(duì)構(gòu)件尺寸有根本要求以后討論。8.4 彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力一一.實(shí)驗(yàn)研討和破壞形狀實(shí)驗(yàn)研討和破壞形狀1.影響要素影響要素1荷載：扭彎比荷載：扭彎比T/M和扭剪比和扭剪比T/Vb；2截面尺寸、配筋及資料強(qiáng)度。截面尺寸、配筋及資料強(qiáng)度。2.破壞形狀破壞形狀1扭彎比較小時(shí)，底邊先裂，兩側(cè)邊后裂，頂邊受壓；扭彎比較小時(shí)，底邊先裂，兩側(cè)邊后裂，頂邊受壓； 與螺旋裂痕相交的縱筋和箍筋均能受拉屈服，頂部混凝土受與螺旋裂痕相交的縱筋和箍筋均能受拉屈服，頂部混凝土受壓壓 破壞，見圖破壞，見圖8-12a；2扭彎比和剪扭比均較大且頂部縱筋

9、較少，在頂部，扭矩產(chǎn)生扭彎比和剪扭比均較大且頂部縱筋較少，在頂部，扭矩產(chǎn)生 的拉應(yīng)力遠(yuǎn)大于彎矩產(chǎn)生的壓應(yīng)力，致使頂部受拉鋼筋先屈的拉應(yīng)力遠(yuǎn)大于彎矩產(chǎn)生的壓應(yīng)力，致使頂部受拉鋼筋先屈 服，然后底部混凝土受壓破壞，見圖服，然后底部混凝土受壓破壞，見圖8-12b；3剪力和扭矩起控制造用時(shí)，截面長邊中點(diǎn)先開裂，然后向頂剪力和扭矩起控制造用時(shí)，截面長邊中點(diǎn)先開裂，然后向頂 邊和底邊開展，致使另一長邊受壓破壞，見圖邊和底邊開展，致使另一長邊受壓破壞，見圖8-12c；二二.按按?混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范?的配筋計(jì)算方法的配筋計(jì)算方法1.計(jì)算原那么計(jì)算原那么1實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析后確定計(jì)算公式；實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分

10、析后確定計(jì)算公式；2不思索彎矩與剪力及扭矩的相關(guān)性；不思索彎矩與剪力及扭矩的相關(guān)性；3思索剪力與扭矩的相關(guān)性且僅表達(dá)在相應(yīng)的思索剪力與扭矩的相關(guān)性且僅表達(dá)在相應(yīng)的“混凝土項(xiàng)；混凝土項(xiàng)；4由實(shí)驗(yàn)及分析可知：由于剪力扭矩的存在，將降低構(gòu)件由實(shí)驗(yàn)及分析可知：由于剪力扭矩的存在，將降低構(gòu)件 的抗扭抗剪承載力，引進(jìn)降低系數(shù)的抗扭抗剪承載力，引進(jìn)降低系數(shù) 。2.矩形截面的計(jì)算公式矩形截面的計(jì)算公式1受扭承載力計(jì)算確定受扭鋼筋受扭承載力計(jì)算確定受扭鋼筋計(jì)算公式為計(jì)算公式為8-36，其中，普通情況下，其中，普通情況下 按公式按公式8-37計(jì)算；計(jì)算；集中力產(chǎn)生的剪力占總剪力的集中力產(chǎn)生的剪力占總剪力的75%以

11、上時(shí)，以上時(shí)， 按公式按公式8-39計(jì)算；計(jì)算；2受剪承載力計(jì)算確定受剪鋼筋受剪承載力計(jì)算確定受剪鋼筋計(jì)算公式為計(jì)算公式為8-35，其中，普通情況下，其中，普通情況下 按公式按公式8-37計(jì)算；計(jì)算；集中力產(chǎn)生的剪力占總剪力的集中力產(chǎn)生的剪力占總剪力的75%以上時(shí)，以上時(shí)， 按公式按公式8-39計(jì)算；計(jì)算；3受彎正截面承載力計(jì)算確定受彎縱向鋼筋：同第四章。受彎正截面承載力計(jì)算確定受彎縱向鋼筋：同第四章。ttttt3.T形截面和形截面和I字型截面類似。字型截面類似。4.關(guān)于思索彎剪扭相關(guān)性的計(jì)算條件關(guān)于思索彎剪扭相關(guān)性的計(jì)算條件1當(dāng)當(dāng) 普通荷載下或普通荷載下或 以集中荷載為主時(shí)，不思索剪力對(duì)扭矩

12、的影響，在計(jì)算公式以集中荷載為主時(shí)，不思索剪力對(duì)扭矩的影響，在計(jì)算公式8-36中取中取 =1；2當(dāng)當(dāng) 時(shí)，不思索扭矩對(duì)剪力的影響，在計(jì)算公式時(shí)，不思索扭矩對(duì)剪力的影響，在計(jì)算公式8-35中取中取 =0.5；5.關(guān)于降低系數(shù)關(guān)于降低系數(shù) 確實(shí)定方法確實(shí)定方法1由實(shí)驗(yàn)可得扭矩和剪力的相關(guān)圖形，見圖由實(shí)驗(yàn)可得扭矩和剪力的相關(guān)圖形，見圖8-13和圖和圖8-14；2理想化后的圖形為圖理想化后的圖形為圖8-13b，由此圖導(dǎo)出，由此圖導(dǎo)出 自學(xué)。自學(xué)。0tbhf35. 0V ) 1/(bhf875. 0V0ttttWf175. 0T ttt8.5 在軸向壓力、彎矩、剪力和純扭共同作用下在軸向壓力、彎矩、剪力

13、和純扭共同作用下鋼筋混凝土矩形截面框架柱受扭承載力計(jì)算鋼筋混凝土矩形截面框架柱受扭承載力計(jì)算一一.軸向壓力的影響：有限地提高受扭和受剪的承載力。軸向壓力的影響：有限地提高受扭和受剪的承載力。二二.計(jì)算公式：計(jì)算公式：8-47和和8-48。8.6 對(duì)屬于協(xié)調(diào)改動(dòng)的鋼筋混凝土構(gòu)件對(duì)屬于協(xié)調(diào)改動(dòng)的鋼筋混凝土構(gòu)件扭曲截面承載力扭曲截面承載力兩種實(shí)際兩種實(shí)際1.零剛度設(shè)計(jì)法：以為構(gòu)件開裂后，抗扭剛度降低，可忽略扭矩的零剛度設(shè)計(jì)法：以為構(gòu)件開裂后，抗扭剛度降低，可忽略扭矩的作用，但應(yīng)按構(gòu)造配置受扭縱筋和箍筋且限制裂痕寬度；作用，但應(yīng)按構(gòu)造配置受扭縱筋和箍筋且限制裂痕寬度；2.扭矩設(shè)計(jì)值降低法：思索裂痕呈現(xiàn)

14、后抗扭剛度的降低，對(duì)荷載產(chǎn)扭矩設(shè)計(jì)值降低法：思索裂痕呈現(xiàn)后抗扭剛度的降低，對(duì)荷載產(chǎn)生的扭矩設(shè)計(jì)值調(diào)整折減，我國采用此法。生的扭矩設(shè)計(jì)值調(diào)整折減，我國采用此法。8.7 構(gòu)造要求構(gòu)造要求1.彎剪扭構(gòu)件抵抗扭矩所需縱向鋼筋的最小配筋率：公式彎剪扭構(gòu)件抵抗扭矩所需縱向鋼筋的最小配筋率：公式8-49；2.彎剪扭構(gòu)件抵抗彎矩所需縱向鋼筋的最小配筋率應(yīng)符合受彎構(gòu)件彎剪扭構(gòu)件抵抗彎矩所需縱向鋼筋的最小配筋率應(yīng)符合受彎構(gòu)件 正截面的最小配筋率的規(guī)定；正截面的最小配筋率的規(guī)定；3.彎剪扭構(gòu)件抵抗剪扭所需箍筋的最小配箍率：公式彎剪扭構(gòu)件抵抗剪扭所需箍筋的最小配箍率：公式8-50；4.抗扭縱筋沿截面周邊均勻布置；抗扭

15、箍筋沿截面周邊布置內(nèi)部抗扭縱筋沿截面周邊均勻布置；抗扭箍筋沿截面周邊布置內(nèi)部 的箍筋不計(jì)；的箍筋不計(jì)；5.為防止為防止“超筋破壞，彎剪扭構(gòu)件應(yīng)滿足公式超筋破壞，彎剪扭構(gòu)件應(yīng)滿足公式8-51的要求；的要求；6.當(dāng)滿足公式當(dāng)滿足公式8-52彎剪扭構(gòu)件或公式彎剪扭構(gòu)件或公式8-53壓彎剪扭壓彎剪扭構(gòu)件時(shí)，可不進(jìn)展剪扭相關(guān)性計(jì)算。構(gòu)件時(shí)，可不進(jìn)展剪扭相關(guān)性計(jì)算。8.8 彎剪扭構(gòu)件的設(shè)計(jì)步驟彎剪扭構(gòu)件的設(shè)計(jì)步驟一一.按公式按公式8-51確定截面尺寸；確定截面尺寸；二二.按受彎構(gòu)件正截面計(jì)算抵抗彎矩所需縱向受力鋼筋按受彎構(gòu)件正截面計(jì)算抵抗彎矩所需縱向受力鋼筋 和和 并滿足受彎構(gòu)件正截面最小配筋率的要求；并

16、滿足受彎構(gòu)件正截面最小配筋率的要求；三三.按彎剪扭構(gòu)件計(jì)算抵抗剪力所需箍筋按彎剪扭構(gòu)件計(jì)算抵抗剪力所需箍筋 ；四四.按彎剪扭構(gòu)件計(jì)算抵抗扭矩所需箍筋按彎剪扭構(gòu)件計(jì)算抵抗扭矩所需箍筋 ；五五.按彎剪扭構(gòu)件計(jì)算抵抗扭矩所需縱向鋼筋按彎剪扭構(gòu)件計(jì)算抵抗扭矩所需縱向鋼筋 并滿足公式并滿足公式 ，將，將 分配到各邊。由圖分配到各邊。由圖8-8b，可求得分配到矩形截面長邊的受，可求得分配到矩形截面長邊的受 扭縱筋為扭縱筋為 ；分配到矩形截面短邊的受扭縱筋為；分配到矩形截面短邊的受扭縱筋為 ； m, sAm, sA剪剪s /A,sv扭扭s /A,svstlAstlAcorcorstlu/hA corcors

17、tlu/bA 六六.構(gòu)件縱向鋼筋用量構(gòu)件縱向鋼筋用量1.頂部所需縱向鋼筋為：頂部所需縱向鋼筋為： ，據(jù)此選直徑和根數(shù)；，據(jù)此選直徑和根數(shù)；2.底部所需縱向鋼筋為：底部所需縱向鋼筋為： ，據(jù)此選直徑和根數(shù)；，據(jù)此選直徑和根數(shù)；3.側(cè)邊所需縱向鋼筋為：側(cè)邊所需縱向鋼筋為： ，據(jù)此選直徑和根數(shù)；，據(jù)此選直徑和根數(shù)；4.留意截面四角處鋼筋布置。留意截面四角處鋼筋布置。七七.構(gòu)件箍筋用量構(gòu)件箍筋用量1.箍筋總用量：箍筋總用量： = + ，并滿足公式，并滿足公式8-50 的要求，據(jù)此選直徑、間距和肢數(shù)；的要求，據(jù)此選直徑、間距和肢數(shù)；2.全部采用封鎖箍筋。全部采用封鎖箍筋。本章終了本章終了corcorst

18、lm, su/bAAcorcorstlm, su/bAAcorcorstlu/hA s /Asvl扭扭s /A,sv剪剪s /A,sv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/ 9/ERP鏂噡1/2001騫寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.fi

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21、7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