受扭构件的扭曲截面承载力课件.ppt

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1、(a)(b)(c)(d)He0T=He0H边框架主梁次梁扭转的类型平衡扭转：雨蓬梁，吊车梁协调扭转：平面折梁，边框架主梁第七章受扭构件的扭曲截面承载力7.1概述受力纯扭：T复合受扭：TMVN平衡扭转：静定问题。静定结构中，构件中的扭矩可以直接由静力平衡方法求出。受扭构件必须提供足够的抗扭承载力，否则会产生受扭破坏。协调扭转：超静定问题。超静定结构中，扭矩是由相邻构件的变形受到约束而产生的，扭矩大小与构件的抗扭刚度有关，与构件受力阶段的刚度比有关，不是定值。协调扭矩计算方法零刚度法：不考虑扭矩，按构造配筋。弹塑性法：按弹性计算，然后对

2、扭矩折减但不小于0.4倍。计算配筋。7.2纯扭构件的试验分析一、无筋矩形截面在纯扭矩作用下，无筋矩形截面混凝土构件开裂前具有与均质弹性材料类似的性质，截面长边中点剪应力最大，在截面四角点处剪应力为零。当截面长边中点附近最大主拉应变达到混凝土的极限拉应变时，构件就会开裂。随着扭矩的增加，裂缝与构件纵轴线成450角向相邻两个面延伸，最后构件三面开裂，一面受压，形成一空间扭曲斜裂面而破坏。自开裂至构件破坏的过程短暂，破坏突然，属于脆性破坏，抗扭承载力很低。当扭矩很小时，混凝土未开裂，钢筋拉应力也很低，构件受力性能类似于无筋混凝土截面。随着

3、扭矩的增大，在某薄弱截面的长边中点首先出现斜裂缝，此时扭矩稍大于开裂扭矩Tcr。斜裂缝出现后，混凝土卸载，裂缝处的主拉应力主要由钢筋承担，因而钢筋应力突然增大，构件抗扭刚度降低。当构件配筋适中时，荷载可继续增加，随之在构件表面形成连续或不连续的与纵轴线成约35º～55º的螺旋形裂缝。扭矩达到一定值时，某一条螺旋形裂缝形成主裂缝，与之相交的纵筋和箍筋达到屈服强度，截面三边受拉，一边受压，最后混凝土被压碎而破坏。破裂面为一空间曲面。二、钢筋混凝土矩形截面：应配置受扭纵筋和箍筋位置？周边受扭破坏形态：取决于受扭纵筋和箍筋用量及匹配与否。1

4、.适筋破坏当构件纵筋和箍筋都配置适中时出现此种破坏。与斜裂缝相交的受扭纵筋和箍筋先屈服，然后混凝土压坏有较明显的破坏预兆，属于延性破坏。2.部分超筋破坏当纵筋或箍筋其中之一配置过多时出现此种破坏。破坏时混凝土被压碎，配置过多的钢筋达不到屈服，破坏过程有一定的延性，但较适筋破坏的延性差。3.超筋破坏当纵筋和箍筋都配置均过多时出现此种破坏。破坏时混凝土被压碎，而纵筋和箍筋都不屈服，破坏突然，因，而延性差，类似于梁正截面设计时的超筋破坏。设计中通过规定最大配筋率或限制截面最小尺寸来避免。4.少筋破坏当纵筋和箍筋配置均不足时便会出现此种破坏

5、。斜裂缝一旦出现，纵筋和箍筋因混凝土卸载很快屈服，使构件突然破坏。破坏属于脆性破坏，类似于梁正截面承载能力时的少筋破坏。设计中通过规定抗扭纵筋和箍筋的最小配筋率来防止少筋破坏。1.弹性分析：2.塑性分析：认为各点应力都达到极值才开裂。Ｗt：受扭构件的截面受扭塑性抵抗矩对于矩形截面：7.3矩形截面纯扭构件的扭曲截面承载力一、开裂扭矩：钢筋应力很小，对开裂扭矩影响很小。结果比试验值低，因为混凝土不是理想弹性材料，会有塑性发展。截面宽度对受扭构件承载力影响很大。计算结果高于试验值。根据试验结果《规范》：混凝土材料既非完全弹性，也不是理想弹

6、塑性，而是介于两者之间的弹塑性材料。二、扭曲截面受扭承载力的计算公式变角空间桁架理论斜弯理论1.变角空间桁架理论1）混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成桁架的斜压杆，其倾角为a；2）纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；3）忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用。简化为箱型截面。变角度空间桁架模型根据此模型可解得:ζ:受扭纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值。反映是否匹配。三、《规范》纯扭构件抗扭承载力计算方法根据试验结果，考虑部分核心混凝土作用。1.对hw/b≤6的矩形截面ζ：受扭的纵向普通钢筋与箍筋的配筋强度比值，

7、ζ值不应小于0.6，当ζ大于1.7时，取1.7；Astl：受扭计算中取对称布置的全部纵向普通钢筋截面面积；Ast1：受扭计算中沿截面周边配置的箍筋单肢截面面积；fyv：受扭箍筋的抗拉强度设计值，不应大于360N/mm2；Acor：截面核心部分的面积，取为bcorhcor，此处，bcor、hcor分别为箍筋内表面范围内截面核心部分的短边、长边尺寸；ucor：截面核心部分的周长，取2(bcor＋hcor)。2.对hw/tw≤6箱形截面hhhcortw≥bh/7twbcorbhhw箱型截面抗扭承载力与实心截面基本相同，可减轻自重，大跨及桥

8、梁采用。3.T形或I形截面将其划分为若干个矩形截面，然后按矩形截面分别进行配筋计算。矩形截面划分的原则是首先保证腹板截面的完整性(使Wt最大），然后再划分受压和受拉翼缘。划分的矩形截面所承担的扭矩，按其受扭抵抗矩与截面总受扭抵抗矩的比