《结构设计原理2012.10.19chapter5受扭构件承载力计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结构设计原理2012.10.19chapter5受扭构件承载力计算（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 受扭构件承载力计算,教学目的和要求：（1）掌握矩形截面纯扭构件的受力性能、破坏特点、计算公式及适用条件；（2）掌握弯剪扭构件的计算方法。 教学重点与难点：（1）重点：纯扭构件的承载力、弯剪扭构件的承载力计算；（2）难点：弯剪扭构件的承载力计算。,弯梁桥,斜梁,5.1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算,5.1.1 矩形截面纯扭构件开裂扭矩,开裂前，认为只有混凝土承担扭矩，按匀质弹性材料考虑,弹性状态剪力分布图,由于混凝土不是理想的弹性材料，所以按上图计算的开裂扭矩是偏低的。,截面受扭弹性抵抗矩,如果按理想塑性材料考虑，只有当截面上 的所有应力都达到材料的强度时，才会开裂。,塑性状态剪力分布
2、图,截面的抗扭塑性抵抗矩,混凝土不是理想塑性材料，因此根据试验结果需乘以一个降低系数,破坏面呈一空间扭曲曲面,受扭钢筋,纵向受扭钢筋,受扭箍筋,5.1.2 矩形截面纯扭构件的破坏特征,纵向钢筋与箍筋形成的空间骨架,1、受扭构件的破坏形态,根据配置钢筋数量的不同，受扭构件的破坏形态也可分为：,适筋破坏、少筋破坏、超筋破坏和部分超筋破坏,（1）适筋破坏,箍筋和纵筋配置都合适,与临界（斜）裂缝相交的钢筋,然后混凝土压坏,与受弯适筋梁的破坏类似，具有一定的延性,都能先达到屈服，,适筋破坏属于延性破坏，构件的极限扭矩主要取决于 配筋的数量和构件的截面尺寸。,（2）少筋破坏,当配筋数量过少时,一旦开裂，将
3、导致扭转角迅速增大，,构件随即破坏。,与受弯少筋梁类似，呈受拉脆性破坏特征,属脆性破坏，极限扭矩与截面尺寸和混凝土抗拉强度有关,（3）超筋破坏,箍筋和纵筋配置都过大,在钢筋屈服前混凝土就压坏，,为受压脆性破坏。,与受弯超筋梁类似,（4）部分超筋破坏,箍筋和受扭纵筋两部分配置不协调， 破坏时只有部分纵筋或箍筋屈服，,属于脆性破坏，构件的极限扭矩取决于构件的截面尺寸和混凝土的抗压强度 。,当抗扭箍筋配置相对于抗扭纵筋较少时，构件破坏时箍筋屈服而纵筋可能达不到屈服强度。,当抗扭纵筋配置相对抗扭箍筋较少时，构件破坏时纵筋屈服而箍筋可能达不到屈服强度。,部分超筋破坏的延性比适筋构件差一些，但还不是完全超
4、筋，在设计中允许使用，但是不够经济。,纵筋和箍筋的配筋强度比,规范建议取0.6z 1.7，将不会发生“部分超筋破坏”设计中通常取z =1.0-1.2,5.1.4 矩形截面纯扭构件的承载力计算,限制条件：见P116,5.2 矩形截面弯剪扭构件的承载力计算,扭矩使纵筋产生拉应力，与受弯时钢筋拉应力叠加，使钢筋拉应力增大，从而会使受弯承载力降低。,而扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加，因此承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的承载力。,T,M,T,V,钢筋混凝土结构在弯扭及弯剪扭共同作用下，属于空间受力问题。试验表明：在弯矩、剪力和扭矩的共同作用下，各项承载力是相互关联的，其相互影响十分复
5、杂。试验研究可知，弯、扭共同作用的矩形截面构件，主要有三种破坏类型：,弯型破坏：弯矩对构件截面的破坏起主要作用，发生如同受弯构件的弯曲破坏； 扭型破坏：扭矩对构件截面起主要作用，破坏从上部纵筋受扭屈服开始，混凝土压碎区在截面的下边缘； 弯扭型破坏：构件的截面高宽比较大、侧面的抗扭纵筋配置较弱或箍筋数量相对较少时，则有可能发生截面一侧的纵筋首先受扭屈服而破坏，混凝土压碎区发生在截面另一侧的破坏。,剪、扭共同作用的矩形截面构件，主要有三种破坏类型：,5.2.2 弯剪扭构件的配筋计算方法,实际工程中，真正的纯扭或剪扭构件很少见，大多是弯、剪、扭构件，其受力状态十分复杂，直接提出公式很难，公路桥规采用叠加计算的截面设计简化方法。,1）剪扭构件承载力计算,为剪扭构件的混凝土受扭承载力的降低系数,（1）剪扭构件抗剪承载力按下列公式计算,（2）剪扭构件抗扭承载力,限制条件：见P120 2）,3）弯剪扭构件承载力计算,按受弯构件单独计算在弯矩作用下所需的受弯纵向钢筋截面面积，配置在受拉区。,(2)按剪扭构件计算抗剪承载力需要的抗剪箍筋,(3)按剪扭构件计算抗扭承载力需要的抗扭纵筋和箍筋,(4)按照叠加原则计算抗弯剪扭总的纵筋和箍筋用量,受弯纵筋As和As ,抗扭箍筋：,抗扭纵筋,抗剪箍筋 +,5.5受扭构件的构造要求,
