受扭构件扭曲截面受力性能与设计课件.ppt

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1、第七章受扭构件扭曲截面受力性能与设计本章主要内容与要求1、了解受扭构件的分类和受扭构件开裂，破坏机理；2、掌握受扭构件的设计计算方法；3、熟悉公路桥涵工程与建筑工程关于受扭结构构件计算的相同与不同之处；4、熟悉钢筋混凝土受扭构件的构造要求。第七章受扭构件承载力计算7.1概述7.2纯扭构件的破坏机理与形式7.3纯扭构件的承载力计算7.4剪扭构件的承载力计算7.5弯剪扭构件的承载力计算7.6受扭构件配筋的构造要求例题7.7公路桥涵混凝土设计规范的计算方法7.1概述一、扭转的类型二、工程中的受扭构件7.1概述一、扭转的类型扭矩大小直接由荷载静力平衡求出，与构件刚度无关受扭是一种基本的受力形式，工

2、程中钢筋混凝土构件的受扭有两种类型——平衡扭转和约束扭转◆平衡扭转返回上级目录对于平衡扭转，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7.1概述一、扭转的类型◆约束扭转※多发生在超静定结构中※产生扭转是因为相邻构件的变形受到约束※扭矩的大小与构件间的抗扭刚度比有关※扭矩的大小不是一个定值，计算时需要考虑内力重分布的影响7.1概述一、扭转的类型返回上级目录二、工程中的受扭构件实际上，结构中很少有扭矩单独作用的情况，大多为弯矩、剪力和扭矩同时作用，有时还有轴向力同时作用。螺旋楼梯中扭矩也较大(a)(b)(c)(d)He0MT=He0H边框架主梁次梁7.1概述二、工程中

3、的受扭构件返回上级目录7.1概述二、工程中的受扭构件返回上级目录7.2、纯扭构件的破坏机理与形式一、素混凝土纯扭构件的破坏机理二、钢筋混凝土纯扭构件（一）抗扭箍筋形式（二）破坏机理（三）破坏形态理想匀质构件的受扭裂缝从主拉应力最大处开始对匀质材料，理想的受扭裂缝应当呈螺旋形。螺旋形裂缝σptσpt7.2、纯扭构件的破坏机理与形式一.素混凝土纯扭构件7.2纯扭构件的破坏机理与形式一、素混凝土纯扭构件返回上级目录T破坏面呈一空间扭曲曲面受压区螺旋形裂缝受压边工程中由于受力不完全对称，构件会突然破坏，形成由歪斜裂缝形成的空间扭曲破坏面，三面开裂一面受压,如图。主拉应力主拉应力σptσpt7.2纯

4、扭构件的破坏机理与形式一、素混凝土纯扭构件返回上级目录虽然螺旋配筋抗扭最好，但工程中通常采用由箍筋与抗扭纵筋组成的钢筋骨架来抵抗扭矩，不但施工方便，且沿构件全长可承受正负两个方向的扭矩。（一）抗扭钢筋的形式二、钢筋混凝土纯扭构件抗扭纵筋抗扭箍筋7.2纯扭构件的破坏机理与形式二、钢筋混凝土纯扭构件两者不可缺一沿构件截面的周边均匀布置返回上级目录（二）钢筋混凝土纯扭构件破坏机理T＜Tcr时，扭矩-扭率（T-θ）基本呈直线关系。钢筋应力很小T＝Tcr时，部分混凝土退出受拉工作，构件的抗扭刚度明显降低T-θ关系曲线上出现一水平段。T(T)T(T)Tcr＜T＜Tu时，对于适筋构件，开裂后不立即破

5、坏，裂缝可以不断增加，裂缝处钢筋应力增加。T-θ关系曲线沿斜线继续上升。裂缝向构件内部和沿主压应力迹线发展延伸，在构件表面裂缝呈螺旋状，见图(b)T＝Tu时，长边上出现临界（斜）裂缝，向短边延伸，与这条空间（斜）裂缝相交的箍筋和纵筋达到屈服，另一长边上的混凝土受压破坏,T-θ关系曲线趋于水平随着钢筋用量的不同，有不同的破坏形态7.2纯扭构件的破坏机理与形式二、钢筋混凝土纯扭构件返回上级目录（三）破坏形态1）适筋破坏纯扭构件的破坏状况箍筋和纵筋配置合适，破坏时与临界斜裂面相交的钢筋先屈服，后混凝土压坏。具有延性破坏特征。破坏时的极限扭矩与配筋量有关。破坏时会有什么特点，属于什么破坏7.2纯扭

6、构件的破坏机理与形式二、钢筋混凝土纯扭构件返回上级目录2）少筋破坏箍筋和纵筋配置过少钢筋不足以承担混凝土开裂后释放的拉应力。一旦开裂，钢筋就会被拉断，将导致扭转角迅速增大，构件破坏。具有受拉脆性破坏特征。破坏荷载和开裂荷载基本相等。受扭承载力取决于混凝土的抗拉强度。？7.2纯扭构件的破坏机理与形式二、钢筋混凝土纯扭构件返回上级目录3）超筋破坏※完全超筋破坏——箍筋和纵筋配置都过大，钢筋屈服前混凝土就压坏，具有受压脆性破坏特征。受扭承载力取决于混凝土的抗压强度设计中不容许采用少筋和完全超筋受扭构件，可以采用部分超筋构件，但不经济。一般情况下应采用适筋受扭构件。※部分超筋破坏——箍筋和纵筋的配

7、筋量或强度相差过大，破坏时只有一部分钢筋达到屈服，具有较小的延性破坏特征。7.2纯扭构件的破坏机理与形式二、钢筋混凝土纯扭构件返回上级目录7.3纯扭构件的承载力计算一、矩形截面开裂扭矩二、钢筋矩形截面纯扭构件承载力三、适用条件7.3纯扭构件的承载力计算开裂前，钢筋混凝土纯扭构件的受力状况可按弹性扭转理论进行分析，分析时可忽略钢筋的影响。扭矩作用下，截面上的剪应力成环状分布（见图），一、矩形截面开裂扭矩◆开裂前的剪应力分布