钢筋混凝土受扭构件承载力计算.ppt

7钢筋混凝土受扭构件承载力计算本章内容7.1概述图7.1受扭构件如图7.2(a)所示一纯扭构件。其破坏面为一个空间扭曲面（图7.2(b)）。破坏为典型的脆性破坏。素混凝土纯扭构件的承载力可按弹性理论方法和塑性理论方法求得。按塑性理论并根据实测结果，规范给出素混凝土纯扭构件的抗扭承载力表达式为：Tu=0.7ftWtWt=b2/6(3h-b)图7.2素混凝土纯扭构件的破坏情形在一般工程中均采用由横向钢筋和纵向钢筋组成的受扭钢筋骨架（图7.3）来承担扭矩的作用。受扭箍筋的形式必须做成封闭式的，在两端并应有足够的锚固长度。沿截面周边布置的受扭纵向钢筋的间距不应大于200mm和梁截面短边长度；除应在梁截面四角设置受扭纵向钢筋外，其余受扭纵向钢筋宜沿截面周边均匀对称布置。图7.3受扭构件的配筋7.2钢筋混土矩形截面纯扭构件承载力（3）当构件中配置的箍筋或纵筋的数量过多时，在破坏时只有数量相对较少的那种钢筋受拉屈服，而另一部分钢筋则在破坏时达不到屈服点，故称这种破坏为“部分超筋”情况，在工程中，这种破坏的构件可以采用。（4）当受扭箍筋和纵筋都配置得太多时，在两者都未能达到屈服点以前，受压边混凝土被压碎而构件宣告破坏。规范采用纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值ζ进行控制（见图7.4）：试验表明，当ζ=0.5~2.0时，构件在破坏前，受扭箍筋和受扭纵筋都能够达到屈服强度。为了慎重起见，规范规定，ζ值应满足下列条件：0.6≤ζ≤1.7且当ζ＞1.7时，取ζ=1.7。图7.4矩形受扭截面根据试验和理论分析表明：构件受扭承载力是由混凝土和受扭钢筋两部分的承载力所构成的，纯扭构件受扭承载力应按下式计算：7.3矩形截面剪扭和弯扭构件承载力计算试验表明，同时受有剪力和扭矩的剪扭构件，其受剪承载力Vu和受扭承载力Tu将随剪力和扭矩的比值变化而变化。试验结果亦指出，剪扭构件的受剪承载力随扭矩的增加而减小，而构件的受扭承载力则随剪力增大而减小，反之亦然。对于一般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数βt，应按下式计算：当βt＞1.0时,取βt=1;当βt＜0.5时,取βt=0.5。对集中荷载作用下的矩形截面钢筋混凝土剪扭构件（包括作用有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况），其βt改用下式计算：在引进βt后，剪扭构件的受剪、受扭承载力可分别计算。1.剪扭构件的受剪承载力对于一般剪扭构件，按对于需考虑剪跨比的剪扭构件，按2.剪扭构件的受扭承载力在式（7.5）的基础上，考虑混凝土受扭承载力降低系数βt，可得3.剪扭构件的箍筋用量按式（7.8)、式（7.10)或式（7.9)、式（7.10)计算出的箍筋用量Asv/s及Ast1/s进行叠加，就得出满足剪扭承载力所需的总箍筋用量，即：箍筋的配筋率ρsv应当满足：同时承受弯矩和扭矩的构件，叫弯扭构件。规范采用“叠加法”进行设计，分别按受弯构件的正截面承载力计算自身纵筋量和按纯扭构件计算自身受扭钢筋（纵筋和箍筋）量，并按如下方式配置（图7.5）:（1）按构件受扭承载力得出的纵向钢筋截面面积Astl应沿构件截面周边均匀布置，其间距不应大于200mm和梁的短边尺寸，且截面的四角必须有纵向受扭钢筋（图7.5(b)）。受扭纵向钢筋的配筋率不应小于其最小配筋率：(2)按构件受弯承载力得出的纵向受力钢筋面积As按受弯构件要求配置，并应满足最小配筋率要求（图7.5(a)）。(3)箍筋按受扭计算确定并应满足受弯构件中的最小直径和最大间距规定。(4)将1、2两部分钢筋的重叠部分合并在一起。图7.5弯扭构件纵向钢筋叠加7.4矩形截面弯剪扭构件承载力计算【例7.1】某框架边梁截面尺寸b×h=250mm×600mm，承受弯矩设计值M=105kN·m，剪力设计值V=60kN，扭矩设计值T=10kN·m，混凝土强度等级C20(fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2），纵向钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋，纵向钢筋混凝土保护层厚度c=25mm。试求截面所需的受弯、受剪及受扭钢筋，并绘出截面配筋图。【解】（1）验算截面尺寸。设as=35mm，则h0=h-as=600-35=565mm。截面受扭塑性抵抗矩Wt=b2/6(3h-b)=16.15×106mm3V/bh0+T/0.8Wt=1.198N/mm2＜0.25βcfc=2.4N/mm2截面尺寸满足要求。（2）验算是否需考虑剪力。V=60000N＞0.35ftbh0=54381.25N故应考虑剪力的影响。（3）验算是否需考虑扭矩。T=10×106N·mm＞0.175ftWt=3.11×106N·mm故应考虑扭矩的影响。（4）验算是否需要进行受剪和受扭承载力计算。V/bh0+T/Wt=1.0