第 6章钢筋砼受扭构件承载力计算(用).ppt

第6章 钢筋砼受扭构件承载力计算;厂房中受吊车横向刹车力作用的吊车梁: 吊车梁所受到的扭矩T=H*e0，式中，e0：刹车力到截面弯曲中心的距离。;②协调扭转：超静定结构中，由于构件之间的连续性，相邻构件的弯曲转动受到支承梁的约束，在支承梁内受到的扭矩称为协调扭转或约束扭转。;协调扭转的特点：在超静定结构中出现，不能由静力平衡条件直接求得，其大小随构件是否开裂及裂缝发展而发生变化。; 在钢筋混凝土结构中，受纯扭作用的构件是很少的，大多数情况下处于弯剪扭或者弯剪扭压共同作用下的复合受力状态。;且在与构件纵轴线方向成45°方向产生主拉应力σtp和主压应力σcp。且σtp= σcp;但这种配筋方式施工复杂，而且当构件承受反向扭矩时会完全失去作用;2、钢筋砼纯扭构件的受扭性能;当达到极限扭矩时，临界斜裂缝沿截面短边延伸发展，与短边上临界斜裂缝相交的箍筋和纵筋应力相继达到屈服强度;破坏特征：在扭矩作用下，构件破坏前螺旋形斜裂缝多而密，破坏时螺旋形斜裂缝宽度不大，构件的受扭破坏是由于螺旋形斜裂缝间的砼被压碎而引起的，破坏时箍筋和纵筋均不能屈服。破坏具有明显的脆性性质。;二、纯扭构件的开裂扭矩Tcr;直到截面上的应力全部达到材料屈服强度后，构件才丧失承载力而破坏。;　但实际上，砼并不是理想的塑性材料，在整个截面完成剪应力重分布之前，构件就已经开裂。;T形和工形截面的分块;3、箱形截面纯扭构件的开裂扭矩;◆箱形截面的受扭塑性抵抗矩应按整体截面计算，即箱形截面的受扭塑性抵抗矩等于截面尺寸为bh×h的矩形截面的Wt减去孔洞矩形部分的Wt;;三、纯扭构件的受扭承载力;; ucor—按箍筋内表面计算的截面核芯部分周长：ucor=2(bcor+hcor) ;2）试验表明，当0.5≤ξ≤2.0时，抗扭纵筋和箍筋基本上都能屈服，为稳妥起见，《砼结构设计规范》规定：;2.T形和工形截面纯扭构件受扭承载力;腹板所承担的扭矩：;箱形截面纯扭构件，其受扭承载力的计算公式与矩形截面相似，仅对砼的受扭承载力部分考虑与截面相对壁厚有关的折减系数。;6.3 复合受扭构件承载力计算; 试验结果表明:当剪力和扭矩共同作用时，由于扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加，因此剪扭构件的受剪或受扭承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的受剪或受扭承载。也就是说，剪力的存在会降低抗扭承载力，而扭矩的存在也会降低抗剪承载力。;Vu, Tu—剪扭构件的受剪及受扭承载力； Vc， Vs—剪扭构件中砼及钢筋的抗剪承载力 Tc ，Ts—剪扭构件中砼及钢筋的抗扭承载力;《砼结构设计规范》对剪扭共同作用下砼受剪及受扭承载力相关关系的1/4圆用三段直线组成的折线代替,如图示：;;; 计算T形和工形截面构件的受剪承载力时，应按截面宽度等于腹板宽度,高度等于截面总高度的矩形截面计算。即计算T形和工形截面剪扭构件的受剪承载力时，不考虑翼缘的受剪作用，认为全部剪力均由腹板承受。;; 箱形截面剪扭构件的受剪性能与工形截面剪扭构件的受剪性能相似，即计算箱形截面的受剪承载力时仅考虑侧壁的作用。;;二、弯扭构件承载力计算;①弯型破坏：当弯矩较大而扭矩较小 (即扭弯比较小)且弯曲受压区的配筋量较大时。; 由于截面上部的弯曲压应力减小了扭矩拉应力，从而提高了构件在弯曲受压区的受扭承载力，弯矩越大，构件的受扭承载力越大，即构件的受扭承载力随弯矩的增加而增大。破坏始自纵筋面积较小的顶部一侧开始，这种破坏形态通常称为“扭型”破坏。;由前述分析可知，弯扭构件承载力的相关性相当复杂，为简化设计，《砼结构设计规范》对弯扭构件的承载力计算采用简单的叠加方法：;三、弯剪扭构件承载力计算;2）构造配筋要求 ;;纵向钢筋分别按受弯构件正截面受弯承载力和剪扭构件的受扭承载力计算公式计算，所得纵向钢筋叠加配置；;按照叠加原则计算弯剪扭构件总的纵筋和箍筋用量; 当已知弯剪扭构件的设计弯矩图、剪力图和扭矩图，并初步选定截面尺寸和材料强度后，可按以下步骤进行弯剪扭构件的截面设计：;;;;四、压弯剪扭构件的承载力;在轴向压力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下的钢筋混凝土矩形截面框架柱，当：;五、超静定结构中的扭转问题; 考虑内力重分布的框架边梁，可按本章所讲的弯剪扭构件进行承载力计算，确定所需的纵向钢筋和箍筋，并应满足有关的构造要求。;3、弯剪扭构件承载力复核 已知截面尺寸、材料强度等级、钢筋数量以及构件的设计弯矩、剪力及扭矩图，要求复核构件是否有足够的承载力。 显然，应选V和T或者M、V和T均较大的截面作为控制截面进行复核 可按以下步骤进行弯剪扭构件承载力复核：;