钢筋混凝土受扭构件精要.pptx

第第8 8章章 混凝土受扭构件混凝土受扭构件8.1 受扭构件的受力特点及构造要求受扭构件的受力特点及构造要求8.2 混凝土矩形截面纯扭构件承载力计算混凝土矩形截面纯扭构件承载力计算8.3 混凝土矩形截面弯剪扭构件承载力计算混凝土矩形截面弯剪扭构件承载力计算8.4 混凝土混凝土T形形I形截面受扭构件承载力计算形截面受扭构件承载力计算化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日28.1 受扭构件的受力受扭构件的受力 特点及构造要求特点及构造要求 混凝土混凝土受扭受扭纯扭构件纯扭构件复合受扭构件复合受扭构件剪剪扭扭构构件件弯弯扭扭构构件件弯弯剪剪扭扭构构件件平衡扭转平衡扭转由荷载直接引由荷载直接引起，由平衡方起，由平衡方程求出扭矩程求出扭矩T协调扭转协调扭转由相邻构件的位移受到该构件的约束由相邻构件的位移受到该构件的约束而引起该构件的扭转，通过变形协调而引起该构件的扭转，通过变形协调条件才能求出扭矩条件才能求出扭矩T化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日3一、素混凝土纯扭构件受力特点一、素混凝土纯扭构件受力特点v弹性剪应力分布规律弹性剪应力分布规律剪应力平行于周边剪应力平行于周边剪应力平行于周边剪应力平行于周边最大剪应力发生在长边中点最大剪应力发生在长边中点最大剪应力发生在长边中点最大剪应力发生在长边中点h/b1.01.21.51.752.02.53.04.06.010.0 0.2080.2080.2190.2190.2310.2310.2390.2390.2460.2460.2580.2580.2670.2670.2820.2820.2990.2990.3130.3130.3330.3338.1.1 纯扭构件的特点扭构件的特点化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日4v主应力与开裂扭矩主应力与开裂扭矩主应力的大小与方向主应力的大小与方向主应力的大小与方向主应力的大小与方向 纯剪应力状态，主应力纯剪应力状态，主应力纯剪应力状态，主应力纯剪应力状态，主应力 tptp=cpcp=maxmax 主方向：与构件轴线成主方向：与构件轴线成主方向：与构件轴线成主方向：与构件轴线成4545 开裂扭矩开裂扭矩开裂扭矩开裂扭矩裂缝垂直于主拉应力方向，与构件轴线大裂缝垂直于主拉应力方向，与构件轴线大裂缝垂直于主拉应力方向，与构件轴线大裂缝垂直于主拉应力方向，与构件轴线大致成致成致成致成45454545 夹角。夹角。夹角。夹角。以长边中点主拉应力达到混凝土的以长边中点主拉应力达到混凝土的以长边中点主拉应力达到混凝土的以长边中点主拉应力达到混凝土的抗拉强度设计值作为开裂标志，计抗拉强度设计值作为开裂标志，计抗拉强度设计值作为开裂标志，计抗拉强度设计值作为开裂标志，计算的开裂扭矩算的开裂扭矩算的开裂扭矩算的开裂扭矩化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日5v理想塑性材料极限扭矩理想塑性材料极限扭矩塑性力学理论，截面上的剪应力分成四个部分，塑性力学理论，截面上的剪应力分成四个部分，塑性力学理论，截面上的剪应力分成四个部分，塑性力学理论，截面上的剪应力分成四个部分，计算合力偶计算合力偶计算合力偶计算合力偶实际材料非弹性，非理想塑实际材料非弹性，非理想塑实际材料非弹性，非理想塑实际材料非弹性，非理想塑性，故规范开裂扭矩取值为性，故规范开裂扭矩取值为性，故规范开裂扭矩取值为性，故规范开裂扭矩取值为破坏面为三面开裂一面受压的斜曲面破坏面为三面开裂一面受压的斜曲面混凝土的抗扭承载力，混凝土的抗扭承载力，取开裂扭矩的一半：取开裂扭矩的一半：化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日6二、钢筋混凝土纯扭构件受力特点二、钢筋混凝土纯扭构件受力特点v适筋构件的抗扭机理适筋构件的抗扭机理开裂前，主要由混凝土承担扭矩，钢筋对开裂前，主要由混凝土承担扭矩，钢筋对开裂前，主要由混凝土承担扭矩，钢筋对开裂前，主要由混凝土承担扭矩，钢筋对提高受扭构件抗裂性能的作用不大提高受扭构件抗裂性能的作用不大提高受扭构件抗裂性能的作用不大提高受扭构件抗裂性能的作用不大开裂后，钢筋承担拉力，使构件受扭承载开裂后，钢筋承担拉力，使构件受扭承载开裂后，钢筋承担拉力，使构件受扭承载开裂后，钢筋承担拉力，使构件受扭承载力大大提高。空间桁架模拟：力大大提高。空间桁架模拟：力大大提高。空间桁架模拟：力大大提高。空间桁架模拟：纵向钢筋相当于受拉弦杆纵向钢筋相当于受拉弦杆纵向钢筋相当于受拉弦杆纵向钢筋相当于受拉弦杆 箍筋相当于受拉腹杆箍筋相当于受拉腹杆箍筋相当于受拉腹杆箍筋相当于受拉腹杆 裂缝之间接近构件表面一定厚度的混裂缝之间接近构件表面一定厚度的混裂缝之间接近构件表面一定厚度的混裂缝之间接近构件表面一定厚度的混 凝土则形成承担斜向凝土则形成承担斜向凝土则形成承担斜向凝土则形成承担斜向 压力的斜腹杆压力的斜腹杆压力的斜腹杆压力的斜腹杆化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日7v钢筋用量和受扭破坏的关系钢筋用量和受扭破坏的关系低配筋构件（适筋构件）低配筋构件（适筋构件）低配筋构件（适筋构件）低配筋构件（适筋构件）（1 1）抗扭钢筋配置适中）抗扭钢筋配置适中）抗扭钢筋配置适中）抗扭钢筋配置适中（2 2）纵筋和箍筋首先屈服，混凝土后压碎）纵筋和箍筋首先屈服，混凝土后压碎）纵筋和箍筋首先屈服，混凝土后压碎）纵筋和箍筋首先屈服，混凝土后压碎（3 3）延性破坏）延性破坏）延性破坏）延性破坏部分超配筋构件部分超配筋构件部分超配筋构件部分超配筋构件（1 1）纵筋和箍筋比率相差较大）纵筋和箍筋比率相差较大）纵筋和箍筋比率相差较大）纵筋和箍筋比率相差较大（2 2）配筋率小的纵筋或箍筋屈服，另一种）配筋率小的纵筋或箍筋屈服，另一种）配筋率小的纵筋或箍筋屈服，另一种）配筋率小的纵筋或箍筋屈服，另一种 钢筋不屈服钢筋不屈服钢筋不屈服钢筋不屈服（3 3）延性相对较小）延性相对较小）延性相对较小）延性相对较小化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日8超配筋构件超配筋构件超配筋构件超配筋构件（1 1）抗扭纵筋和箍筋配置过多）抗扭纵筋和箍筋配置过多）抗扭纵筋和箍筋配置过多）抗扭纵筋和箍筋配置过多（2 2）钢筋不屈服，混凝土先压碎）钢筋不屈服，混凝土先压碎）钢筋不屈服，混凝土先压碎）钢筋不屈服，混凝土先压碎（3 3）脆性破坏（类似于超筋梁）脆性破坏（类似于超筋梁）脆性破坏（类似于超筋梁）脆性破坏（类似于超筋梁）少配筋构件少配筋构件少配筋构件少配筋构件（1 1）抗扭纵筋和箍筋配筋率过低）抗扭纵筋和箍筋配筋率过低）抗扭纵筋和箍筋配筋率过低）抗扭纵筋和箍筋配筋率过低（2 2）混凝土一开裂便破坏）混凝土一开裂便破坏）混凝土一开裂便破坏）混凝土一开裂便破坏（3 3）钢筋不仅屈服，而且可能进入强化阶段）钢筋不仅屈服，而且可能进入强化阶段）钢筋不仅屈服，而且可能进入强化阶段）钢筋不仅屈服，而且可能进入强化阶段（4 4）脆性破坏（类似于少筋梁）脆性破坏（类似于少筋梁）脆性破坏（类似于少筋梁）脆性破坏（类似于少筋梁）化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日9纵筋和箍筋的配筋强度比纵筋和箍筋的配筋强度比 纵筋、箍筋的体积比与强度比的乘积纵筋、箍筋的体积比与强度比的乘积箍筋间距箍筋间距抗扭纵筋总截面面积抗扭纵筋总截面面积混凝土核心部分混凝土核心部分截面周长截面周长箍筋单肢截面面积箍筋单肢截面面积化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日10试验表明，试验表明，在在0.52.0范围内，构件破坏时受扭范围内，构件破坏时受扭纵筋和箍筋基本上都能屈服。规范限制条件为：纵筋和箍筋基本上都能屈服。规范限制条件为：当当 1.7时，取时，取 =1.7。当当 =1.2左右时，为钢筋左右时，为钢筋达到屈服的最佳值达到屈服的最佳值。按变角度空间桁架模型分析，钢筋混凝土受按变角度空间桁架模型分析，钢筋混凝土受扭构件极限扭矩的理论表达式为扭构件极限扭矩的理论表达式为截面核心部截面核心部分的面积分的面积化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日11三、变角度空间桁架理论三、变角度空间桁架理论v基本假定基本假定混凝土只承受压力，作为桁架的斜腹杆，混凝土只承受压力，作为桁架的斜腹杆，混凝土只承受压力，作为桁架的斜腹杆，混凝土只承受压力，作为桁架的斜腹杆，其倾角其倾角其倾角其倾角 与配筋强度比有关，故名变角度与配筋强度比有关，故名变角度与配筋强度比有关，故名变角度与配筋强度比有关，故名变角度纵筋和箍筋仅承受拉力，作为桁架的弦杆纵筋和箍筋仅承受拉力，作为桁架的弦杆纵筋和箍筋仅承受拉力，作为桁架的弦杆纵筋和箍筋仅承受拉力，作为桁架的弦杆和竖腹杆和竖腹杆和竖腹杆和竖腹杆忽略核心混凝土忽略核心混凝土忽略核心混凝土忽略核心混凝土 的抗扭作用及钢的抗扭作用及钢的抗扭作用及钢的抗扭作用及钢 筋的销栓作用筋的销栓作用筋的销栓作用筋的销栓作用化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日12v受力分析受力分析混凝土压力混凝土压力混凝土压力混凝土压力F Fc c纵筋拉力纵筋拉力纵筋拉力纵筋拉力N Nst stl l箍筋拉力箍筋拉力箍筋拉力箍筋拉力N Nsvsv高度为高度为hcor的侧面的侧面纵筋面积（均匀纵筋面积（均匀对称布置）对称布置）纵筋拉力纵筋拉力纵向长度纵向长度hcorcot，该长度上箍筋面，该长度上箍筋面积积箍筋拉力箍筋拉力平衡条件平衡条件hcorbcorhcorhcorcot NsvNst l/2Nst l/2FcNsvNst lFc(a)(b)(c)hcorcot 化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日13平衡条件平衡条件化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日14v弹性薄壁杆件扭转弹性薄壁杆件扭转剪力流由箍筋拉力剪力流由箍筋拉力剪力流由箍筋拉力剪力流由箍筋拉力 计算计算计算计算hcorbcorhbttttqq极限扭矩极限扭矩极限扭矩极限扭矩取该值的取该值的0.6倍作为钢筋倍作为钢筋对抗扭承载力的贡献对抗扭承载力的贡献化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日158.1.2 弯剪扭构件的受力特点弯剪扭构件的受力特点一、承载力之间的相关性一、承载力之间的相关性v相关性概念相关性概念弯、剪、扭属于复合受力状态弯、剪、扭属于复合受力状态弯、剪、扭属于复合受力状态弯、剪、扭属于复合受力状态一种承载能力会因另一种内力的存在而受影一种承载能力会因另一种内力的存在而受影一种承载能力会因另一种内力的存在而受影一种承载能力会因另一种内力的存在而受影响，这种现象称为承载力之间的响，这种现象称为承载力之间的响，这种现象称为承载力之间的响，这种现象称为承载力之间的相关性相关性相关性相关性v相关性类型相关性类型弯扭相关性弯扭相关性弯扭相关性弯扭相关性 （1 1）扭矩的作用使纵筋产生拉应力，加重扭矩的作用使纵筋产生拉应力，加重扭矩的作用使纵筋产生拉应力，加重扭矩的作用使纵筋产生拉应力，加重了受弯构件纵向受拉钢筋的负担，降低了受了受弯构件纵向受拉钢筋的负担，降低了受了受弯构件纵向受拉钢筋的负担，降低了受了受弯构件纵向受拉钢筋的负担，降低了受弯承载力。扭矩越大，抗弯承载力降低越多弯承载力。扭矩越大，抗弯承载力降低越多弯承载力。扭矩越大，抗弯承载力降低越多弯承载力。扭矩越大，抗弯承载力降低越多化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日16（2 2）弯矩的存在，截面抗扭承载力也会下降）弯矩的存在，截面抗扭承载力也会下降）弯矩的存在，截面抗扭承载力也会下降）弯矩的存在，截面抗扭承载力也会下降（3 3）精确计算很难，实用方法是分别配筋，）精确计算很难，实用方法是分别配筋，）精确计算很难，实用方法是分别配筋，）精确计算很难，实用方法是分别配筋，相应位置纵筋叠加相应位置纵筋叠加相应位置纵筋叠加相应位置纵筋叠加剪扭相关性剪扭相关性剪扭相关性剪扭相关性（1 1）两者剪应力在构件的一个侧面上是叠加）两者剪应力在构件的一个侧面上是叠加）两者剪应力在构件的一个侧面上是叠加）两者剪应力在构件的一个侧面上是叠加 的，所以一种内力的存在会使另一种承的，所以一种内力的存在会使另一种承的，所以一种内力的存在会使另一种承的，所以一种内力的存在会使另一种承 载下降。载下降。载下降。载下降。（2 2）受剪性能理论分析十分复杂，实际应用）受剪性能理论分析十分复杂，实际应用）受剪性能理论分析十分复杂，实际应用）受剪性能理论分析十分复杂，实际应用 中不可行。中不可行。中不可行。中不可行。（3 3）实用中在混凝土一项中引进承载力降低）实用中在混凝土一项中引进承载力降低）实用中在混凝土一项中引进承载力降低）实用中在混凝土一项中引进承载力降低 系数，各自计算箍筋，叠加箍筋。系数，各自计算箍筋，叠加箍筋。系数，各自计算箍筋，叠加箍筋。系数，各自计算箍筋，叠加箍筋。化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日17二、典型的破坏类型二、典型的破坏类型v弯型破坏弯型破坏 配筋适当，弯矩较大，构件底面先开裂（纵配筋适当，弯矩较大，构件底面先开裂（纵配筋适当，弯矩较大，构件底面先开裂（纵配筋适当，弯矩较大，构件底面先开裂（纵筋屈服），顶面混凝土后压碎。筋屈服），顶面混凝土后压碎。筋屈服），顶面混凝土后压碎。筋屈服），顶面混凝土后压碎。v扭型破坏扭型破坏 扭矩较大，顶部纵筋少于底部，顶面先开裂，扭矩较大，顶部纵筋少于底部，顶面先开裂，扭矩较大，顶部纵筋少于底部，顶面先开裂，扭矩较大，顶部纵筋少于底部，顶面先开裂，向两侧发展，顶筋受扭先屈服，最后底部混向两侧发展，顶筋受扭先屈服，最后底部混向两侧发展，顶筋受扭先屈服，最后底部混向两侧发展，顶筋受扭先屈服，最后底部混凝土压碎。凝土压碎。凝土压碎。凝土压碎。v剪扭破坏剪扭破坏 剪力和扭矩都较大，截面长边一侧先开裂，剪力和扭矩都较大，截面长边一侧先开裂，剪力和扭矩都较大，截面长边一侧先开裂，剪力和扭矩都较大，截面长边一侧先开裂，该侧纵筋、箍筋屈服，另一长边压区混凝土该侧纵筋、箍筋屈服，另一长边压区混凝土该侧纵筋、箍筋屈服，另一长边压区混凝土该侧纵筋、箍筋屈服，另一长边压区混凝土压碎。压碎。压碎。压碎。化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日18一、受扭纵筋一、受扭纵筋v纵筋布置纵筋布置沿截面周边均匀对称布置沿截面周边均匀对称布置沿截面周边均匀对称布置沿截面周边均匀对称布置矩形四角、矩形四角、矩形四角、矩形四角、T T形和形和形和形和I I形各分块矩形的四角，形各分块矩形的四角，形各分块矩形的四角，形各分块矩形的四角，必须设置受扭纵筋必须设置受扭纵筋必须设置受扭纵筋必须设置受扭纵筋受扭纵筋间距不大于受扭纵筋间距不大于受扭纵筋间距不大于受扭纵筋间距不大于200mm,200mm,不大于短边长度不大于短边长度不大于短边长度不大于短边长度b b8.1.3 受扭构件的配筋构造要求受扭构件的配筋构造要求化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日19v受扭纵筋的最小配筋率受扭纵筋的最小配筋率v接头与锚固接头与锚固接头和锚固按受拉钢筋考虑接头和锚固按受拉钢筋考虑接头和锚固按受拉钢筋考虑接头和锚固按受拉钢筋考虑架立筋和腰筋可作为受扭纵筋来利用架立筋和腰筋可作为受扭纵筋来利用架立筋和腰筋可作为受扭纵筋来利用架立筋和腰筋可作为受扭纵筋来利用当当T/(Vb)2.0时，取时，取T/(Vb)=2.0，纯扭构件就是这，纯扭构件就是这样。此时样。此时化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日20二、受扭箍筋二、受扭箍筋v箍筋布置箍筋布置箍筋封闭箍筋封闭箍筋封闭箍筋封闭沿周边布置沿周边布置沿周边布置沿周边布置绑扎骨架时，末端弯钩绑扎骨架时，末端弯钩绑扎骨架时，末端弯钩绑扎骨架时，末端弯钩135135 ，端头平，端头平，端头平，端头平直段长度不小于直段长度不小于直段长度不小于直段长度不小于1010d dv间距和直径间距和直径按受弯构件的要求处理按受弯构件的要求处理按受弯构件的要求处理按受弯构件的要求处理最大间距最大间距最大间距最大间距最小箍筋直径最小箍筋直径最小箍筋直径最小箍筋直径v弯剪扭构件箍弯剪扭构件箍筋最小配筋率筋最小配筋率化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日218.2 混凝土矩形截面混凝土矩形截面纯扭扭构件承构件承载力力计算算截面尺寸要求截面尺寸要求hw/b 4时时hw/b=6时时4hw/bT=14.6kN.m 满足要求满足要求化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日25（3）配置受扭箍筋）配置受扭箍筋N.mm=8.80kN.mT=14.6kN.m需要计需要计算配筋算配筋设设=1.2，由，由取等号得取等号得选选 8箍筋，箍筋，Ast1=50.3mm2化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日26=107.5mm取取s=100mm，验算配箍率，验算配箍率满足要求满足要求化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日27（4）配置受扭纵筋）配置受扭纵筋mm2配配 6 12，Astl=678mm2验算纵筋配筋率：验算纵筋配筋率：满足满足4006128100250化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日288.3 混凝土矩形截面弯剪混凝土矩形截面弯剪 扭构件承扭构件承载力力计算算一、混凝土承载力降低系数一、混凝土承载力降低系数v承载力降低系数的定义承载力降低系数的定义试验曲线简化试验曲线简化试验曲线简化试验曲线简化8.3.1 剪扭构件承载力计算剪扭构件承载力计算无腹筋剪扭构件剪、扭无腹筋剪扭构件剪、扭承载力近似为承载力近似为1/4圆圆有腹筋剪扭构件剪、扭有腹筋剪扭构件剪、扭承载力借用四分之一圆承载力借用四分之一圆化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日29定义混凝土受扭承载定义混凝土受扭承载定义混凝土受扭承载定义混凝土受扭承载力降低系数力降低系数力降低系数力降低系数 t t圆弧计算不便，简化为圆弧计算不便，简化为AB、BC、CD三段直线三段直线BC段直线方程段直线方程定义混凝土受剪承载定义混凝土受剪承载定义混凝土受剪承载定义混凝土受剪承载力降低系数力降低系数力降低系数力降低系数 v v化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日30v混凝土受扭承载力降低系数取值混凝土受扭承载力降低系数取值一般剪扭构件一般剪扭构件一般剪扭构件一般剪扭构件取取集中力作用的独立剪扭构件集中力作用的独立剪扭构件集中力作用的独立剪扭构件集中力作用的独立剪扭构件 1.533时取时取时取时取 =3=3 t t 0.51.0 1.0时时时时取取取取 t t=1.0=1.0 t t=0.5=0.5，v v=1.0=1.0 t t=1.0=1.0，v v=0.5=0.5化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日31二、剪扭构件设计计算二、剪扭构件设计计算v承载能力计算公式承载能力计算公式受扭承载力受扭承载力受扭承载力受扭承载力受剪承载力受剪承载力受剪承载力受剪承载力一般构件一般构件一般构件一般构件集中荷载为主的独立梁集中荷载为主的独立梁集中荷载为主的独立梁集中荷载为主的独立梁化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日32v纵筋的确定纵筋的确定受扭承载力计算纵筋受扭承载力计算纵筋受扭承载力计算纵筋受扭承载力计算纵筋受扭纵筋沿截面周边均匀布置受扭纵筋沿截面周边均匀布置受扭纵筋沿截面周边均匀布置受扭纵筋沿截面周边均匀布置v箍筋的确定箍筋的确定受扭计算受扭计算受扭计算受扭计算（A Ast1st1/s s）t t受剪计算受剪计算受剪计算受剪计算（A Asv1sv1/s s）v v最后的箍筋计算式最后的箍筋计算式最后的箍筋计算式最后的箍筋计算式v直接按构造配置箍筋和受扭纵筋的条件直接按构造配置箍筋和受扭纵筋的条件化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日33v适用条件适用条件避免超筋破坏（验算截面尺寸）避免超筋破坏（验算截面尺寸）避免超筋破坏（验算截面尺寸）避免超筋破坏（验算截面尺寸）避免少筋破坏避免少筋破坏避免少筋破坏避免少筋破坏箍筋配筋率满足要求箍筋配筋率满足要求箍筋配筋率满足要求箍筋配筋率满足要求 受扭纵筋配筋受扭纵筋配筋受扭纵筋配筋受扭纵筋配筋率满足要求率满足要求率满足要求率满足要求4hw/b6时，按线性内插法确定。时，按线性内插法确定。化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日348.3.2 弯扭构件承弯扭构件承载力力计算算一、按弯扭构件计算的情况一、按弯扭构件计算的情况v内力只有弯矩内力只有弯矩M和扭矩和扭矩Tv内力虽然有内力虽然有M、V、T，但剪力较小，可，但剪力较小，可以忽略时以忽略时一般剪扭构件一般剪扭构件一般剪扭构件一般剪扭构件集中力作用下的独立剪扭构件集中力作用下的独立剪扭构件集中力作用下的独立剪扭构件集中力作用下的独立剪扭构件忽忽略略剪剪力力化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日35二、弯扭构件承载力计算方法二、弯扭构件承载力计算方法v按纯扭计算按纯扭计算计算受扭箍筋计算受扭箍筋计算受扭箍筋计算受扭箍筋计算受扭纵筋计算受扭纵筋计算受扭纵筋计算受扭纵筋v按受弯构件正截面承载力计算受拉钢筋按受弯构件正截面承载力计算受拉钢筋v钢筋布置钢筋布置受扭箍筋布置在截面周边受扭箍筋布置在截面周边受扭箍筋布置在截面周边受扭箍筋布置在截面周边受扭纵筋沿截面周边均匀对称布置受扭纵筋沿截面周边均匀对称布置受扭纵筋沿截面周边均匀对称布置受扭纵筋沿截面周边均匀对称布置受弯纵筋布置在构件的受拉区，受弯纵筋布置在构件的受拉区，受弯纵筋布置在构件的受拉区，受弯纵筋布置在构件的受拉区，重叠位置重叠位置重叠位置重叠位置钢筋叠加钢筋叠加钢筋叠加钢筋叠加化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日368.3.3 弯剪扭构件承弯剪扭构件承载力力计算算一、弯剪扭构件承载力计算方法一、弯剪扭构件承载力计算方法v按受弯构件计算按受弯构件计算由由由由MM按受弯构件正截面承载力计算纵向受按受弯构件正截面承载力计算纵向受按受弯构件正截面承载力计算纵向受按受弯构件正截面承载力计算纵向受拉钢筋拉钢筋拉钢筋拉钢筋并满足构造要求（不超筋、不少筋）并满足构造要求（不超筋、不少筋）并满足构造要求（不超筋、不少筋）并满足构造要求（不超筋、不少筋）v由由V和和T按剪扭构件承载力计算按剪扭构件承载力计算计算受剪箍筋计算受剪箍筋计算受剪箍筋计算受剪箍筋计算受扭箍筋、受扭纵筋计算受扭箍筋、受扭纵筋计算受扭箍筋、受扭纵筋计算受扭箍筋、受扭纵筋化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日37二、钢筋确定步骤二、钢筋确定步骤v纵筋的确定纵筋的确定受弯承载力计算纵筋受弯承载力计算纵筋受弯承载力计算纵筋受弯承载力计算纵筋1 1，受扭承载力计算纵，受扭承载力计算纵，受扭承载力计算纵，受扭承载力计算纵筋筋筋筋2 2。叠加。叠加。叠加。叠加1 1、2 2得全部纵筋得全部纵筋得全部纵筋得全部纵筋受弯纵筋布置在受拉区，受扭纵筋沿截面周受弯纵筋布置在受拉区，受扭纵筋沿截面周受弯纵筋布置在受拉区，受扭纵筋沿截面周受弯纵筋布置在受拉区，受扭纵筋沿截面周边均匀布置边均匀布置边均匀布置边均匀布置v箍筋的确定箍筋的确定受扭计算受扭计算受扭计算受扭计算（A Ast1st1/s s）t t受剪计算受剪计算受剪计算受剪计算（A Asv1sv1/s s）v v最后的箍筋计算式最后的箍筋计算式最后的箍筋计算式最后的箍筋计算式化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日38三、简化计算条件三、简化计算条件v忽略剪力，按弯扭（纯扭）构件计算忽略剪力，按弯扭（纯扭）构件计算v忽略扭矩，按受弯构件计算忽略扭矩，按受弯构件计算一般剪扭构件一般剪扭构件承受集中荷承受集中荷载的独立剪载的独立剪扭构件扭构件化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日39v例题例题8-2承受均布荷载的矩形截面构件，承受均布荷载的矩形截面构件，承受均布荷载的矩形截面构件，承受均布荷载的矩形截面构件，b b=250mm250mm，h h=500mm=500mm，已知内力设计值：，已知内力设计值：，已知内力设计值：，已知内力设计值：T T=12kN.m=12kN.m，MM=90kN.m=90kN.m，V V=75kN=75kN。采用。采用。采用。采用C30C30混凝土，混凝土，混凝土，混凝土，HPB300HPB300箍筋、箍筋、箍筋、箍筋、HRB335HRB335纵筋，一类环境。试对纵筋，一类环境。试对纵筋，一类环境。试对纵筋，一类环境。试对该截面配筋。该截面配筋。该截面配筋。该截面配筋。v解解:（1 1 1 1）验算截面尺寸）验算截面尺寸）验算截面尺寸）验算截面尺寸mm3mmmm化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日40N/mm2N/mm2满足要求满足要求满足要求满足要求且有且有N/mm2N/mm2需要计算配置需要计算配置需要计算配置需要计算配置纵筋和箍筋纵筋和箍筋纵筋和箍筋纵筋和箍筋化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日41（2 2）是否可以简化计算（或忽略某个内力）是否可以简化计算（或忽略某个内力）是否可以简化计算（或忽略某个内力）是否可以简化计算（或忽略某个内力）NkN V=75 kN不可忽略不可忽略不可忽略不可忽略V VN.mmkN.m T=12 kN.m应考虑应考虑应考虑应考虑T T应按弯剪扭构件计算应按弯剪扭构件计算应按弯剪扭构件计算应按弯剪扭构件计算化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日42（3 3）由）由）由）由MM计算纵向受拉钢筋计算纵向受拉钢筋计算纵向受拉钢筋计算纵向受拉钢筋mm2mmmm满足满足化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日43（4 4）按剪扭构件计算受扭和受剪箍筋）按剪扭构件计算受扭和受剪箍筋）按剪扭构件计算受扭和受剪箍筋）按剪扭构件计算受扭和受剪箍筋mmmmmmmm2混凝土承载力降低系数混凝土承载力降低系数取取 t=1.0设箍筋直径为设箍筋直径为8mm，则，则 cs=20+8=28mm化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日44受扭箍筋（取受扭箍筋（取=1.2）取等号计算取等号计算由公式由公式化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日45受剪箍筋（取受剪箍筋（取双肢箍双肢箍n=2）最后配最后配箍参数箍参数由公式由公式取等号计算取等号计算化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日46箍筋选用箍筋选用8，Asv1=50.3mm2取取s=200mm，验算配箍率，验算配箍率满足要求满足要求化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日47（5 5）计算受扭纵筋面积）计算受扭纵筋面积）计算受扭纵筋面积）计算受扭纵筋面积mm2取取mm2化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理第二版课件第二版课件第二版课件第二版课件李章政李章政李章政李章政2024/8/25 周日周日48（6 6）配筋图）配筋图）配筋图）配筋图按构造要求应设按构造要求应设按构造要求应设按构造要求应设4 4排抗扭纵筋，每根面积排抗扭纵筋，每根面积排抗扭纵筋，每根面积排抗扭纵筋，每根面积mm2考虑到兼作架立钢筋和纵考虑到兼作架立钢筋和纵考虑到兼作架立钢筋和纵考虑到兼作架立钢筋和纵向构造钢筋，实配向构造钢筋，实配向构造钢筋，实配向构造钢筋，实配10面积面积面积面积78.5mm78.5mm2 2下排受扭纵筋与受弯钢筋合并下排受扭纵筋与受弯钢筋合并下排受扭纵筋与受弯钢筋合并下排受扭纵筋与受弯钢筋合并mm2实配实配实配实配 3 320面积面积面积面积942mm942mm2 22 103 202 102 108200化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社化学工业出版社建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结构设计原理建筑结