第六章：鋼筋混凝土受扭構(gòu)件承載力計(jì)算PPT課件

1、混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助特點(diǎn)：彎、剪、扭構(gòu)件 。 6.1概 述土木工程中常見的受扭構(gòu)件第1頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助平衡扭轉(zhuǎn)與協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)1. 平衡扭轉(zhuǎn)平衡扭轉(zhuǎn) 對于靜定的受扭構(gòu)件，如扭轉(zhuǎn)由外荷載產(chǎn)生，扭對于靜定的受扭構(gòu)件，如扭轉(zhuǎn)由外荷載產(chǎn)生，扭矩由構(gòu)件的矩由構(gòu)件的靜力平衡條件靜力平衡條件所確定，與構(gòu)件的抗扭所確定，與構(gòu)件的抗扭剛度無關(guān)，稱為剛度無關(guān)，稱為平衡扭轉(zhuǎn)平衡扭轉(zhuǎn)。如上述各梁。如上述各梁。2. 協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn)由變形引起，并由變形連續(xù)條件所決定。如扭轉(zhuǎn)由變形引起，并由變形連續(xù)條件

2、所決定。如與次梁相連的邊框主梁。與次梁相連的邊框主梁。本章主要討論平衡扭轉(zhuǎn)計(jì)算。協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)可用構(gòu)造鋼筋或內(nèi)力重分布方法處理。第2頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助平衡扭轉(zhuǎn)與協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)1. 平衡扭轉(zhuǎn)平衡扭轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn)由荷載引起，內(nèi)扭矩為平衡外扭矩所必需。扭轉(zhuǎn)由荷載引起，內(nèi)扭矩為平衡外扭矩所必需。如上述各梁。如上述各梁。第3頁/共31頁 吊車的橫向水平制動力及吊車豎向輪壓偏心 都可使吊車梁受扭。平衡扭轉(zhuǎn)第4頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助平衡扭轉(zhuǎn)與協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)2. 協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)或附加扭轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)或附加扭轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn)由

3、變形引起，并由變形連續(xù)條件所決定。如扭轉(zhuǎn)由變形引起，并由變形連續(xù)條件所決定。如與次梁相連的邊框主梁。與次梁相連的邊框主梁。本章主要討論平衡扭轉(zhuǎn)計(jì)算。協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)可用構(gòu)造鋼筋或內(nèi)力重分布方法處理。第5頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助抗扭鋼筋的形式抗彎 受拉區(qū)縱筋抗剪 箍筋或箍筋+ +彎筋抗扭 箍筋+ +沿截面周邊 均勻布置的縱筋， 箍筋與縱筋的比例 要適當(dāng)。受扭構(gòu)件分類純扭剪扭 土木工程中少見 彎扭彎剪扭：土木工程中常見 第6頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助純扭構(gòu)件承載力計(jì)算6.2建筑工程中受扭構(gòu)

4、件承載力計(jì)算1. 理想彈塑性材料純扭構(gòu)件理想彈塑性材料純扭構(gòu)件第7頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助塑性狀態(tài)下能抵抗的扭矩為：61ttUWfT 式中：式中： Wt 截面抗扭塑性抵抗矩截面抗扭塑性抵抗矩;對于矩形截面對于矩形截面 h為截面長邊邊長為截面長邊邊長;b為截面短邊邊長。為截面短邊邊長。2. 素砼純扭構(gòu)件素砼純扭構(gòu)件 bhbW 362t62tt7 . 0WfT 63第8頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助式中：式中： s 箍筋間距箍筋間距; Ast1 抗扭箍筋單肢截面面積抗扭箍筋單肢截面面積

5、; Acor 截面核心部分面積截面核心部分面積, Acor = bcor hcor; z 抗扭縱筋與抗扭箍筋的配筋強(qiáng)度比值抗扭縱筋與抗扭箍筋的配筋強(qiáng)度比值;3. 鋼筋砼純扭構(gòu)件鋼筋砼純扭構(gòu)件sAAfWfTcor1styvtt2 . 135. 0z z 64cor1styvstyuAfsAfl z z65第9頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助式中：式中： Ast1 全部抗扭縱筋截面面積全部抗扭縱筋截面面積; ucor 截面核心部分周長截面核心部分周長, ucor = 2(bcor + hcor)。cor1styvstyuAfsAfl z z65為

6、了保證抗扭縱筋和抗扭箍筋都能充分被利用，要求：為了保證抗扭縱筋和抗扭箍筋都能充分被利用，要求：設(shè)計(jì)時，可先按式（設(shè)計(jì)時，可先按式（6-6）假定一個）假定一個z值，然后由式值，然后由式（6-4）求）求Ast1 ，再由式（，再由式（6-5）求）求Astl 。第10頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助剪力的存在會降低剪力的存在會降低截面的抗扭能力；截面的抗扭能力；扭矩的存在會降低扭矩的存在會降低截面的抗剪能力截面的抗剪能力。剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算1. 剪扭相關(guān)性剪扭相關(guān)性（ttco0tco35. 0,7 . 0WfTbhfV） 第11頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)

7、基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助 規(guī)范經(jīng)簡化后的結(jié)果為規(guī)范經(jīng)簡化后的結(jié)果為 ：（1）當(dāng)）當(dāng)Tc/Tco 0.5時，即時，即T 0.175ftWt時，可忽略扭時，可忽略扭 矩影響，按純剪構(gòu)件設(shè)計(jì)；矩影響，按純剪構(gòu)件設(shè)計(jì)；（2）當(dāng)）當(dāng)Vc/Vco 0.5時，即時，即V 0.35ftbh0時，可忽略剪時，可忽略剪 力影響，按純扭構(gòu)件設(shè)計(jì)；力影響，按純扭構(gòu)件設(shè)計(jì)；（3）當(dāng)）當(dāng)T0.175ftWt和和V 0.35ftbh0時，要考慮剪扭的相時，要考慮剪扭的相 關(guān)性。關(guān)性。2. 考慮剪扭相關(guān)性的計(jì)算考慮剪扭相關(guān)性的計(jì)算0v1vsyvt0t25. 1)5 . 1 (7 . 0h

8、snAfbhfV 67tcor1styvttt2 . 135. 0sAAfWfTz z 68第12頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助式中：式中： t 剪扭構(gòu)件中砼受扭承載力降低系數(shù)剪扭構(gòu)件中砼受扭承載力降低系數(shù)，0tt5 . 015 . 1TbhVW 69當(dāng)當(dāng) t 0.5時，取時，取t0.5；當(dāng)；當(dāng) t 1.0 時，取時，取h1.0 ; Wt 箱形截面壁厚箱形截面壁厚, 其值不應(yīng)小于其值不應(yīng)小于bh/7。z 值仍按公式（值仍按公式（6-9）計(jì)算）計(jì)算 ，且應(yīng)，且應(yīng)0.6z 1.7符合的符合的要求要求 ，當(dāng)z1.7 時，取z1.7 。 剪扭構(gòu)件剪

9、扭構(gòu)件一般剪扭構(gòu)件一般剪扭構(gòu)件0svyv0tt25. 17 . 0)5 . 1 (hsAfbhfV sAAfWfTcor1styvtth2 . 135. 0z z 622623第21頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助式中：式中： t 按式（按式（6-11）計(jì)算；）計(jì)算；Wt 應(yīng)以應(yīng)以ht代替代替。集中力作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件集中力作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件0svyv0tt25. 1175. 1)5 . 1 (hsAfbhfV sAAfWfTcor1styvtth2 . 135. 0z z 624625 彎剪扭構(gòu)件彎剪扭構(gòu)件 像矩形、像矩形、T形和形和I

10、形截面一樣，彎矩按純彎構(gòu)件計(jì)形截面一樣，彎矩按純彎構(gòu)件計(jì) 算剪力和扭矩按剪扭構(gòu)件計(jì)算。算剪力和扭矩按剪扭構(gòu)件計(jì)算。第22頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助 壓彎剪扭構(gòu)件壓彎剪扭構(gòu)件7. 受扭構(gòu)件公式使用條件及構(gòu)造要求受扭構(gòu)件公式使用條件及構(gòu)造要求 為了防止超筋為了防止超筋,要求截面尺寸滿足要求截面尺寸滿足 0svyv0tt07. 0175. 115 . 1hsAfNbhfV 626627sAAfWANfTcorst1yvttt2 . 107. 035. 0z z cct025. 08 . 0fWTbhV 628當(dāng)當(dāng)hw/b4時時,cct020.

11、 08 . 0fWTbhV 629當(dāng)當(dāng)hw/b6時時,第23頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助 為了防止少筋為了防止少筋,要求要求630yvtminsv,sv/28. 0ff 受剪及受扭箍筋受剪及受扭箍筋631 受扭縱筋受扭縱筋VbTffllyvtmin,tt6 . 0 2/,2/ VbTVbT取取時時當(dāng)當(dāng)?shù)?4頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助 可按構(gòu)造配置抗扭縱筋和箍筋的條件。可按構(gòu)造配置抗扭縱筋和箍筋的條件。632tt07 . 0fWTbhV 縱筋的配筋率應(yīng)不小于受彎時的最小配筋率縱筋的配

12、筋率應(yīng)不小于受彎時的最小配筋率和受扭時最小配筋率之和。和受扭時最小配筋率之和。 構(gòu)造要求。構(gòu)造要求。受扭箍筋應(yīng)采用封閉式箍筋，做法見下圖。受扭箍筋應(yīng)采用封閉式箍筋，做法見下圖。135受扭鋼筋應(yīng)受扭鋼筋應(yīng)對稱對稱設(shè)置于截設(shè)置于截面周邊，面周邊，角點(diǎn)角點(diǎn)處應(yīng)有處應(yīng)有縱筋縱筋。第25頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助矩形和箱形截面純扭構(gòu)件6.3公路橋梁工程中受扭構(gòu)件承載力計(jì)算633vcorsv1svttdad02 . 135. 0sAAfWfTz z 第26頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助矩形和箱形

13、截面剪扭和彎剪扭構(gòu)件 剪扭構(gòu)件剪扭構(gòu)件fsv 箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按附表箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按附表106采用，但取采用，但取 值不大于值不大于280MPa。z 抗扭縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比，抗扭縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比， 0.6z 1.7。按公式（按公式（6-33）計(jì)算的箱形截面構(gòu)件應(yīng)滿足）計(jì)算的箱形截面構(gòu)件應(yīng)滿足 t20.1b和和t10.1h的條件。的條件。不考慮剪扭相關(guān)性，剪力和扭矩分別計(jì)算，抗扭按下不考慮剪扭相關(guān)性，剪力和扭矩分別計(jì)算，抗扭按下公式計(jì)算公式計(jì)算vcorsv1svttdtad02 . 135. 0sAAfWfTz z 634第27頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本

14、原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助矩形和箱形截面受扭構(gòu)件截面尺寸應(yīng)滿 足的條件 彎剪扭構(gòu)件彎剪扭構(gòu)件 彎矩按純彎計(jì)算，剪力和扭矩也分別計(jì)算再疊加。彎矩按純彎計(jì)算，剪力和扭矩也分別計(jì)算再疊加。 式中式中剪扭構(gòu)件砼抗扭承載力降低系數(shù)剪扭構(gòu)件砼抗扭承載力降低系數(shù)0dtdt5 . 015 . 1bhTWV 當(dāng)當(dāng)t1.0時時,取取t=1.0。635kcu,3td00d0106 . 0fWTbhV 636第28頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章下一章幫 助可不進(jìn)行構(gòu)件抗扭承載力計(jì)算的條件 td3td00d0105 . 0fWTbhV 637配筋條件 箍筋的配筋率箍筋的配筋率 剪扭構(gòu)件剪扭構(gòu)件 式中，式中，c值當(dāng)采用值當(dāng)采用R235 級鋼筋時取級鋼筋時取0.0018，當(dāng)，當(dāng)采用采用HRB335級鋼筋時取級鋼筋時取0.0012。 ccff sdcdtsv055. 012 638 純扭構(gòu)件純扭構(gòu)件sdcdsv055. 0ff 639第29頁/共31頁混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第六章主 頁目 錄上一章