資源描述:
《第5章 受扭構(gòu)件承載力計(jì)算.ppt》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第5章受扭構(gòu)件承載力計(jì)算5.1概述彎梁橋和斜梁(板)橋是高等公路和城市道路常用的橋梁。彎梁、斜梁(板),即使不考慮活荷載,僅在恒載作用下,梁的截面除了產(chǎn)生彎矩、剪力外,還產(chǎn)生扭矩T(如圖)。5.1概述由于扭矩的作用,構(gòu)件的截面將產(chǎn)生剪應(yīng)力及相應(yīng)的主拉應(yīng)力。為了來提高混凝土構(gòu)件的抗扭能力因此,必須配置相應(yīng)的鋼筋(縱筋和箍筋)。在實(shí)際工程中,純扭構(gòu)件并不常見,較多出現(xiàn)的是彎矩、扭矩和剪力共同作用的構(gòu)件。由于彎、扭、剪共同作用的相互影響,受力狀況非常復(fù)雜。先從純受扭構(gòu)件受力進(jìn)行研究因此,本章的介紹將從純扭構(gòu)件開始。5.1.1純受扭構(gòu)件的開裂彎矩5.1.1純受扭構(gòu)
2、件的開裂彎矩5.1.1純受扭構(gòu)件的開裂彎矩考慮混凝土材料是一種彈塑性材料,進(jìn)行0.7的折減系數(shù)5.1.2純受扭構(gòu)件的破壞特征1)抗扭鋼筋(箍筋和縱向鋼筋)(1)通常都采用由箍筋和縱向鋼筋組成的空間骨架來承擔(dān)扭矩。(2)箍筋:直接抵抗主拉應(yīng)力,限制裂縫的發(fā)展(3)縱向鋼筋:平衡構(gòu)件中的縱向分力,在斜裂縫處,縱筋可產(chǎn)生銷栓作用,抑制斜裂縫發(fā)展。5.1.2純受扭構(gòu)件的破壞特征2)純受扭構(gòu)件的破壞特征(1)少筋梁破壞(脆性)(2)適筋梁破壞(塑性)(3)超筋梁破壞(脆性)(4)部分超筋梁破壞(表現(xiàn)出一定的脆性)5.1.2純受扭構(gòu)件的破壞特征3)影響純受扭構(gòu)件的承載
3、力的因素(1)截面尺寸、截面形式(T梁、箱梁)、及混凝土強(qiáng)度(2)抗扭鋼筋配筋率及鋼筋強(qiáng)度(3)箍筋和縱向鋼筋的之間的關(guān)系當(dāng)箍筋用最相對(duì)較少時(shí),構(gòu)件抗扭承載能力就由箍筋控制,這時(shí)再多配縱筋也不能起到提高抗扭承載能力的作用。反之,當(dāng)縱筋很少時(shí),多配箍筋也將不能充分發(fā)揮作用。5.1.2純受扭構(gòu)件的破壞特征配筋強(qiáng)度比:縱筋的數(shù)最、強(qiáng)度和箍筋的數(shù)最、強(qiáng)度的比值。保證縱筋和箍筋同時(shí)屈服,配筋強(qiáng)度比應(yīng)限制在一定范圍內(nèi)。5.1.3純受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算理論1)變角度空間桁架模型(公式推到過程了解)基本假定:(1)混凝土只承受壓力,具有螺旋形裂縫;(2)縱筋和箍筋只承受拉
4、力;(3)忽略核心混凝土和鋼筋銷栓作用。5.1.3純受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算理論2)斜彎破壞理論(公式推到過程了解)基本假定:①破壞時(shí)縱向鋼筋和箍筋均達(dá)到屈服;②受壓區(qū)高度近似取二倍保護(hù)層厚度;③混凝土抗扭不計(jì),只考慮鋼筋;④縱向鋼筋沿構(gòu)件核心對(duì)稱、均勻布置,箍筋沿軸線等間距布置。5.1.3純受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算理論《公路橋規(guī)》中對(duì)受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算是基于變角度空間桁架模型?;炷量古げ捎瞄_裂扭矩并考慮0.5的折減,鋼筋考慮0.6的折減。5.1.3純受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算理論適用條件:1)抗扭配筋上限值(最小抗扭截面尺寸)1)抗扭配筋下限值(最小抗扭鋼筋配筋率
5、)(1)抗扭箍筋最小配筋率(2)縱向抗扭鋼筋最小配筋率5.2在彎、剪、扭共同作用下矩形截面的承載力計(jì)算1)彎、剪、扭共同作用下影響構(gòu)件的承載力的因素:(1)構(gòu)件內(nèi)在因素(2)外部荷載因素5.2在彎、剪、扭共同作用下矩形截面的承載力計(jì)算(1)構(gòu)件內(nèi)在因素:1)截面尺寸、截面形式(T梁、箱梁)、及混凝土強(qiáng)度2)抗扭鋼筋配筋率及鋼筋強(qiáng)度3)箍筋和縱向鋼筋的之間的關(guān)系5.2在彎、剪、扭共同作用下矩形截面的承載力計(jì)算(2)外部荷載因素:1)扭彎比扭矩和彎矩的比值2)扭剪比扭矩和剪力相對(duì)大小比值5.2.1在彎、剪、扭共同作用下破壞形態(tài)在彎、剪、扭共同作用下,隨著扭
6、彎比或扭剪比的不同及配筋情況,主要發(fā)生以下幾種破壞類型:l)第I類型(彎型)受壓區(qū)在構(gòu)件的頂面彎矩起主導(dǎo)作用,裂縫首先在梁底面彎曲受拉區(qū)出現(xiàn),然后發(fā)展到兩個(gè)側(cè)面,破壞時(shí),底部鋼筋達(dá)到屈服。5.2.1在彎、剪、扭共同作用下破壞形態(tài)2)第Ⅱ類型(扭剪型)受壓區(qū)在構(gòu)件的一個(gè)側(cè)面當(dāng)扭矩和剪力起控制作用時(shí),梁的其中一側(cè)剪力與扭距產(chǎn)生的拉應(yīng)力方向一致(裂縫首先出現(xiàn)在一側(cè);破壞時(shí),鋼筋屈服也是先發(fā)生在這一側(cè)),另一次側(cè)剪力與扭矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力方向相反。5.2.1在彎、剪、扭共同作用下破壞形態(tài)3)第Ⅲ類型(扭型)受壓區(qū)在構(gòu)件的底面頂部鋼筋明顯少于底部縱筋時(shí),這時(shí)頂部縱筋先于
7、底部縱筋屈服,斜破壞面由頂面和兩個(gè)側(cè)幾的螺旋裂縫引起。5.2.2彎剪扭構(gòu)件配筋計(jì)算方法設(shè)計(jì)計(jì)算總原則:對(duì)于彎剪扭共同作用構(gòu)件的配筋計(jì)算,采取先按彎矩、剪力和扭矩各自“單獨(dú)”作用進(jìn)行配筋計(jì)算,然后再把各種相應(yīng)配筋進(jìn)行疊加的設(shè)計(jì)方法。5.2.2彎剪扭構(gòu)件配筋計(jì)算方法對(duì)剪扭共同作用下,構(gòu)件的抗剪和抗扭能力分別小于單獨(dú)受剪和受扭時(shí)相應(yīng)的承載能力。出于設(shè)計(jì)安全和合理的考慮,進(jìn)行相應(yīng)的折減??古び?jì)算時(shí),“抗扭降低系數(shù)”抗剪設(shè)計(jì)時(shí),折減系數(shù)5.2.2彎剪扭構(gòu)件配筋計(jì)算方法剪扭構(gòu)件的抗剪計(jì)算公式剪扭構(gòu)件的抗扭計(jì)算公式5.2.2彎剪扭構(gòu)件配筋計(jì)算方法適用條件:1)抗剪扭配筋
8、上限(最小截面尺寸)2)抗剪扭配筋下限(最小配筋率):1.箍筋最小