第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

钢筋混凝土受扭构件承载力计算

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

本章学习目标 了解受扭构件的分类和受扭构件开裂、破坏机理 掌握受扭构件的设计计算方法 熟悉钢筋混凝土受扭构件的构造要求 比较公路桥涵工程与建筑工程受扭构件的同异

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

§6.1概述 (一)土木工程中常见的受扭构件

特点：弯、剪、扭构件

6.1概述

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

桥梁工程中的箱形截面

6.1

概述

（二）平衡扭转与协调扭转

平衡扭转：扭转由荷载引起，内扭矩为平衡外扭矩所

必需，其扭矩可根据平衡条件求得。与构件的抗扭刚度无关。如上述各梁。

协调扭转或附加扭转：因构件间的连续性引起的扭转，扭

矩除了静力平衡条件以外，还必须由相邻构件的变形协调条件才能确定。如与板相连的边梁

本章主要讨论平衡扭转计算。协调扭转可用构造钢筋或内力重分布方法处理。

6.1 概述

协调扭转目前的设计方法：

《规范》设计法：考虑内力重分布：T (1 )T弹零刚度设计法：只配相当于开裂扭矩时所需要的受扭构

造筋，满足延性和裂缝宽度限值的要求。

6.1 概述

（三）受扭构件分类

纯扭剪扭弯扭

弯剪扭：土木工程中常见

土木工程中少见，但局部可形成

6.1 概述

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

6.2受扭构件的试验研究（一）素混凝土纯扭构件

素混凝土纯扭构件

先在某长边中点开裂

形成一螺旋形裂缝，一裂即坏

三边受拉，一边受压

T( T)

2

1 1

2

Tmax

裂缝

T( T)

受压区

6.2 受扭构件的试验研究

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

为什么在长边中点先开裂？为什么是45o螺旋形裂缝？

6.2受扭构件的试验研究

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

钢筋混凝土受扭构件应如何配筋？

抗弯 抗剪

—受拉区纵筋—箍筋或箍筋+弯筋

抗扭钢筋的形式

抗扭—与螺旋裂缝相垂直的螺旋钢筋？

抗扭

—箍筋+沿截面周边均匀布置的纵筋，且箍筋与纵筋的比例要适当。

6.2 受扭构件的试验研究

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

抗扭钢筋的形式 抗扭

—箍筋+沿截面周边均匀布置的纵筋，且箍筋与纵筋的比例要适当。6.2受扭构件的试验研究

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

（二）钢筋混凝土纯扭构件

（1）受力特点

钢筋混凝土纯扭构件开裂前钢筋中的应力很小

开裂后不立即破坏，裂缝可以不断增加，随着钢筋用量的不同，有不同的破坏形态

T( T)

T( T)

6.1 概述

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

（二）钢筋混凝土纯扭构件（2）破坏形态

适筋破坏：裂后钢筋应力增加，继续开裂，钢筋屈服，混凝土压碎，构件破坏

超筋破坏：裂后钢筋应力增加，继续开裂，混凝土压碎，构件破坏，钢筋未屈服

少筋破坏：裂后钢筋应力激增，构件破坏

部分超筋破坏裂后钢筋应力增加，继续开裂，混凝土压碎，构件破坏，纵筋或箍筋未屈服

设计时应避免出现

6.2 受扭构件的试验研究

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

§6.3建筑工程中受扭构件承载力计算6.3.1纯扭构件承载力计算 1.矩形截面钢筋混凝土纯扭构件 (1)开裂扭矩计算ft ft ft d2 F2 d1 h h b/2 F1 F2 b b b/2 ft b h F1

max

弹性材料

理想弹塑性材料

b2 Tcr 2( F1d 2 F2 d1 ) (3h b) f t Wt f t 66.3.1纯扭构件承载力计算

第六章钢筋混凝土受扭构件承载力计算

b2 Tcr 2( F1d 2 F2 d1 ) (3h b) f t Wt f t 6混凝土材料并非理想弹塑性材料，故可取b

Tcr 0.7Wt f t

式中 Wt—截面抗扭塑性抵抗矩，对于矩形截面：b2 Wt (3h b) 6

是素混凝土受扭构件的承载力，也是钢筋混凝土受扭构件的开裂扭矩。

h为截面长边边长， b为截面短边边长。6.3.1纯扭构件承载力计算

h

（2）钢筋混凝土纯扭构件承载力计算基本假定：

裂缝

T

T

箱形截面：忽略核心区混凝土的作用

纵筋

箍筋

空间桁架

混凝土开裂后不承受拉力 忽略混凝土斜杆的抗剪作用

F3+F3 =Ast3 st

s

F2+F2 =Ast2 st

F4+F4 =Ast4 st

F1+F1 =Ast1 st

忽略纵筋和箍筋的销栓作用

6.3.1 纯扭构件承载力计算