第八章受扭构建承载力计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章,受扭构件承载力计算,扭转的类型,平衡扭转：,协调扭转：,(,a,),(,b,),(,c,),(,d,),H,e,0,M,T,=,He,0,H,边框架主梁,次梁,雨蓬梁，吊车梁,平面折梁，边框架主梁,6.1,概 述,平衡扭转的扭矩不随构件的刚度变化而变化，而协调扭转的扭矩与刚度变化相关。,实际构件受扭的情况：,纯扭、剪扭、弯扭、弯剪扭,梁,地震荷载作用下的角柱承受扭矩,柱,两类扭转的差别：,试验表明：,当,tp,f,t,长边中点先裂，然后延伸至上、下短边，形成三面受拉，一面受压的空间扭曲面、脆性破坏。,T,tp,6.2,构件的开裂扭矩,6.2.1 矩形截面构件的开裂扭矩,弹性分析,塑性分析,按材力导出外边缘,max,时的扭矩比实测扭矩低很多。,认为材料塑性充分发展，全截面从表面至中心达到,max,所计算的扭矩抗力。,w,t,抗扭性抵抗矩,对于矩形截面：,但混凝土并非理想塑性材料，故实际梁的扭矩抗力介于弹性分析和塑性分析结果之间,素梁纯扭抗扭承载力：,6.2.2 T,型截面构件的开裂扭矩：,腹板部分矩形截面的受扭塑性抵抗矩,受压区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩,受拉区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩,6.3.1,抗扭配筋的形式,受扭,最理想的配筋方式是左靠近表面处设置呈,45,走向的螺旋形钢筋，但,分解为竖向,(,箍筋,),和水平,(,纵筋,),组成抗扭骨架。,施工不便,反向扭矩失效,要配抗扭钢筋,开裂,形成大约,45,方向的螺旋式裂缝,6.3,纯扭构件的受扭承载力计算,6.3.2 受扭构件的实验研究结果,T,破坏特征与纵筋和箍筋的数量有关,1.,当纵筋和箍筋或其中之一过少时,2.,当纵筋和箍筋的配置适当，,开裂,抗扭钢筋受力,T,钢筋屈服形成空间扭曲破坏面,开裂,表面形成螺旋裂缝,抗扭钢筋受力,少筋构件。,适筋构件。,4.,当纵筋和箍筋都配置过多，,开裂,抗扭钢筋受力,T,钢筋在压碎时未屈服,3.,当箍筋或纵筋数量过多时，,开裂,抗扭钢筋受力,T,钢筋部分屈服形成空间扭曲破坏面,从以上分析，要破坏有征兆，且承载力高，材料充分利用、只能采用,2,，应采取措施避免,1,、,3,、4。,同时要材料充分发挥作用，抗扭纵筋和箍筋应合理搭配。,部分超筋构件,完全超筋构件,实验表明：两种钢筋要有效发挥抗扭作用，应控制两者的用量比。,符号规定见教材,当0.5,2.0,一般两者可以发挥作用,规范,规定：,0.6,1.7,当,=1.2,，纵筋和箍筋的用量比最佳,实验表明：,以变角空间桁架模型为理论基础，确定有关基本变量，根据大量实测数据回归分折的经验公式：,1,=0.35,公式的适用条件：,避免少筋,避免完全超筋,2,=1.2,6.3.3 矩形截面纯扭构件承载力计算,计算原则：,不考虑弯矩、剪力、扭矩的相关性，由受弯构件计算,A,sm,；,剪力全部由腹板承担；,扭矩由腹板、受拉翼缘和受压翼缘共同承受，并按各部分截面的抗扭塑性抵抗矩分配。,6.3.4,T,型和,型截面纯受扭构件承载力计算,腹板：,受压翼缘：,受拉翼缘：,腹板：,按弯剪扭受力状态计算,翼缘：,按弯扭构件计算,b,f,h,b,h,f,b,f,b,b,f,h,f,h,f,h,即：,由于剪力的存在，抗扭承载力降低,由于扭矩的存在，抗剪承载力降低,V,c,/,V,c0,T,c,/,T,c0,A,B,C,G,D,1.5,1.0,0.5,0,0.5,1.0,1.5,t,1.5,t,6.4.1,剪扭构件承载力的计算,6.4,受剪构件承载力的计算,从图中看出，无腹筋构件的剪、扭相关性符合,1/4,圆规律。,有腹筋梁，认为混凝土部分提供的抗扭。抗剪承载力之间也符合,1/4,圆相关性,在钢筋抗剪、抗扭部分不作调整,“,部分相关”,“,部分不相关”,用三折线代替,1/4,圆弧线，相关系数,t,当,T,c,0.5,T,co,即,T,c,0.175,f,t,w,t,当,V,c,0.5,V,co,即,V,c,0.35,f,t,bh,0,忽略扭矩的影响，按抗剪公式计算；由抗剪确定箍筋数量,忽略剪力的影响，抗纯扭公式计算；由抗扭确定箍筋数量。,当0.5,T,c,/,T,co,1.0,或,0.5,V,c,/,V,co,1.0,时，要考虑剪扭相关性,0.5,t,1.0,其抗剪和抗扭承载力公式分别为：,最终梁的箍筋,规范,规定：,先按受弯构件求,A,sm,梁底配筋,A,s,=,A,sm,+,平均分配到底边的,A,st,l,相关,按剪、扭构件求,弯、剪、扭,6.4.2 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,防止完全超筋破坏：,当,T,0.7,f,t,W,t,(,剪扭,),可仅按构造配纵筋和箍筋,(,纯扭,),6.4.3 计算公式的适用范围和构件要求,6.4.3.1 截面尺寸限制,6.4.3.2 最小配筋率和构造要求,防止少筋破坏：,箍筋,纵筋,抗扭纵筋按,b,h,的全截面计算配筋率。,