受扭构件00.pptx

5RC轴向受力构件承载力计算扭矩直接由荷载引起并可以由静力平衡求出，与构件刚度无关。如雨篷梁、吊车梁!约束扭转(协调扭转)本章介绍的受扭承载力计算公式主要针对平衡扭转；至于协调扭转，可根据具体情况进行配筋计算，或仅在配筋构造上加以考虑，或甚至完全忽略。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。但纯扭构件的受力性能是复合受扭承载力计算的基础。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。公路桥梁的受扭工程中由于受力不完全对称，构件会突然破坏，形成由扭曲的斜裂缝形成的空间扭曲破坏面，三面开裂一面受压。T＜Tcr:混凝土未裂，钢筋应力很小T＝Tcr:部分混凝土受拉开裂退出工作，构件的抗扭刚度明显降低。T＜Tcr:基本呈直线关系;T＝Tcr:曲线上出现一水平段；破坏形态结论：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。试验表明：受扭构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。开裂前的应力状态扭矩作用下，截面上的剪应力成环状分布,最大剪应力发生在截面长边中点;在构件侧面产生与剪应力成45°的主拉应力和主压应力，且在数值上σtp=σcp=τmax。当σtp=ft时，构件中的薄弱部位（一般为截面长边中点）将出现裂缝，并沿与主拉应力垂直方向迅速延伸，并以螺旋形向相邻两个面延伸，发展成如图所示的裂缝。1、弹性理论截面上某一点的主拉应力σtp=ft时,构件将出现裂缝。又因为σtp=τmax，对于矩形截面：所以截面开裂扭矩为：Tcr=Wte×ft＝αb2h×ftb、h——截面短边和截面长边；α——形状系数。当h/b=1.0时，α=0.2；当h/b=∞时，α=0.33；一般情况，α在0.25左右。2、塑性理论3、《规范》取值混凝土材料既非完全弹性，也非理想塑性，因此构件的开裂扭矩Tcr应介于弹性值和塑性值之间。为简单起见，可按塑性理论计算，并引入降低系数以考虑非完全塑性剪应力分布的影响。根据实验结果，降低系数应在0.7～0.8之间。《规范》取降低系数为0.7，故开裂扭矩的计算公式为：Tcr＝0.7ftWt式中ft——混凝土抗拉强度设计值；Wt——截面受扭塑性抵抗矩，对于矩形截面Wt=b2(3h-b)/6带翼缘截面的Wt对于T形或工字形截面，其受扭塑性抵抗矩同样可以按照处于全塑性状态的截面剪应力分布，仍然用分块计算其合力和力偶的方法计算。（保持腹板的完整性）对于T形截面：Wt＝Wtw＋Wtf’对于工形截面：Wt＝Wtw＋Wtf’＋Wtf试验表明，只有当0.5≤ζ≤2.0时，受扭破坏时纵筋和箍筋的强度才都能得到充分利用。《规范》要求：0.6≤ζ≤1.7。通常设计中一般取ζ=1.0～1.2。矩形截面受扭承载力的试验结果T形和工字形截面纯扭构件承载力计算试验表明，T形和工字形截面的钢筋混凝土纯扭构件，当b＞hf，b＞hf′时，结构的第一条斜裂缝出现在腹板侧面的中部，其破坏形态和规律性与矩形截面纯扭构件相似。◆截面的矩形划分◆扭矩设计值的分配◆截面的矩形划分对T形、工形和L形截面的纯扭构件，可将其截面划分为几个矩形截面。《规范》为了简化起见，统一按如下原则划分：先按截面总高度确定腹板截面，再确定受压翼缘或受拉翼缘。◆计算抗扭刚度◆扭矩设计值的分配为简化计算，认为各矩形截面部分所承受的扭矩设计值，与其受扭塑性抵抗矩成比例，即将总的扭矩T按各矩形块的受扭塑性抵抗矩进行分配：注意：1.为了避免出现“少筋’和“完全超配筋”这两类具有脆性破坏性质的构件，在按照上式进行抗扭承载力计算时还需满足一定的构造要求：◆受扭截面的限制条件◆受扭钢筋最小配筋率2.抗扭纵筋应均匀对称地布置在截面中，非对称布置的那一部分在受力时不能充分发挥作用。所以如果布置不对称时只能取用对称布置的一部分作为Astl进行计算◆．截面限制条件为避免配筋过多产生超筋破坏，对钢筋混凝土受扭构件规定截面限制条件如下式◆.最小配筋率受扭构件的最小配筋率应包括构件箍筋最小配箍率及纵筋最小配筋率(防止发生少筋破坏）。《规范》规定：受剪及受扭箍筋最小配箍率为：1.验算截面尺寸并验算可否构造配筋2.计算箍筋配置3.由配置的箍筋计算纵筋用量Astl4.验算配筋率矩形截面T形截面或I形截面本节重点：本节主要讲述常见的受扭构件及受扭构件的配筋形式，纯扭构件破坏特征及机理、承载力的影响因素和承载力公式的建立以及承载力计算中的截面设计及截面复核两类问题。本节难点：纯扭构件破坏特征及机理、承载力的影响因素和承载力公式的建立以及承载力的计算本章作业：1：思考题7.2；7.32：习题7.1作用在构件上弯矩与扭矩的比值：弯型破坏：