5th 受扭構件承載力計算.ppt

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1、第五章受扭構件承載力計算本章主要內(nèi)容?1.開裂扭矩計算及矩形截面純扭構件破壞特征。?2.純扭構件承載力計算理論、《公路橋規(guī)》對矩形截面純扭構件承載力計算。?3.彎剪扭構件破壞特征、承載力計算及配筋。?4.受扭構件的配筋特點和構造要求。?5.建筑工程結構在彎、剪、扭共同作用下的承載力計算§5．1概述一、工程中常見受扭構件1、曲線梁（彎梁橋）、斜梁（板）2、支撐懸臂板的梁3、偏心荷載作用下的梁4、螺旋樓梯板二、受扭構件受力特點圖5-1曲線梁示意圖即使不考慮活荷載，僅在恒載作用下，梁（板）的截面上除有彎矩M、剪力V外，

2、還存在著扭矩T（見圖5-1）。實際上，結構中很少有扭矩單獨作用的情況，大多為彎矩、剪力和扭矩同時作用，有時還有軸向力同時作用。●箍筋與縱筋均應盡可能地布置在構件周邊的表面處，以增大抗扭效果；●抗扭縱筋間距不宜大于300mm，數(shù)量至少要有4根，布置在矩形截面的四個角隅處，其直徑不應小于8mm；縱筋末端應留有足夠的錨固長度；●抗扭箍筋必須做成封閉式箍筋；●對于由若干個矩形截面組成的復雜截面，必須將各個矩形截面的抗扭鋼筋配成籠狀骨架，且使復雜截面內(nèi)各個矩形單元部分的抗扭鋼筋互相交錯地牢固聯(lián)成整體?！?．2純扭構件的破壞

3、特征和承載力計算一、矩形截面純扭構件的開裂扭矩問題提出：鋼筋混凝土受扭構件開裂前鋼筋中的應力很小，鋼筋對開裂扭矩的影響不大，因此，可以忽略鋼筋對開裂扭矩的影響，將構件作為純混凝土受扭構件來處理開裂扭矩的問題。矩形截面鋼筋混凝土受扭構件的開裂扭矩，只能近似地采用理想塑性材料的剪應力圖形進行計算，同時通過試驗來加以校正，乘以一個折減系數(shù)0.7。開裂扭矩的計算式為：二、矩形截面純扭構件的破壞特征抗扭鋼筋：抗扭縱筋抗扭箍筋?少筋破壞—一開裂，鋼筋馬上屈服，結構立即破壞；?適筋破壞—縱筋、箍筋先屈服，混凝土受壓面壓碎；?超

4、筋破壞—縱筋、箍筋未屈服，混凝土受壓面先壓碎；?部分超筋破壞—縱筋一部分鋼筋先屈服，混凝土受壓面被壓碎。配筋強度比當時，縱筋、箍筋均可達到屈服強度?！?．2純扭構件的破壞特征和承載力計算三、強度計算理論1.變角度空間桁架模型基本假定：（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力；（3）忽略核心混凝土和鋼筋銷栓作用。2.斜彎曲破壞理論基本假定：（1）通過扭曲裂面的縱向鋼筋、箍筋在構件破壞時均已達到其屈服強度；（2）受壓區(qū)高度近似地取為兩倍的保護層厚度，假定受壓區(qū)的合力近似地作用于受壓區(qū)的形心；

5、（3）混凝土的抗扭能力忽略不計，扭矩全部由抗扭縱筋和箍筋承擔；（4）抗扭縱筋沿構件核心周邊對稱、均勻布置，抗扭箍筋沿構件軸線方向等距離布置，且均錨固可靠?！?．2純扭構件的破壞特征和承載力計算四.《公路橋規(guī)》對矩形截面純扭構件的承載力計算1、承載力計算公式基于變角度空間桁架的計算模型，并通過受扭構件的室內(nèi)試驗且使總的抗扭能力取試驗數(shù)據(jù)的偏下值，得到《公路橋規(guī)》中采用的矩形截面構件抗扭承載力計算公式并應滿足：≤=?《公路橋規(guī)》規(guī)定值應符合0.6≤≤1.7，當>1.7時，取1.7?！?．2純扭構件的破壞特征和承載力計

6、算2.限制條件?抗扭配筋的上限值——防止超筋破壞?抗扭配筋的下限值——防止少筋破壞?《公路橋規(guī)》規(guī)定:●箍筋配筋率應滿足;●縱向受力鋼筋配筋率應滿足?！?．2純扭構件的破壞特征和承載力計算受扭鋼筋§5.3在彎、剪、扭共同作用下矩形截面構件的承載力計算一.彎剪扭構件的破壞類型彎剪扭構件破壞特征及承載能力，與所作用的外部荷載條件和構件的內(nèi)在因素有關。?外部條件：通常以扭彎比以及扭剪比來表示。?內(nèi)在因素：系指構件截面形狀、尺寸、配筋及材料強度。圖5-2彎剪扭構件的破壞類型一.彎剪扭構件的破壞類型1.彎型破壞:彎矩作用比

7、扭矩顯著,構件破壞時體現(xiàn)為先是與螺旋形裂縫相交的縱筋和箍筋受拉達到屈服強度，最終截面上邊緣的混凝土受壓破壞（圖5-2a）。2.扭型破壞:扭矩作用顯著,頂部縱筋先于構件底部縱筋達到受拉屈服強度，破壞面始于構件頂面發(fā)展到兩個側面（圖5-2b）。3.剪扭型破壞：剪力和扭矩都較大,破壞時與螺旋形裂縫相交的鋼筋受拉并達到屈服強度，受壓區(qū)靠近另一側面（圖5-2c）。§5.3在彎、剪、扭共同作用下矩形截面構件的承載力計算二.彎剪扭構件的配筋計算方法★彎剪扭共同作用下的鋼筋混凝土構件承載力計算方法，與純扭構件相同，主要以變角度空

8、間桁架理論和斜彎理論為基礎的兩種計算方法。但是在實際應用中，對于彎扭及彎剪扭共同作用下的構件，當按上述兩種理論方法計算是非常復雜的。因此需要簡化的實用計算方法?！簟痘炷两Y構設計規(guī)范》（GB50010-2002）對于彎剪扭共同作用構件的配筋計算，采取先按彎矩、剪力和扭矩各自“單獨”作用進行配筋計算，然后再把各種相應配筋疊加的截面設計方法?！簟豆窐蛞?guī)》也采取疊加計算的截面