文档介绍：第8章受扭构件的扭曲
截面承载力
§ 概述
:吊车梁,框架结构的边梁,如图(8-1)。
:--静定受扭构件(如吊车梁);
--超静定受扭构件(如边梁),与抗扭刚
度有关且会产生内力重分布。
§ 纯扭构件的试验研究
一. 裂缝出现前的性能(如图8-2所示)
(或圣维南原理)的规律;
,材料进入弹塑性阶段。
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二. 裂缝出现后的性能(如下图所示)
,当主拉应力大于混凝土抗拉
强度时,混凝土即开裂;
。但为施工方便,将该主拉应
力分解为水平和竖直方向的两个分力,从而实际布置抗扭纵筋和
抗扭箍筋。
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(1)沿截面长边中点出现裂缝,三边受拉一边受压形成空间曲面;
(2)配置受扭钢筋后,可能出现四种破坏形态:
(适筋):钢筋先受拉屈服,然后混凝土压碎;
(部分超筋):纵筋或箍筋不能受拉屈服,然后
混凝土压碎;
(完全超筋):纵筋和箍筋均不能受拉屈服,
然后混凝土压碎;(脆性)
(少筋筋):混凝土开裂后纵筋和箍筋立即受
拉屈服,构件破坏;(脆性)
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§ 纯扭构件的截面承载力

:(1)根据塑性力学理论建立基本公式(8-1);
(2)考虑混凝土弹塑性性质引进混凝土抗拉强度降
;
(3)修正公式(8-1)。
:(8-3)

(自学)
(1)变角度空间桁模型;(2)扭曲破坏面极限平衡理论。

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《混凝土结构设计规范》的配筋计算方法
(一)计算方法的原理:主要依据试验统计分析。
(二)计算公式

(1)公式:(8-23);
(2)说明:(8-24),该式可变化为:
上式中的分子表示核心混凝土截面
单位周长上纵向受扭钢筋拉应力的合力;分母表示
单位间距内受扭箍筋拉应力的合力;因此,(8-24)
的物理意义可理解为上述两个单位合力之比;
(8-23)中各符号的说明见书上;
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(8-23)右边的两项应视为混凝土和受扭钢筋共
同抵抗的扭矩;
,为确保全部受扭钢筋屈服,
,。
(3)轴向压力和扭矩共同作用下的抗扭计算公式为(8-25),即轴
向压力能有限提高受扭构件的抗扭承载力。

计算公式为(8-26),即引进箱形截面壁厚影响系数,对矩形截面抗扭计算公式的第一项作了调整。

(1)计算原则:按腹板完整性原则划分为若干矩形;
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(2)计算方法:各矩形截面承担的扭矩按塑性抵抗矩进行分配。
(三)适用条件
,受扭纵筋和受扭箍筋必须大于各自的最小配筋率;
,对构件尺寸有基本要求(以后讨论)。
§ 弯剪扭构件的扭曲截面承载力

(1)荷载:扭弯比(T/M)和扭剪比(T/Vb);
(2)截面尺寸、配筋及材料强度。

(1)扭弯比较小时,底边先裂,两侧边后裂,顶边受压;
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与螺旋裂缝相交的纵筋和箍筋均能受拉屈服,顶部混凝土受压
破坏,见图8-12(a);
(2)扭弯比和剪扭比均较大且顶部纵筋较少,在顶部,扭矩产生
的拉应力远大于弯矩产生的压应力,致使顶部受拉钢筋先屈
服,然后底部混凝土受压破坏,见图8-12(b);
(3)剪力和扭矩起控制作用时,截面长边中点先开裂,然后向顶
边和底边发展,致使另一长边受压破坏,见图8-12(c);
《混凝土结构设计规范》的配筋计算方法

(1)试验统计分析后确定计算公式;
(2)不考虑弯矩与剪力及扭矩的相关性;
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(3)考虑剪力与扭矩的相关性且仅体现在相应的“混凝土项”;
(4)由试验及分析可知:由于剪力(扭矩)的存在,将降低构件
的抗扭(抗剪)承载力,引进降低系数。

(1)受扭承载力计算(确定受扭钢筋)
计算公式为(8-36),其中,一般情况下按公式(8-37)计算;集中力产生的剪力占总剪力的75%以上时, 按公式(8-39)计算;
(2)受剪承载力计算(确定受剪钢筋)
计算公式为(8-35),其中,一般情况下按公式(8-37)计算;集中力产生的剪力占总剪力的75%以上时, 按公式(8-39)计算;
(3)受弯正截面承载力计算(确定受弯纵向钢筋):同第四章。
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