钢筋混凝土及预应力混凝土受扭及弯扭构件承载力计算.pptx

,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,第七章,钢筋混凝土及预应力混凝土受扭及弯扭构件承载力计算,钢筋混凝土及预应力混凝土受扭及弯扭构件承载力计算是承载能力极限状态计算的重要内容之一。,一、矩形或箱形截面纯扭构件抗扭承载力计算,新,给出的纯扭构件承载力计算公式是按变角度空间桁架模型建立的，并考虑了混凝土的抗扭作用和预加力的影响。,钢筋混凝土纯扭构件的抗扭承载力应包括开裂前混凝土提供的抗扭承载力和抗扭钢筋（纵筋和箍筋）提供的抗扭承载力，对预应力混凝土抗扭构件尚应包括预加力对混凝土抗扭承载力的影响。在试验研究和统计分析的基础上，在满足可靠度要求的前提下，,给出的矩形或箱形截面纯扭构件抗扭承载力计算公式为：,（,7-1,）,式中，第一项为开裂前混凝土提供的抗扭承功力，是按塑性剪应力分布图式计算的，为构件的受扭塑性抵抗矩，其数值可按下式计算：,a),矩形截面,(hb)b),箱形截面,(hb),图,7-1,受扭构件截面图,矩形截面 （,7-2,）,箱形截面 （,7-3,）,为箱形截面有效壁厚折减系数，当 或,时，取 或 两者较小者。当,或 时，取 。,式中第二项为考虑预加力的影响所增加的混凝土抗扭承载力，其数值是由试验确定的，为计算截上混凝土法向应力等零时的纵向预应力筋和普通钢筋的合力，为计算截面的换算截面面积。,式中第三项为抗扭钢筋（纵筋和箍筋）提供的抗扭承载力，是按变角空间桁架模型建立的。公式推导中引入了纵筋与箍筋强度比 ，其数值按下式计算：,（,7-4,）,试验表明，当纵筋与箍筋的配筋强度比 之间变化，构件破坏时纵筋和箍筋的应力基本上均可达到屈服强度。为此，,取 的限制条件为 。,应该指出上面给出的抗扭承载力计算公式是以适筋梁的受扭塑性破坏为前提建立的，应用时必须满足下列限制条件：,（,1,）抗扭强度上限值,当抗扭钢筋配置过多时，构件可能发生完全超筋脆性破坏。在这种情况下，构件的抗扭承载力取决于混凝土的强度等级和截面尺寸。为了防止出现这种脆性破坏，应规定截面最小尺寸，限制截面剪应力。,规定，纯扭构件的截面尺寸应符合下列要求：,（,7-5,）,（,2,）最小配筋率限值,规定最小配筋率的目的是防止构件开裂后发生突然的脆,性破坏。纯扭构件的最小配筋率根据钢筋混凝土构件的抗扭承载力不小于同一截面的素混凝土的抗扭承载力（即开裂扭矩）的原则确定。最小配筋率应包括：,最小箍筋配筋率,（,7-6,）,最小纵筋配筋率,（,7-7,）,试验研究表明，构件的抗扭承载力与其抗弯和抗剪承载力是相互影响的，工程上将这种相互影响称为构件各承载力之间的相关性，考虑到弯、剪、扭承载力之间相互影响极为复杂。,对弯、剪、扭共同作用构件的承载力采用了部分相关，部分叠加的简化计算方法，即对混凝土抗力部分考虑相关性的影响，对钢筋的抗力部分采用叠加的方法。,试验研究表明，当剪力与扭矩共同作用时，由于剪力的存在将使混凝土的抗扭承载力降低，而扭矩的存在也将使混凝土的抗剪承载力降低，两者的相关关系大致符合,1/4,圆规律。为简化计算，,将表示抗剪承载力,Tc,的,1/4,圆曲线，用三段直线组成的折线代替（,图,7-2,）。,若设 ，则斜线,BC,上任意点均满足下列条件：,（,7-8,）,二受弯、受、扭共同作用的矩形（或箱形）截面构件的承载力计算,图,7-2,混凝土剪、扭承载力相关关系计算模式,和 的关系为：,（,7-9,）,若将纯剪承载力 和纯扭承载力 代入上式，并近似取 ，并与公式（,7-8,）联立，则得：,剪扭构件的混凝土抗承载力降低系数：,（,7-10,）,剪扭构件混凝土抗剪承载力降低系数：,（,7-11,）,这样，将前面给出的公式（,7-1,）中的第一项混凝土抗扭承载力与第二项考虑预加力增加的混凝土抗扭承载力之和乘以修正系数 ，即为,给出的剪扭构件抗扭承载力计算表达式：,（,N.mm,）,（,7-12,）,剪扭构件的抗剪承载力的一般表达式为,（,7-13,）,应该指出，,没有给出混凝土抗剪承载力,的计算表达式，而是采用了混凝土与箍筋共同承担的综合抗剪能力的 表达式。为了,给出的抗剪承载力计算公式相协调，可将剪扭构件的抗剪承载力一般表达式（,7-13,）改写为下列形式：,（,7-14,）,式中，为剪扭构件混凝土与箍筋共同承载的抗剪承载力降低系数，经大量对比计算，取 ，与,的计算结果大致接近。,将 、和 的计算表达式代入公式（,7-14,）即可求得,给出的剪扭构件抗剪承载力计算表达式：,（,7-15,）,上面给出的剪、扭构件承载力计算公式，是以适筋梁的塑性破坏为基础建立的，应用时必须满足规范规定的截面尺寸及最小配筋率的限制条件：,（,1,）剪扭构件的截面尺寸应符合下式要求,（,7-16,）,（,2,）最小配筋率限值,最小箍筋配筋率,（,7-17,）,式中，为系数，当采用,R235,钢筋时，；当采用,HRB335,钢筋时，取 。,最小抗扭纵筋配筋率,（,7-18,）,三、复杂形式截面受扭构件的承载力计算,T,形、工形和箱形截面受扭构件的承载力计算，原则上仍可采用前面给出的矩形截面受扭构件承载力计算公式。具体作法是将复杂形状截面形式化分为若干个矩形截面，分别按矩形截面进行配筋设计，各分块矩形截面所承担的扭矩设计值，按其受扭塑性抵抗矩与截面总的受扭塑性抵抗矩之比进行分配。,