混凝土結(jié)構(gòu)講義8

第八章受扭構(gòu)件8.1概述受扭構(gòu)件也是一種基本構(gòu)件兩類受扭構(gòu)件：平衡扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn)◆構(gòu)件中的扭矩可以直接由荷載靜力平衡求出◆受扭構(gòu)件必須提供足夠的抗扭承載力，否則不能與作用扭矩相平衡而引起破壞。平衡扭轉(zhuǎn)在超靜定結(jié)構(gòu)，扭矩是由相鄰構(gòu)件的變形受到約束而產(chǎn)生的，扭矩大小與受扭構(gòu)件的抗扭剛度有關(guān)，稱為約束扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn)8.2純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)一、開裂前的應(yīng)力狀態(tài)——截面受扭彈性抵抗矩破壞面呈一空間扭曲曲面二、開裂情況、破壞面及受扭鋼筋形式受扭鋼筋縱向受扭鋼筋受扭箍筋三、破壞形態(tài)隨著配置鋼筋數(shù)量的不同，受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)也可分為：適筋破壞、少筋破壞和超筋破壞（1）適筋破壞箍筋和縱筋配置都合適與臨界（斜）裂縫相交的鋼筋然后混凝土壓壞與受彎適筋梁的破壞類似，具有一定的延性都能先達(dá)到屈服，（2）少筋破壞當(dāng)配筋數(shù)量過少時一旦開裂，將導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)角迅速增大，構(gòu)件隨即破壞。與受彎少筋梁類似，呈受拉脆性破壞特征箍筋和縱筋配置都過大在鋼筋屈服前混凝土就壓壞，為受壓脆性破壞。與受彎超筋梁類似部分超筋破壞——箍筋和受扭縱筋兩部分配置不協(xié)調(diào)（3）超筋破壞8.3一般受扭構(gòu)件承載力計算8.3.1鋼筋混凝土純扭構(gòu)件1.矩形截面純扭構(gòu)件承載力計算（1）開裂扭矩按彈性理論按塑性理論考慮混凝土的彈塑性性質(zhì)截面受扭塑性抵抗矩《規(guī)范》受扭承載力計算公式（2）矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件承載力計算（式7-8）——扭矩設(shè)設(shè)計值值；——混凝土土的抗抗拉強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計值值；——截面的的抗扭扭塑性性抵抗抗矩;——箍筋的的抗拉拉強(qiáng)度度設(shè)計計值；；——箍筋的的單肢肢截面面面積積；——箍筋的的間距距；——截面核核芯部部分的的面積積，和分別為為箍筋筋內(nèi)表表面計計算的的截面面核芯芯部分分的短短邊和和長邊邊尺寸寸抗扭縱縱筋與與箍筋筋的配配筋強(qiáng)強(qiáng)度比比《規(guī)范》建議取取0.6≤z≤1.7，將不會會發(fā)生生“部部分超超筋破破壞””設(shè)計中中通常常取z=1.2—受扭計計算中中對稱稱布置置在截截面周周邊的的全部部抗扭扭縱筋筋的截截面面面積；；——受扭縱縱筋的的抗拉拉強(qiáng)度度設(shè)計計值；；——截面核核芯部部分的的周長長，有效翼翼緣寬寬度應(yīng)應(yīng)滿足足bf'≤b+6hf'及bf≤b+6hf的條件件，且且hw/b≤6。2.T形和工工字形形截面面純扭扭構(gòu)件件承載載力計計算腹板：：受壓翼翼緣：：受拉翼翼緣：：總扭矩矩T由腹板板、受受壓翼翼緣和和受拉拉翼緣緣三個個矩形形塊承承擔(dān)8.3.2彎剪扭扭構(gòu)件件的承承載力力計算算扭矩使縱筋筋產(chǎn)生生拉應(yīng)應(yīng)力，，與受受彎時時鋼筋筋拉應(yīng)應(yīng)力疊疊加，，使鋼鋼筋拉拉應(yīng)力力增大大，從而會會使受受彎承承載力力降低低。而扭矩矩和剪剪力產(chǎn)產(chǎn)生的的剪應(yīng)應(yīng)力總總會在在構(gòu)件件的一一個側(cè)側(cè)面上上疊加加，因因此承載力力總是是小于于剪力力和扭扭矩單單獨(dú)作作用的的承載載力。TMTV試驗表表明：：在彎矩、剪力和扭矩的共同同作用用下，，各項項承載載力是是相互互關(guān)聯(lián)聯(lián)的，，其相相互影影響十十分復(fù)復(fù)雜。。為了簡簡化，《規(guī)范》偏于安安全地地將受彎所所需的的縱筋筋與受受扭所所需縱縱筋分分別計計算后后進(jìn)行行疊加加，而對剪扭作作用為避免免混凝凝土部部分的的抗力力被重重復(fù)利利用，，考慮混混凝土土項的的相關(guān)關(guān)作用用，箍箍筋的的貢獻(xiàn)獻(xiàn)則采采用簡簡單疊疊加方方法。。剪扭作作用下下混凝土土項的的相關(guān)關(guān)關(guān)系系——為剪扭扭構(gòu)件件的混混凝土土強(qiáng)度度降低低系數(shù)數(shù)剪扭作作用下下受剪承承載力力和受受扭承承載力力計算公公式受剪承承載力力：受扭承承載力力：或矩形截截面彎彎剪扭扭構(gòu)件件的承承載力力計算算可按按以下下步驟驟進(jìn)行行：。按受彎構(gòu)構(gòu)件單單獨(dú)計計算在彎矩矩作用用下所所需的的受彎彎縱向向鋼筋筋截面面面積積及(2)按抗剪承載載力計算需需要的抗剪剪箍筋或(3)按抗扭承載載力計算需需要的抗扭扭箍筋(4)按抗扭縱筋筋與箍筋的的配筋強(qiáng)度度比關(guān)系，，確定抗扭扭縱筋(5)按照疊加原則計算抗彎剪剪扭總的縱縱筋和箍筋筋用量受彎縱筋A(yù)s和A's抗扭箍筋：：AsA'sAstl

/3Astl

/3Astl

/3+=A's+Astl

/3As+

Astl

/3Astl

/3sAst1sAsv1+=sAsv1sAsv1+sAst1抗扭縱筋：抗剪箍筋：8.3.3壓彎剪扭構(gòu)構(gòu)件對于在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下下的鋼筋混混凝土矩形形截面框架架柱，其配配筋計算方方法與彎剪扭構(gòu)件件相同，即◆按軸壓力和和彎矩進(jìn)行行正截面承承載力計算算確定縱筋筋A(yù)s和A's；◆按剪扭承載載力按下式式計算確定定配筋，然然后再將鋼鋼筋疊加。。8.3.4受扭構(gòu)件承承載力公式式的適用條條件及構(gòu)造造要求1．截面限制制條件當(dāng)時當(dāng)時當(dāng)時按線性內(nèi)插插法確定2．構(gòu)造配筋筋條件《規(guī)范》規(guī)定：對彎彎剪扭構(gòu)件件，當(dāng)符合合下列條件件時，可不進(jìn)行構(gòu)構(gòu)件的受剪剪扭承載力力計算，按按構(gòu)造配置置縱向鋼筋筋和箍筋即可可。3.構(gòu)造配筋要要求（1）受扭縱筋筋的最小配配筋率其中當(dāng)>2時，取=2（2）受剪及受受扭箍筋最最小配箍率率彎剪扭構(gòu)件件縱筋最小小配筋率應(yīng)應(yīng)取受彎及及受扭縱筋筋最小配筋筋率疊加值值4.構(gòu)造要求（1）縱筋受扭縱筋應(yīng)應(yīng)對稱設(shè)置置于截面的的周邊；伸入支座長長度應(yīng)按充充分利用強(qiáng)強(qiáng)度的受拉拉鋼筋考慮慮。（2）箍筋箍筋的最小小直徑和最最大間距要要滿足表4-2和表4-3要求；箍筋要采用用封閉式。。8.3.5彎剪扭構(gòu)件件計算方法法確定《規(guī)范》規(guī)定：矩形形截面彎剪剪扭構(gòu)件，，可按下列列規(guī)定進(jìn)行行承載