第七节 受扭构件的扭曲截面承载力.ppt

V M T r=1 r=2 r=3 As’受拉屈服 As受拉屈服 3. 剪—扭构件 4. 弯—剪—扭构件 2. 在剪扭共同作用下，为避免主压应力方向混凝土的抗力被重复利用， 用系数 来考虑在剪扭双重作用下混凝土的承载力降低； 试验表明：在弯矩、剪力和扭矩共同作用下，各项承载力是相互关联的，其相互影响十分复杂。设计中通常简化为： 1. 抗弯所需的纵筋要单独计算，在弯曲受拉区抗弯纵筋 要与抗扭纵筋叠加； 3. 近似采用抗剪和纯扭计算公式分别计算抗扭箍筋与抗 剪箍筋，然后叠加。 8.4.2 按《混凝土结构设计规范》的配筋计算方法 1. 矩形截面剪扭作用下剪扭承载力计算公式 受剪承载力： 受扭承载力： 在均布荷载作用下 在集中荷载作用下 式中： ——为剪扭构件的混凝土强度降低系数。考虑在主压应力方向剪力和扭矩引起的混凝土压应力是叠加的，其强度比分别独立计算时将有所降低。 在均布荷载作用下 在集中荷载作用下 2. 箱形截面剪扭作用下剪扭承载力计算公式 受剪承载力： 受扭承载力： 在均布荷载作用下 在集中荷载作用下 3.T/I形截面剪扭作用下剪扭承载力计算公式 剪力全部由腹板承担，公式同矩形截面； 扭矩由腹板与翼缘共同承担，并按截面塑性抵抗矩比分担，公式同矩形截面； V引起的剪应力 T引起的剪应力 扭剪构件混凝土对抗扭承载力的贡献 纯扭构件混凝土对抗扭承载力的贡献 扭剪构件混凝土对抗剪承载力的贡献 纯剪构件混凝土对抗剪承载力的贡献 4. 推导 ?t 1.5 1.0 0.5 0.5 1.0 1.5 扭剪构件受扭承载力降低系数 4.矩形截面弯剪扭共同作用下构件的承载计算步骤 （1）当 或 时：可忽 略剪力影响，按受弯构件正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力分别进行计算。 （2）当 时：可忽略扭矩影响，按受弯 构件正截面受弯和斜截面受剪承载力分别进行计算。 （4）按抗弯承载力单独计算所需的受弯纵向钢筋截面面积 及 （5）按抗剪承载力单独计算所需要的抗剪箍筋 或 （3）当 时：可忽略扭矩影响，按受弯 构件正截面受弯和斜截面受剪承载力分别进行计算。 (6) 按抗扭承载力计算抗扭需要的箍筋 (7) 按抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比 z 确定抗扭纵筋 设计中可假定z =1.2 (8)按照叠加原则计算抗弯和抗扭需要的纵筋总用量 + = + + 抗弯纵筋 抗扭纵筋 纵筋总量 应当指出，抗弯纵筋中的受压钢筋 A’s是受压的，而抗扭纵筋Astl是受拉的，应该互相抵消。但构件在使用中要承受各种可能的内力组合，有时弯矩会较小，有时扭矩也会很小，为安全起见，还是采用叠加。当设计者有充分依据时，考虑这种抵消是合理的。 (8)按照叠加原则计算抗剪和抗扭的箍筋总用量 + = + 抗剪箍筋 抗扭箍筋 箍筋总量 1．截面限制条件：防止混凝土沿主压应力方向被压坏，即防止超配筋。 当 时， 当 时， 当 时， 按线性内插法确定 2. 防止少筋脆性破坏： 即要满足抗扭箍筋和抗剪箍筋的最小配筋率。 (9)验算适用条件 P T P 偏心力P 可以分解为一个中心力P 和一个扭矩T 。箱形截面沿周边的剪应力可以很好地抵抗扭矩。 变高度箱形截面预应力混凝土连续梁桥。 回顾受扭构件设计不难看出，构件抗扭主要靠截面周边的材料，中间核心部分材料的抗扭作用很小。工程中大型受扭构件往往采用环形截面（电线杆）或箱形截面（桥梁）。与实体截面相比，其自重大大减轻，而抗扭能力几乎相同。 抗扭纵筋的搭接和锚固长度均应按受拉钢筋的构造要求处理。其他构造要求请参考规范有关规定。 抗扭箍筋应做成封闭型，箍筋末端应弯折135°，弯折后的直线长度不应小于5d 及50mm。 抗扭纵筋应沿截面周边均匀布置，在截面四角必须布置抗扭纵筋，抗扭纵筋间距不得大于300mm及梁宽 b。 § 8.5 受扭构件的构造要求 扭转是五种基本受力状态之一，以雨蓬为例： § 8.1 概述 雨蓬梁要承受弯矩、剪力和扭矩。工程中只承受纯扭作用的结构很少，大多数情况下结构都处于弯矩、剪力、扭矩等内力共同作用下的复杂受力状态。 雨蓬板根部的剪力就是作用在雨蓬梁上的均布荷载， 雨蓬板根部的弯矩就是作用在雨蓬梁上的均布扭矩， 雨蓬梁承受雨蓬板传来的均布荷载及均布扭矩。 请思考并绘出 雨蓬梁的扭矩图 吊车的横向水平制动力及吊车竖向轮压偏心都可使吊车梁受扭，屋面板偏心也可导致屋架受扭。 制动力 轮压 在静定结构中，扭矩是由荷载产生的，可根据平衡条件求得，称为平衡扭转（Equilibrium Torsion）。 偏心轮压 制动力