西南交大混凝土结构设计原理第八章课堂笔记

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1、奥鹏远程教育中心助学服务部http://www.open.com.cn西南交大《混凝土结构设计原理》第八章受扭构件承载力计算课堂笔记混凝土结构构件除承受弯矩、轴力、剪力外，还可能承受扭矩的作用(扭转是钢筋混凝土结构构件受力的基本形式之一，在工程中经常遇到，例如:吊车梁、雨蓬梁、平面曲梁或折梁及与其他梁整浇的现浇框架边梁、螺旋梯板等结构构件在荷载的作用下，截面上除有弯矩和剪力作用外，还有扭矩作用因此，必须研究受扭构件的承载力计算。u主要内容纯扭构件受扭承载力计算复合受扭构件承载力计算受扭构件的配筋构造要求u学习要求l.了解钢筋混凝土受扭构件

2、的受力特点。2.理解变角空间桁架机理。3.掌握矩形截面纯扭构件的承载力计算方法。4掌握矩形截面复合受扭构件的承载力计算方法。5掌握受扭构件配筋的主要构造要求。u重点难点l.钢筋混凝土纯扭构件的受力特点;2.变角空间桁架模型;3.纯扭构件受扭承载力计算;4.复合受扭构件承载力计算。其中变角空间桁架模型是重点也是难点一、概述按产生扭矩的原因，受扭构件可分为两类:平衡扭转:如雨蓬梁和吊车梁的扭转。约束扭转:由构件整体连续性引起的扭转，其特点是扭矩大小与构件刚度有关，如框架边梁的扭转也称协调扭转。扭矩由荷载直接引起，是维持平衡条件不可缺少的内力之

3、一，其值可直接由荷载静力平衡求出。受扭构件必须提供足够的抗扭承载力，否则不能与作用扭矩相平衡而引起破坏。在超静定结构，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。约束扭转由于受扭构件在受力过程中的非线性性质，不是定值，需要考虑内力重分布进行扭矩计算。二、纯扭构件受扭承载力计算钢筋混凝土纯扭构件很少。构件通常是受弯剪扭共同作用，属于复合受扭，但纯扭构件的受力性能是复合受扭构件计算的基础。纯扭构件计算包括开裂扭矩和受扭承载力计算，若构件扭矩大于其开裂扭矩，则应按计算配置受扭纵筋和箍筋;并应满足给构受扭构造要求。受扭构

4、件配置钢筋不能有效地提高受扭构件的开裂扭矩，但却能较大幅度地提高受扭构件破坏时的极限扭矩值。（一）纯扭构件的试验研究均质弹性材料构件:由材料力学知:；σ与轴线成45°角。钢筋混凝土构件:开裂前同素砼构件，开裂后裂缝拉力由钢筋承担，构件形成新的抗扭机构。配筋强度比ξ心系天下求学人Page11of11专业专注周到细致奥鹏远程教育中心助学服务部http://www.open.com.cn受扭钢筋由箍筋和纵筋组成，构件受扭性能及其极限承载力不仅与配筋量有关，还与两部分钢筋的配筋强度比ξ有关。为了使两种钢筋都能有效地发挥抗扭作用，应将两者的用量比控

5、制在合理的范围内.规范采用配筋强度比ξ参数进行控制。试验表明0.5≤ξ≤2.0范围时，受扭破坏时纵筋和箍筋基本都能达到屈服。但由于配筋量的差别，屈服的次序是有先后的:规范建议0.6≤ξ≤1.7，设计中通常取ξ=1.0~1.3。（二）纯扭构件的破坏形态适筋破坏:箍筋和纵筋配置都合适几混凝土压坏前，与临界裂缝相交的钢筋都能达到屈服，具有一定的延性。破坏时的极限扭矩与配筋量有关。少筋破坏:当配筋数量过少时.不足以承担混凝土开裂后释放的拉应力，一旦开裂，将导致扭转焦迅速增大，呈受拉脆性破坏特征，受扭承载力取决于混凝土的抗拉强度。超筋破坏:当箍筋和

6、纵筋配置都过大，钢筋屈服前砼就压坏，为受压脆性坏，受扭承载力取决于砼的抗压强度部分超筋破坏:当受扭箍筋和受扭纵筋两者配筋相差过大时，会出现一个未达屈服、一个达到屈服的情况。适筋破坏当混凝土受扭构件按正常数量配筋时，结构在扭矩荷载作用下，砼开裂并退出工作，钢筋应力增加但没有达到屈服点:随着扭矩荷载不断增加，结构纵筋及箍筋相继达到屈服点，进而混凝土裂缝不断开展，最后由于受压区混凝土达到抗压强度而破坏，结构破坏时其变形及混凝土裂缝宽度均较大，破坏过程表现出一定的塑性特征，破坏类似于受弯构件的适筋梁，属于延性破坏即“适筋破坏”。少筋破坏当混凝土受

7、扭构件配筋数量较少时(少筋构件)，结构在扭矩荷载作用下，混凝土开裂并退出工作，混凝土承担的拉力转移给钢筋，由于结构配置纵筋及箍筋数量很少，钢筋力立即达到或超过屈服点，结构立即破坏。破坏过程急速而突然，破坏扭矩基本上等于抗裂扭矩，破坏类似于受弯构件的少筋梁，被称为“少筋破坏”，为了避免脆性破坏的发生，规范对受扭构件提出了抗扭箍筋及抗扭纵筋的下限(最小配筋率)及箍筋最大间距等严格规定。超筋破坏当混凝土受扭构件配筋数量过大或混凝土强度等级过低时(超筋构件)，结构破坏时纵筋和箍筋均未达到屈服点，受压区混凝土首先达到抗压强度而破坏:结构破坏时其变形

8、及混凝土裂缝宽度均较小，其破坏类似于受弯构件的超筋梁，属于无预兆的脆性破坏“超筋破坏”，在工程设计中应予避免，因此规范中规定了配筋上限.也就是规定了最小的戴面尺寸条件。部分超筋破坏当混凝土受扭