受扭構(gòu)件承載力計算課件.ppt

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1、第七章受扭構(gòu)件承載力計算本章主要內(nèi)容與要求1、了解受扭構(gòu)件的分類和受扭構(gòu)件開裂,破壞機理;2、掌握受扭構(gòu)件的設(shè)計計算方法;3、了解公路橋涵工程與建筑工程關(guān)于受扭結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算的相同與不同之處;4、熟悉鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求。第七章受扭構(gòu)件承載力計算7.1概述7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式7.3純扭構(gòu)件的承載力計算7.4剪扭構(gòu)件的承載力計算7.5彎扭構(gòu)件的承載力計算7.6彎剪扭構(gòu)件的承載力計算7.7受扭構(gòu)件配筋的構(gòu)造要求例題7.8公路橋涵混凝土設(shè)計規(guī)范的計算方法7.1概述一、扭轉(zhuǎn)的類型二、工程中的受扭構(gòu)件7.1概述一、扭轉(zhuǎn)的類型扭矩大小直接由荷載靜力平衡求出,與構(gòu)件剛度

2、無關(guān)受扭是一種基本的受力形式,工程中鋼筋混凝土構(gòu)件的受扭有兩種類型——平衡扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)◆平衡扭轉(zhuǎn)返回上級目錄對于平衡扭轉(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7.1概述一、扭轉(zhuǎn)的類型◆約束扭轉(zhuǎn)※多發(fā)生在超靜定結(jié)構(gòu)中※產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)是因為相鄰構(gòu)件的變形受到約束※扭矩的大小與構(gòu)件間的抗扭剛度比有關(guān)※扭矩的大小不是一個定值,計算時需要考慮內(nèi)力重分布的影響7.1概述一、扭轉(zhuǎn)的類型返回上級目錄二、工程中的受扭構(gòu)件實際上,結(jié)構(gòu)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。螺旋樓梯中扭矩也較大(a)(b)(c)(d)He

3、0MT=He0H邊框架主梁次梁7.1概述二、工程中的受扭構(gòu)件返回上級目錄7.1概述二、工程中的受扭構(gòu)件返回上級目錄公路橋梁的受扭7.2、純扭構(gòu)件的破壞機理與形式一、素混凝土純扭構(gòu)件的破壞機理二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件(一)抗扭箍筋形式(二)破壞機理(三)破壞形態(tài)σptσpt7.2、純扭構(gòu)件的破壞機理與形式一.素混凝土純扭構(gòu)件7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式一、素混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄受力狀態(tài)理想勻質(zhì)構(gòu)件的受扭裂縫從主拉應(yīng)力最大處開始對勻質(zhì)材料,理想的受扭裂縫應(yīng)當呈螺旋形。螺旋形裂縫σptσpt7.2、純扭構(gòu)件的破壞機理與形式一.素混凝土純扭構(gòu)件7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式

4、一、素混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄破壞形式T破壞面呈一空間扭曲曲面受壓區(qū)螺旋形裂縫受壓邊工程中由于受力不完全對稱,構(gòu)件會突然破壞,形成由歪斜裂縫形成的空間扭曲破壞面,三面開裂一面受壓,如圖。主拉應(yīng)力主拉應(yīng)力σptσpt7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式一、素混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄素混凝土純扭構(gòu)件破壞形式雖然螺旋配筋抗扭最好,但工程中通常采用由箍筋與抗扭縱筋組成的鋼筋骨架來抵抗扭矩,不但施工方便,且沿構(gòu)件全長可承受正負兩個方向的扭矩。(一)抗扭鋼筋的形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件抗扭縱筋抗扭箍筋7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件兩者不可缺一沿構(gòu)件截面的周邊均勻布

5、置返回上級目錄T(?T)T(?T)(二)鋼筋混凝土純扭構(gòu)件破壞機理T<Tcr時,扭矩-扭率(T-θ)基本呈直線關(guān)系。鋼筋應(yīng)力很小T=Tcr時,部分混凝土退出受拉工作,構(gòu)件的抗扭剛度明顯降低T-θ關(guān)系曲線上出現(xiàn)一水平段。Tcr<T<Tu時,對于適筋構(gòu)件,開裂后不立即破壞,裂縫可以不斷增加,裂縫處鋼筋應(yīng)力增加。T-θ關(guān)系曲線沿斜線繼續(xù)上升。裂縫向構(gòu)件內(nèi)部和沿主壓應(yīng)力跡線發(fā)展延伸,在構(gòu)件表面裂縫呈螺旋狀,見圖(b)T=Tu時,長邊上出現(xiàn)臨界(斜)裂縫,向短邊延伸,與這條空間(斜)裂縫相交的箍筋和縱筋達到屈服,另一長邊上的混凝土受壓破壞,T-θ關(guān)系曲線趨于水平隨著鋼筋用量的不同,

6、有不同的破壞形態(tài)7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄(三)RC純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄少筋破壞:裂后鋼筋應(yīng)力激增,構(gòu)件破壞適筋破壞:裂后鋼筋應(yīng)力增加,繼續(xù)開裂,鋼筋屈服,混凝土壓碎,構(gòu)件破壞超筋破壞:裂后鋼筋應(yīng)力增加,繼續(xù)開裂,混凝土壓碎,構(gòu)件破壞,鋼筋未屈服部分超筋破壞:裂后鋼筋應(yīng)力增加,繼續(xù)開裂,混凝土壓碎,構(gòu)件破壞,縱筋或箍筋未屈服設(shè)計時應(yīng)避免出現(xiàn)箍筋和縱筋配置合適箍筋和縱筋配置過少箍筋和縱筋配置過多箍筋或縱筋配置過多受拉脆性破壞,Tu取決于ft受壓脆性破壞,Tu取決于fc較小延性

7、破壞,不經(jīng)濟延性破壞,經(jīng)濟合理(三)RC純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)1)適筋破壞純扭構(gòu)件的破壞狀況箍筋和縱筋配置合適,破壞時與臨界斜裂面相交的鋼筋先屈服,后混凝土壓壞。具有延性破壞特征。破壞時的極限扭矩與配筋量有關(guān)。破壞時會有什么特點,屬于什么破壞7.2純扭構(gòu)件的破壞機理與形式二、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件返回上級目錄2)少筋破壞箍筋和縱筋配置過少鋼筋不足以承擔混凝土開裂后釋放的拉應(yīng)力。一旦開裂,鋼筋就會被拉斷,將導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)角迅速增大,構(gòu)件破壞。具有受拉脆性破壞特征。破壞荷載和開裂荷載基本相等。受扭承載力取決于混凝土的抗拉強度。?7.2純扭構(gòu)件的

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