受扭構(gòu)件扭曲截面的受扭承載力

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1、第六章受扭構(gòu)件扭曲截面的受扭承載力6.1純扭構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)結(jié)果兩類(lèi)受扭構(gòu)件：平衡扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)構(gòu)件中的扭矩可以直接由荷載靜力平衡求出，與構(gòu)件剛度無(wú)關(guān)，如圖所示支承懸臂板的梁、偏心荷載作用下的梁（箱形梁、吊車(chē)梁），稱(chēng)為平衡扭轉(zhuǎn)EquilibriumTorsion。對(duì)于平衡扭轉(zhuǎn)，受扭構(gòu)件必須提供足夠的抗扭承載力，否則不能與作用扭矩相平衡而引起破壞。在超靜定結(jié)構(gòu)，若扭矩是由相鄰構(gòu)件的變形受到約束而產(chǎn)生的，扭矩大小與受扭構(gòu)件的抗扭剛度有關(guān)，稱(chēng)為約束扭轉(zhuǎn)CompatibilityTorsion。對(duì)于約束扭轉(zhuǎn)，由于受扭構(gòu)件在受力過(guò)程中的非線性性質(zhì)，扭矩大小與構(gòu)件受力階段的剛度比有關(guān)，不是定值，需要考慮內(nèi)

2、力重分布進(jìn)行扭矩計(jì)算。一、素混凝土的純扭構(gòu)件6.1純扭構(gòu)件的試驗(yàn)研究在扭矩作用下，截面上任何一點(diǎn)只有剪應(yīng)力，矩形截面受扭構(gòu)件最大剪應(yīng)力tmax發(fā)生在截面長(zhǎng)邊中點(diǎn)，由于剪應(yīng)力產(chǎn)生的主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力分別與縱軸成45。和135。，其大小就等于剪應(yīng)力，當(dāng)主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，在構(gòu)件中某個(gè)薄弱部位形成裂縫，裂縫沿主壓應(yīng)力跡線迅速延伸。對(duì)于素混凝土構(gòu)件，開(kāi)裂會(huì)迅速導(dǎo)致構(gòu)件破壞，破壞面呈一空間扭曲曲面。二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件抗扭鋼筋有兩種：抗扭縱筋和抗扭箍筋，兩者不可缺一，抗扭縱筋應(yīng)沿構(gòu)件截面的周邊均勻布置。當(dāng)主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，在構(gòu)件中某個(gè)薄弱部位形成裂縫，拉力卸給鋼筋。隨荷

3、載增加，裂縫沿主壓應(yīng)力跡線迅速延伸，并且形成許多新的裂縫，構(gòu)件表面形成連續(xù)的螺旋狀裂縫。當(dāng)接近極限扭矩時(shí)，在構(gòu)件長(zhǎng)邊上有一條裂縫發(fā)展成為臨界裂縫，并向短邊延伸，與這條空間裂縫相交的箍筋和縱筋達(dá)到屈服，最后在另一個(gè)長(zhǎng)邊上的混凝土受壓破壞，達(dá)到極限扭矩。構(gòu)件的抗扭承載力與抗扭鋼筋的用量有關(guān)，抗扭鋼筋有抗扭箍筋和抗扭縱筋兩部分組成，這兩種鋼筋的數(shù)量即強(qiáng)度相對(duì)大小對(duì)構(gòu)件的承載力有一定影響，試驗(yàn)表明：當(dāng)抗扭箍筋相對(duì)較少時(shí)，抗扭強(qiáng)度由抗扭箍筋控制，即多配的縱筋起不到提高抗扭強(qiáng)度的作用，當(dāng)縱筋配置較少時(shí)，抗扭強(qiáng)度由抗扭縱筋控制。三、破壞形式按照配筋率的不同，受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)也可分為適筋破壞、少筋破壞

4、、部分超筋破壞和超筋破壞。◆適筋破壞:箍筋和縱筋配置都適當(dāng)，與臨界（斜）裂縫相交的鋼筋都能先達(dá)到屈服，然后混凝土壓壞，具有一定的延性。破壞時(shí)的極限扭矩與配筋量有關(guān)?！羯俳钇茐模寒?dāng)箍筋和縱筋配筋數(shù)量過(guò)少時(shí)，配筋不足以承擔(dān)混凝土開(kāi)裂后釋放的拉應(yīng)力，一旦開(kāi)裂，將導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)角迅速增大，構(gòu)件呈明顯的脆性破壞特征，受扭承載力取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度?！舫钇茐模寒?dāng)箍筋和縱筋配置都過(guò)大時(shí)，則會(huì)在鋼筋屈服前混凝土就壓壞，為受壓脆性破壞。受扭構(gòu)件的這種超筋破壞稱(chēng)為完全超筋，受扭承載力取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度。◆部分超筋破壞：當(dāng)箍筋和縱筋配筋量相差過(guò)大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)未達(dá)到屈服、另一個(gè)達(dá)到屈服的部分超筋破壞情況。若

5、混凝土為彈性材料，當(dāng)最大扭剪應(yīng)力或最大主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度f(wàn)t時(shí)，構(gòu)件即開(kāi)裂。假定混凝土為塑性材料，截面邊緣的拉應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉應(yīng)變值，截面上各點(diǎn)的應(yīng)力均達(dá)到混凝土的極限抗拉強(qiáng)度后，截面開(kāi)裂。圖7-10矩形截面彈狀態(tài)的剪應(yīng)力分布6.2矩形截面純扭構(gòu)件的受扭承載力計(jì)算6.2.1開(kāi)裂扭矩的計(jì)算混凝土而是介于兩者之間的彈塑性材料。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為偏于安全起見(jiàn)，《規(guī)范》開(kāi)裂扭矩的計(jì)算公式為Wt---截面受扭塑性抵抗矩變角空間桁架機(jī)理：縱筋為桁架的弦桿，箍筋為桁架的豎腹桿，裂縫間混凝土為桁架的斜腹桿，整個(gè)桿件如同一個(gè)空間桁架。混凝土斜腹桿與構(gòu)件縱軸間的夾角不是定值，而是在30℃～60℃

6、之間變化?；炯俣ǎ海?）忽略核心混凝土對(duì)抗扭的作用及鋼筋的銷(xiāo)栓作用；（2）縱筋和箍筋只承受軸向拉力，分別為桁架的弦桿和腹桿；（3）混凝土腹桿只承受軸向壓力，其傾角為。矩形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式《規(guī)范》給定的純扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式為：公式中的系數(shù)是根據(jù)試驗(yàn)得到的，是取的試驗(yàn)點(diǎn)的下包限?；竟较拗茥l件：（1)0.6≤?≤1.7，當(dāng)?>1．7時(shí)，按?＝1.7計(jì)算。(2)為防止少筋脆性破壞，應(yīng)限制最配筋率1.剪力和扭矩共同作用下的矩形截面一般剪扭構(gòu)件：(1)剪扭構(gòu)件的受剪承載力：(2)剪扭構(gòu)件的受扭承載力：bt為剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù)6.3矩形截面彎扭、剪扭、彎剪的受扭承載力計(jì)

7、算2.對(duì)于集中荷載（或集中荷載為主）作用下獨(dú)立的鋼筋混凝土剪扭構(gòu)件若bt<0.5，取bt=0.5；如bt>1.0，取bt=1.0。6.3矩形截面彎扭、剪扭、彎剪的受扭承載力計(jì)算6.3.2彎剪扭構(gòu)件的配筋計(jì)算1、當(dāng)剪力或時(shí)，可僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和純扭構(gòu)件的受扭承載力分別進(jìn)行計(jì)算；2、當(dāng)扭矩時(shí)，可僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力分別進(jìn)行計(jì)算。6.4受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求一、對(duì)截面的要求按線性?xún)?nèi)插法確定否則應(yīng)加大截