文档介绍：第 7 章受扭构件扭曲截面承载力
教材作者:梁兴文
课件制作:黄炜
课件审查:周铁钢
混凝土结构设计原理
主要内容:
概述
纯扭构件扭曲截面承载力计算
复合受扭构件承载力计算
重点:
第7章受扭构件扭曲截面承载力
概述
纯扭构件扭曲截面承载力计算
复合受扭构件承载力计算
第7章受扭构件扭曲截面承载力
概述
1 受扭构件在工程中的应用
受扭构件所受扭矩分为(a) 平衡扭矩和(b) 协调扭矩
纯扭构件很少,大部分为弯、剪、扭共同工作。
第7章受扭构件扭曲截面承载力
概述
平衡扭矩
由荷载直接作用,可用平衡条件直接求得的扭矩称平衡扭矩。如厂房中受吊车横向刹车力作用的吊车梁、雨蓬梁、曲梁和螺旋楼梯都属于这一类扭矩作用的构件。
协调扭矩
在超静定结构中,由变形协调使截面产生的扭矩称协调扭矩。如现浇框架结构中的边主梁,当次梁在荷载作用下受弯变形时,边主梁对次梁梁端的转动产生约束作用,根据变形协调条件,可以确定次梁梁端由于主梁的弹性约束作用而引起的负弯矩,该负弯矩即为主梁所承受的扭矩作用。
第7章受扭构件扭曲截面承载力
纯扭构件扭曲截面承载力计算
1 试验研究分析
(1)矩形截面素混凝土纯扭构件的受扭性能
a 当外扭矩较小时,受力情况类似于弹性体,如图 a 。
b 随扭距增大,首先在长边中点达到;由于混凝土的塑性性能,构件并未开裂,如图b。
c 随扭矩增大,塑性应力重分布,逐渐充分。最后,在构件长边首先出现与构件纵轴呈450斜裂缝,并很快向两窄面发展,最后形成三面开裂一面受压的空间扭曲破坏面,表现出明显的脆性。
第7章受扭构件扭曲截面承载力
纯扭构件扭曲截面承载力计算
(2)矩形截面钢筋混凝土纯扭构件的受扭性能
破坏形态:
a 当箍筋与纵筋适当时,发生适筋受扭破坏;纵筋,箍筋先屈服,后混凝土被压碎。
b 当钢箍与纵筋配置过少,或箍筋间距过大,其破坏与素混凝土构件破坏相似,呈脆性破坏,称为少筋受扭破坏(限制最小配筋率和最大箍筋间距)。
c 当两种钢筋均过量时,混凝土被压碎,为脆性破坏,称为超筋受扭破坏(限制最大配筋率或最小截面尺寸)。
d 当钢箍和纵筋中一种配置合适,另一种配置过多,称为部分超筋受扭破坏,有一部分塑性,但较小(受扭纵筋与箍筋的配筋强度比ξ适中)。
第7章受扭构件扭曲截面承载力
纯扭构件扭曲截面承载力计算
2 钢筋混凝土纯扭构件的开裂扭矩
(1)矩形截面纯扭构件
矩形截面纯扭构件开裂扭矩:近似等于素混凝土受扭构件,且最大主拉应力发生在截面长边的中点
《混凝土结构设计规范》偏于安全地取
: 受扭构件截面受扭塑性抵抗矩
第7章受扭构件扭曲截面承载力
纯扭构件扭曲截面承载力计算
(2)T形Ⅰ形截面纯扭构件
分别为腹板、受压翼缘、受拉翼缘部分的受扭塑性抵抗矩
当翼缘较大时,以上公式应满足:
及
第7章受扭构件扭曲截面承载力
纯扭构件扭曲截面承载力计算
3 纯扭构件的受扭承载力
(1)纯扭构件的力学模型
空间桁架模型
第7章受扭构件扭曲截面承载力
纯扭构件扭曲截面承载力计算
(2)纯扭构件的受扭承载力
矩形截面: ,混凝土的抗扭作用; 箍筋与纵筋的抗扭作用
——混凝土的抗扭能力( 同前)。
——箍筋抗拉强度设计值。
——箍筋单肢截面面积。
——箍筋间距。
——受扭纵筋与箍筋的强度比(沿截面核心周长单位长度内的抗扭纵筋与沿构件长度方向单位长度内的单侧抗扭箍筋强度之比)。
规范规定:≤ξ≤ 当ξ>, 。