[PPT]混凝土結構設計原理之受扭構件承載力計算

1、第六章受扭構件承載力計算 第一節(jié)純扭構件承載力計算 第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算 第一節(jié)純扭構件承載力計算 一、受扭構件的破壞特征 混凝土結構構件，除承受彎矩、軸力、剪力外，還可能承受扭矩的作用。工程中，混凝土構件受到的扭轉有兩類:一類是由外荷載直接作用產(chǎn)生的扭轉，其扭矩可由靜力平衡條件求得，與構件的抗扭剛度無關，一般也稱為平衡扭轉。圖6-1 (a), (b)中的受檐口豎向荷載作用的挑檐梁，受水平制動力作用的起重機梁，截面上承受有扭矩，都是這一類扭轉。 另一類是超靜定結構中由于變形的協(xié)調使截面產(chǎn)生的扭轉，稱為協(xié)調扭轉。如圖6-1 (c)中的現(xiàn)澆框架的邊梁，由于次梁梁端的彎曲轉動變形使得邊梁產(chǎn)生扭

2、轉，截面承受扭矩。但在邊梁受扭開裂后，其抗扭剛度迅速降低，從而截面所承受的扭矩也會隨之而減少。 下一頁返回第一節(jié)純扭構件承載力計算 扭矩在構件中引起的主拉應力軌跡線為一組與構件縱軸大致成45度。角，并繞四周面連續(xù)的螺旋線。因此，最合理的配筋應是沿45度。方向布置的螺旋箍筋。但在實際工程中，扭矩在構件全長上常常要改變方向。扭矩方向一改變，螺旋筋的旋角方向也要相應地加以改變，這在配筋構造措施上就會造成很大的困難。所以，在實際工程結構中都采用垂直構件縱軸的箍筋和沿截面周邊布置的縱向鋼筋組成的空間鋼筋骨架來承擔扭矩。 試驗表明，對于鋼筋混凝土矩形截面受扭構件，其破壞形態(tài)與配置鋼筋的數(shù)量多少有關，可以分

3、為三類: (1)少筋破壞。 (2)適筋破壞。 (3)超筋破壞。下一頁返回上一頁第一節(jié)純扭構件承載力計算二、矩形截面純扭構件承載力計算矩形截面純扭構件承載力按下式計算: (6-2) (6-3)三、T形和I形截面純扭構件承載力計算 T形和I形截面純扭構件可分為腹板、受壓翼緣及受拉翼緣3個矩形塊，其受扭承載力按式(6-2)計算，各矩形塊的扭矩為:下一頁返回上一頁第一節(jié)純扭構件承載力計算腹板 (6-4)受壓翼緣 (6-5)受拉翼緣 (6-6)T-構件截面所承受的扭矩設計值;TW-腹板所承受的扭矩設計值;Tf 、 Tf-受壓翼緣、受拉翼緣所承受的扭矩設計值;Wt -T形和I形截面受扭塑性抵抗矩，下一頁返

4、回上一頁第一節(jié)純扭構件承載力計算WtW 、 Wtf 、 Wtf-T形和I形截面腹板、受壓翼緣及受拉翼緣的矩形截面受扭塑性抵抗矩。 對T形和1形構件腹板、受壓翼緣及受拉翼緣部分的矩形截面受扭塑性抵抗矩WtW 、 Wtf 、 Wtf應按下列規(guī)定計算。 (1)腹板 (6-8) (2)受壓翼緣 (6-9) (3)受拉翼緣 (6-10)下一頁返回上一頁第一節(jié)純扭構件承載力計算四、箱形截面純扭構件承載力計算箱形截面純扭構件承載力按下式計算: (6-11) (6-12) (6-13)返回上一頁第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算 一、彎剪扭構件截面限制條件 (1)在彎矩、剪力和扭矩共同作用下，對hw/b毛6的矩形、T

5、形、I形截面和hw/tw 6的箱形截面構件(圖6-2 )，其截面應符合下列條件: (6-14) (6-15)下一頁返回第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算 (2)在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的構件(圖6-2)，當符合下列公式的要求時，均可不進行構件受剪扭承載力計算，僅需按構造要求配置縱向鋼筋和箍筋。 (6-16) (6-17)下一頁返回上一頁第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算二、矩形截面構件彎剪扭承載力計算1.軸向壓力和扭矩共同作用下 在軸向壓力和扭矩共同作用下的矩形截面鋼筋混凝土構件，其受扭承載力應符合下列規(guī)定: (6-18)2.剪力和扭矩共同作用下(1)矩形截面一般剪扭構件的承載力應按下列公式計算: 受剪承

6、載力 (6-19)下一頁返回上一頁第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算受扭承載力 (6-20)(2)矩形截面集中荷載作用下的獨立剪扭構件的承載力應按下列公式計算: (6-21)下一頁返回上一頁第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算3.軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下(1)在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下的鋼筋混凝土矩形截面框架柱，其受剪扭承載力應符合下列規(guī)定:受剪承載力 (6-22)受扭承載力 (6-23)下一頁返回上一頁第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算 (2)在軸向壓力、剪矩、剪力和扭矩共同作用下的鋼筋混凝土矩形截面框架柱，當T (0. 175f1十0.035N/A) Wt，時，可僅按偏心受壓構件的正截面受壓

7、承載力和框架柱斜截面受剪承載力分別進行計算。(3)在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下的鋼筋混凝土矩形截面框架柱，其縱向鋼筋截面面積應分別按偏心受壓構件的正截面受壓承載力和剪扭構件的受扭承載力計算確定，并應配置在相應的位置;箍筋截面面積應分別按剪扭構件的受剪承載力和受扭承載力計算確定，并應配置在相應的位置。下一頁返回上一頁第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算 4.彎矩、剪力和扭矩共同作用下 在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的矩形截面構件，可按下列規(guī)定進行承載力計算: C1)當V0.35ftbh0或V0.875ftbh0/(+1)時，可僅按受彎構件的正載面受彎承載力和純扭構件的受扭承載力分別進行計算; (2

8、)當T0.175ftWt 或T0.175hftWt ，時，可僅按受彎構件的正載面受彎承載力和斜截面受剪承載力分別進行計算。下一頁返回上一頁第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算 三、T形和I形截面構件彎剪扭承載力計算 (1) T形和I形截面剪扭構件的受剪扭承載力應按下列規(guī)定計算: 1)受剪承載力。T形和I形截面剪扭構件的受剪承載力，可按式(6-19)或式(6-21)計算，但應將T及W分別以Tw及Wtw代替。 2)受扭承載力。T形和I形截面剪扭構件受扭承載力可按相關規(guī)定劃分為2個或3個矩形塊分別進行計算。其中腹板為剪扭構件，其受扭承載力按式(6-20)計算，計算時，式中的T及W分別以Tw及Wtw替代。受壓翼

9、緣和受拉翼緣不考慮其承受剪力，故為純扭構件，其受扭承載力按式(6-20)計算。計算時，式中的T及Wt分別以Tf及Wtf 或Tf及Wtf替代。 (2) T形和I形截面構件在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計算可參照矩形截面構件在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計算方法進行。下一頁返回上一頁第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算四、箱形截面構件彎剪扭承載力計算(1)箱形截面一般剪扭構件的受剪扭承載力計算應符合下列規(guī)定: (6-24) (6-25)(2)箱形截面集中荷載作用下的獨立剪扭構件的受剪扭承載力計算應符合下列規(guī)定: (6-26)下一頁返回上一頁第二節(jié)彎剪扭構件承載力計算(3)箱形截面構件在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計算可參照矩形截面構件在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計算方法進行。五、受扭構件配筋構造要求 (1)最