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1、,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,第 6 章 钢筋混凝土受扭构件承载力计算,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,本章重点,受扭构件的分类和受扭构件开裂、破坏处理 ;,受扭构件的设计计算方法 ;,公路桥涵工程与建筑工程关于受扭构件计算的相同与不同之处 ;,钢筋混凝土受扭构件的构造要求。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,特点:弯、剪、扭构件 。,6.1.1 土木工程中常见的受扭构件,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,6.1.2 平衡扭转与协调扭转
2、,平衡扭转 扭转由荷载引起,内扭矩为平衡外扭矩所必需,如上述各梁。,协调扭转或附加扭转 扭转由变形引起,并由变形连续条件所决定。如与次梁相连的边框主梁。,本章主要讨论平衡扭转计算。协调扭转可用构造钢筋或内力重分布方法处理。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,6.1.3 抗扭钢筋的形式,抗弯 受拉区纵筋抗剪 箍筋或箍筋+弯筋抗扭 箍筋+沿截面周边 均匀布置的纵筋, 箍筋与纵筋的比例 要适当。,6.1.4 受扭构件分类,纯扭剪扭 土木工程中少见 弯扭弯剪扭:土木工程中常见,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,6.2.1 纯扭
3、构件承载力计算,理想弹塑性材料纯扭构件,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,塑性状态下能抵抗的扭矩为:,式中: Wt 截面抗扭塑性抵抗矩;对于矩形截面 h为截面长边边长;b为截面短边边长。,素混凝土纯扭构件,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,式中: s 箍筋间距; Ast1 抗扭箍筋单肢截面面积; Acor 截面核心部分面积, Acor = bcor hcor; z 抗扭纵筋与抗扭箍筋的配筋强度比值;,钢筋混凝土纯扭构件,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,式中: Astl 全部抗扭纵
4、筋截面面积; ucor 截面核心部分周长, ucor = 2(bcor + hcor)。,为了保证抗扭纵筋和抗扭箍筋都能充分被利用,要求:,设计时,可先按式(6-6)假定一个z值,然后由式(6-4)求Ast1 ,再由式(6-5)求Astl 。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,剪力的存在会降低截面的抗扭能力;扭矩的存在会降低截面的抗剪能力。,6.2.2 剪扭构件承载力计算,剪扭相关性,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,规范经简化后的结果为 :(1)当Tc/Tco 0.5时,即T 0.175ftWt时,可忽略扭 矩影响,
5、按纯剪构件设计;(2)当Vc/Vco 0.5时,即V 0.35ftbh0时,可忽略剪 力影响,按纯扭构件设计;(3)当T0.175ftWt和V 0.35ftbh0时,要考虑剪扭的相 关性。,考虑剪扭相关性的计算,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,式中: t 剪扭构件中混凝土受扭承载力降低系数,,当 t 0.5时,取t0.5;当 t 1.7 时,取z1.7 。,剪扭构件,式中: 箱形截面壁厚系数, 当 1.0 时,取 1.0 ; Wt 箱形截面壁厚, 其值不应小于bh/7。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,式中: t
6、按式(6-11)计算;Wt 应以 ft代替。,集中力作用下的独立剪扭构件,弯剪扭构件,像矩形、T形和I形截面一样,弯矩按纯弯构件计 算剪力和扭矩按剪扭构件计算。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,压弯剪扭构件,受扭构件公式使用条件及构造要求,为了防止超筋,要求截面尺寸满足,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,为了防止少筋,要求,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,可按构造配置抗扭纵筋和箍筋的条件,纵筋的配筋率应不小于受弯时的最小配筋率和受扭时最小配筋率之和。,构造要求,受扭箍筋应采用封
7、闭式箍筋,做法见下图。,受扭钢筋应对称设置于截面周边,角点处应有纵筋。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,6.3.1 矩形和箱形截面纯扭构件,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,6.3.2 矩形和箱形截面剪扭和弯剪扭构件,剪扭构件,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,6.3.3 矩形和箱形截面受扭构件截面尺寸应满 足的条件,弯剪扭构件,弯矩按纯弯计算,剪力和扭矩也分别计算再叠加。,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,6.3.4 可不进行构件抗扭承载力计算的条件,6.3.5 配筋条件,箍筋的配筋率,混凝土结构设计原理,第 6 章,主 页,目 录,上一章,下一章,帮 助,纵向钢筋的配筋率,剪扭不应小于受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率和受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率之和,不应小于38ftd/fsd,也不应小于0.15。,抗扭纵筋最小配筋率为,纯扭时,弯扭时,