混凝土第6扭構(gòu)件

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理第第6章章 受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6 受扭構(gòu)件承載力計(jì)算受扭構(gòu)件承載力計(jì)算v6.1 概概 述述v6.2 純扭構(gòu)件的破壞機(jī)理與形式純扭構(gòu)件的破壞機(jī)理與形式v6.3 純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算v6.4 復(fù)合受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算復(fù)合受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算v6.5 構(gòu)造要求構(gòu)造要求中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝

2、土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6.1.16.1.1 扭轉(zhuǎn)的類型扭轉(zhuǎn)的類型6.1.26.1.2 工程中的受扭構(gòu)件工程中的受扭構(gòu)件 概概 述述6.16.1.36.1.3 常見受扭構(gòu)件的配筋形式常見受扭構(gòu)件的配筋形式中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理扭矩直接由荷載引起并可以由靜力平衡求出，與構(gòu)件剛扭矩直接由荷載引起并可以由靜力平衡求出，與構(gòu)件剛度無關(guān)。如雨篷梁、吊車梁度無關(guān)。如雨篷梁、吊車梁! ! 受扭是一種基本的受力形式，工程中受扭是一種基本的受力形式，工程中RC構(gòu)件的受扭有兩構(gòu)件

3、的受扭有兩種類型種類型平衡扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn)平衡扭轉(zhuǎn)和約束扭轉(zhuǎn) 平衡扭轉(zhuǎn)平衡扭轉(zhuǎn)特點(diǎn)：特點(diǎn)：對(duì)于對(duì)于平衡扭轉(zhuǎn)平衡扭轉(zhuǎn)，受扭構(gòu)件必須提供足夠的抗扭承，受扭構(gòu)件必須提供足夠的抗扭承載力，否則不能與作用扭矩相平衡而引起破壞載力，否則不能與作用扭矩相平衡而引起破壞6.1.16.1.1 扭轉(zhuǎn)的類型扭轉(zhuǎn)的類型無論構(gòu)件抗扭剛度無論構(gòu)件抗扭剛度怎樣變化，其承受怎樣變化，其承受的扭矩是不變的的扭矩是不變的! !中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 約束扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn)( (協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)) ) 多發(fā)生在超靜定結(jié)多

4、發(fā)生在超靜定結(jié)構(gòu)中構(gòu)中 產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)是因?yàn)橄喈a(chǎn)生扭轉(zhuǎn)是因?yàn)橄噜彉?gòu)件的變形受到約束鄰構(gòu)件的變形受到約束 扭矩的大小與構(gòu)件間扭矩的大小與構(gòu)件間的抗扭剛度比有關(guān)的抗扭剛度比有關(guān) 扭矩的大小不是一扭矩的大小不是一個(gè)定值，計(jì)算時(shí)需要考個(gè)定值，計(jì)算時(shí)需要考慮內(nèi)力重分布的影響慮內(nèi)力重分布的影響如果邊梁因開裂而引起扭轉(zhuǎn)剛度的降低，其如果邊梁因開裂而引起扭轉(zhuǎn)剛度的降低，其所承受的扭矩會(huì)減小，因此，邊梁即使不進(jìn)所承受的扭矩會(huì)減小，因此，邊梁即使不進(jìn)行受扭承載力設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)承載力仍然是足夠行受扭承載力設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)承載力仍然是足夠的，但要以構(gòu)件的開裂和較大的變形為代價(jià)的，但要以構(gòu)件的開裂和較大的變形為代價(jià)中中南南大大學(xué)學(xué)Fu

5、ndamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理本章介紹的受扭承載力計(jì)算公式主要針對(duì)平衡扭轉(zhuǎn)；本章介紹的受扭承載力計(jì)算公式主要針對(duì)平衡扭轉(zhuǎn)；至于至于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)，可根據(jù)具體情況進(jìn)行配筋計(jì)算，或僅在配筋構(gòu)協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)，可根據(jù)具體情況進(jìn)行配筋計(jì)算，或僅在配筋構(gòu)造上加以考慮，或甚至完全忽略。造上加以考慮，或甚至完全忽略。實(shí)際上，結(jié)構(gòu)中很少有扭矩單獨(dú)作用的情況，大多為彎矩、實(shí)際上，結(jié)構(gòu)中很少有扭矩單獨(dú)作用的情況，大多為彎矩、剪力和扭矩剪力和扭矩同時(shí)作用同時(shí)作用，有時(shí)還有軸向力同時(shí)作用。但純扭，有時(shí)還有軸向力同時(shí)作用。但純扭構(gòu)件的受力性能

6、是復(fù)合受扭承載力計(jì)算的基礎(chǔ)。構(gòu)件的受力性能是復(fù)合受扭承載力計(jì)算的基礎(chǔ)。 中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理實(shí)際上，結(jié)構(gòu)中很少有扭矩單獨(dú)作用的情況，大多為彎矩、剪力和扭矩同時(shí)作用，有時(shí)還有軸向力同時(shí)作用。 螺旋樓梯中扭矩也較大螺旋樓梯中扭矩也較大(a)(b)(c)(d)He0MT=He0H邊框架主梁次梁6.1.26.1.2 工程中的受扭構(gòu)件工程中的受扭構(gòu)件中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基

7、本原理公路橋梁的受扭公路橋梁的受扭中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6.1.36.1.3 常見受扭構(gòu)件的配筋形式常見受扭構(gòu)件的配筋形式中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6.2.16.2.1 素混凝土構(gòu)件的破壞機(jī)理素混凝土構(gòu)件的破壞機(jī)理6.2.26.2.2 鋼筋混凝土構(gòu)件的破壞鋼筋混凝土構(gòu)件的破壞 純扭構(gòu)件的破壞機(jī)理與形式純扭構(gòu)件的破壞機(jī)理與形式6.2抗扭鋼筋形式抗扭鋼筋形式破壞機(jī)理

8、破壞機(jī)理破壞形態(tài)破壞形態(tài)中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6.2.16.2.1 素混凝土構(gòu)件的破壞機(jī)理素混凝土構(gòu)件的破壞機(jī)理teWTmax理想勻質(zhì)構(gòu)件的受扭裂縫從主拉應(yīng)力最大處開始對(duì)勻質(zhì)材料，理想的受扭裂縫應(yīng)當(dāng)呈螺旋形。螺旋形裂縫螺旋形裂縫ptpt中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 Tmax裂縫裂縫 1 1 2 2T( T)T( T)受壓區(qū)受壓區(qū)素混凝土純扭構(gòu)件素混凝土純扭構(gòu)件先在

9、某長邊中點(diǎn)開裂先在某長邊中點(diǎn)開裂形成一螺旋形裂縫，一裂即壞形成一螺旋形裂縫，一裂即壞三邊受拉，一邊受壓三邊受拉，一邊受壓中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 工程中由于受力不完全對(duì)稱，構(gòu)件會(huì)突然破壞，形成工程中由于受力不完全對(duì)稱，構(gòu)件會(huì)突然破壞，形成由扭曲的斜裂縫形成的空間扭曲破壞面，由扭曲的斜裂縫形成的空間扭曲破壞面，三面開裂一面受三面開裂一面受壓壓。T破壞面呈一空間扭曲曲面破壞面呈一空間扭曲曲面受壓區(qū)受壓區(qū)螺旋形裂縫螺旋形裂縫受壓邊受壓邊主拉應(yīng)力主拉應(yīng)力ptpt中中南南大大學(xué)學(xué)Fund

10、amentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 雖然螺旋配筋抗扭最好，但工程中通常采用由箍筋與抗扭雖然螺旋配筋抗扭最好，但工程中通常采用由箍筋與抗扭縱筋組成的鋼筋骨架來抵抗扭矩，不但施工方便，且沿構(gòu)件全縱筋組成的鋼筋骨架來抵抗扭矩，不但施工方便，且沿構(gòu)件全長可承受正負(fù)兩個(gè)方向的扭矩。長可承受正負(fù)兩個(gè)方向的扭矩?？古たv筋抗扭縱筋抗扭箍筋抗扭箍筋兩者不可缺一兩者不可缺一沿構(gòu)件截面周邊均勻沿構(gòu)件截面周邊均勻布置布置6.2.26.2.2 鋼筋混凝土構(gòu)件的破壞鋼筋混凝土構(gòu)件的破壞抗扭鋼筋形式抗扭鋼筋形式中中南南大大學(xué)學(xué)Fundame

11、ntals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 TTcr: 混凝土未裂，鋼筋應(yīng)力很小 TTcr: 部分混凝土受拉開裂退出工作，構(gòu)件的抗扭剛度明顯降低。 TcrTTu: 適筋構(gòu)件開裂后不立即破壞，裂縫不斷增加，向構(gòu)件內(nèi)部和沿主壓應(yīng)力跡線發(fā)展延伸，在構(gòu)件表面出現(xiàn)螺旋狀裂縫。裂縫處鋼筋應(yīng)力增加。 TTu: 長邊上出現(xiàn)臨界(斜)裂縫，向短邊延伸，與空間(斜)裂縫相交的箍筋和縱筋達(dá)到屈服，另一長邊上的混凝土受壓破壞。T(T)T(T)破壞機(jī)理破壞機(jī)理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Des

12、ign混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理TTcr: 基本呈直線關(guān)系;TTcr: 曲線上出現(xiàn)一水平段； T(T)T(T)TcrTTu: 沿斜線繼續(xù)上升；TTu: 曲線趨于水平。扭矩-轉(zhuǎn)角（T-）曲線中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理T( T)T( T)鋼筋混凝土純扭構(gòu)件鋼筋混凝土純扭構(gòu)件開裂前鋼筋中的應(yīng)力很小開裂前鋼筋中的應(yīng)力很小開裂后不立即破壞，裂縫可開裂后不立即破壞，裂縫可不斷增加，隨著鋼筋用量的不斷增加，隨著鋼筋用量的不同，有不同的破壞形態(tài)不同，有不同的破壞形態(tài) RCRC純

13、扭構(gòu)件的破壞過程純扭構(gòu)件的破壞過程中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 破壞形態(tài)破壞形態(tài)少筋破壞少筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力裂后鋼筋應(yīng)力激增，構(gòu)件破激增，構(gòu)件破壞壞適筋破壞適筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開增加，繼續(xù)開裂，鋼筋屈服，裂，鋼筋屈服，混凝土壓碎，混凝土壓碎，構(gòu)件破壞構(gòu)件破壞超筋破壞超筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力增裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開裂，加，繼續(xù)開裂，混凝土壓碎，構(gòu)混凝土壓碎，構(gòu)件破壞，鋼筋未件破壞，鋼筋未屈服屈服部分超筋破壞部分超筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力增裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開

14、裂，加，繼續(xù)開裂，混凝土壓碎，構(gòu)混凝土壓碎，構(gòu)件破壞，縱筋或件破壞，縱筋或箍筋未屈服箍筋未屈服設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn) RC純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)箍筋和縱筋配置合適箍筋和縱筋配置合適箍筋和縱筋配置過少箍筋和縱筋配置過少箍筋和縱筋配置過多箍筋和縱筋配置過多受拉脆性破壞，受拉脆性破壞，Tu取決于取決于ft受壓脆性破壞，受壓脆性破壞，Tu取決于取決于fc較小延性破壞，較小延性破壞，不經(jīng)濟(jì)不經(jīng)濟(jì)延性破壞，延性破壞，經(jīng)濟(jì)合理經(jīng)濟(jì)合理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理v結(jié)論：結(jié)

15、論：v設(shè)計(jì)中不容許采用少筋和完全超筋受扭構(gòu)件，可以設(shè)計(jì)中不容許采用少筋和完全超筋受扭構(gòu)件，可以采用部分超筋構(gòu)件，但不經(jīng)濟(jì)。一般情況下應(yīng)采用采用部分超筋構(gòu)件，但不經(jīng)濟(jì)。一般情況下應(yīng)采用適筋受扭構(gòu)件適筋受扭構(gòu)件。 v試驗(yàn)表明：受扭構(gòu)件配置鋼筋試驗(yàn)表明：受扭構(gòu)件配置鋼筋不能有效地提高受扭不能有效地提高受扭構(gòu)件的開裂扭矩，但卻能較大幅度地提高受扭構(gòu)件構(gòu)件的開裂扭矩，但卻能較大幅度地提高受扭構(gòu)件破壞時(shí)的極限扭矩值破壞時(shí)的極限扭矩值。中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6.3.16.3.1 純扭構(gòu)件的

16、開裂扭矩純扭構(gòu)件的開裂扭矩6.3.26.3.2 矩形截面矩形截面RCRC純扭構(gòu)件承載力純扭構(gòu)件承載力 純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算6.36.3.36.3.3 實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式6.3.4 6.3.4 公式的適用條件公式的適用條件6.3.5 6.3.5 基本公式的應(yīng)用基本公式的應(yīng)用中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理開裂前的應(yīng)力狀態(tài)開裂前的應(yīng)力狀態(tài)v扭矩作用下，截面上的剪應(yīng)力成環(huán)扭矩作用下，截面上的剪應(yīng)力成環(huán)狀分布狀分布, ,最大剪應(yīng)力最大剪應(yīng)力 發(fā)

17、生在截面長發(fā)生在截面長邊中點(diǎn)邊中點(diǎn); ;在構(gòu)件側(cè)面產(chǎn)生與剪應(yīng)力在構(gòu)件側(cè)面產(chǎn)生與剪應(yīng)力成成4545的主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力，且的主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力，且在數(shù)值上在數(shù)值上tp =cp = max 。v當(dāng)當(dāng)tptp = = f ft t時(shí)，構(gòu)件中的薄弱部位時(shí)，構(gòu)件中的薄弱部位（一般為截面長邊中點(diǎn)）將出現(xiàn)裂（一般為截面長邊中點(diǎn)）將出現(xiàn)裂縫，并沿與主拉應(yīng)力垂直方向迅速縫，并沿與主拉應(yīng)力垂直方向迅速延伸延伸，并并以螺旋形向相鄰兩個(gè)面延以螺旋形向相鄰兩個(gè)面延伸伸，發(fā)展成如圖所示的裂縫。，發(fā)展成如圖所示的裂縫。6.3.16.3.1 純扭構(gòu)件的開裂扭矩純扭構(gòu)件的開裂扭矩中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of

18、Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理1、彈性理論彈性理論截面上截面上某一點(diǎn)的主拉應(yīng)力某一點(diǎn)的主拉應(yīng)力tp= ft時(shí)時(shí),構(gòu)件將出現(xiàn)裂縫。又因?yàn)闃?gòu)件將出現(xiàn)裂縫。又因?yàn)閠p =max，對(duì)于矩形截面：，對(duì)于矩形截面：所以截面開裂扭矩所以截面開裂扭矩 為：為： Tcr=Wteftb2hft b、h截面短邊和截面長邊；截面短邊和截面長邊； 形狀系數(shù)。形狀系數(shù)。 當(dāng)當(dāng)h/b=1.0時(shí)，時(shí)，= 0.2；當(dāng)；當(dāng)h/b=時(shí)，時(shí)，= 0.33；一般情況，；一般情況，在在0.25左右。左右。maxteTW截 面 的 受 扭截 面 的 受 扭彈性抵抗矩彈性抵抗矩

19、ft6.3.16.3.1 純扭構(gòu)件的開裂扭矩純扭構(gòu)件的開裂扭矩中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理2、塑性理論塑性理論v按塑性理論，當(dāng)截面某一點(diǎn)應(yīng)力到達(dá)極限強(qiáng)度時(shí)，構(gòu)件進(jìn)入塑性按塑性理論，當(dāng)截面某一點(diǎn)應(yīng)力到達(dá)極限強(qiáng)度時(shí)，構(gòu)件進(jìn)入塑性狀態(tài)。該點(diǎn)應(yīng)力將保持在極限應(yīng)力，而應(yīng)變可繼續(xù)增長，荷載仍狀態(tài)。該點(diǎn)應(yīng)力將保持在極限應(yīng)力，而應(yīng)變可繼續(xù)增長，荷載仍可增加，可增加，直至截面上各點(diǎn)應(yīng)力均達(dá)到材料的極限強(qiáng)度，直至截面上各點(diǎn)應(yīng)力均達(dá)到材料的極限強(qiáng)度，才達(dá)到開才達(dá)到開裂的極限承載力。所以截面上的切應(yīng)力分布

20、如圖所示（裂的極限承載力。所以截面上的切應(yīng)力分布如圖所示（ft），），將其劃分為四個(gè)部分，得塑性總極限扭矩為將其劃分為四個(gè)部分，得塑性總極限扭矩為d2d1F2F2F1F1bhb/2b/2tttcrfWfbhbdFdFT)3(6)(221221矩形：矩形：Wt= b2(3h-b)/6注：對(duì)注：對(duì)T形、形、I I形截面的形截面的受扭構(gòu)件，受扭構(gòu)件，可 分 塊 計(jì)可 分 塊 計(jì)算算Wt截 面 的 受 扭塑性抵抗矩6.3.16.3.1 純扭構(gòu)件的開裂扭矩純扭構(gòu)件的開裂扭矩中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)

21、計(jì)基本原理3、規(guī)范規(guī)范取值取值 l混凝土材料既非完全彈性，也非理想塑性，因此構(gòu)件的混凝土材料既非完全彈性，也非理想塑性，因此構(gòu)件的開裂扭矩開裂扭矩T Tcrcr 應(yīng)介于應(yīng)介于彈性值和塑性值之間彈性值和塑性值之間。 l為簡(jiǎn)單起見，可按為簡(jiǎn)單起見，可按塑性理論塑性理論計(jì)算，并引入計(jì)算，并引入降低系數(shù)降低系數(shù)以考以考慮非完全塑性剪應(yīng)力分布的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，降低慮非完全塑性剪應(yīng)力分布的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，降低系數(shù)應(yīng)在系數(shù)應(yīng)在0.70.70.80.8之間。之間。 l規(guī)范規(guī)范取取降低系數(shù)為降低系數(shù)為0.70.7，故開裂扭矩的計(jì)算公式為：，故開裂扭矩的計(jì)算公式為： T Tcrcr0.70.7f ft t

22、W Wt t 式中式中f ft t混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；W Wt t截面受扭塑性抵抗矩，對(duì)于矩形截面截面受扭塑性抵抗矩，對(duì)于矩形截面 Wt= b2(3h-b)/6 6.3.16.3.1 純扭構(gòu)件的開裂扭矩純扭構(gòu)件的開裂扭矩中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理v4、帶翼緣截面的、帶翼緣截面的Wtv對(duì)于對(duì)于T形或工字形截面，其受扭塑性抵抗矩同樣可以按照處形或工字形截面，其受扭塑性抵抗矩同樣可以按照處于全塑性狀態(tài)的截面剪應(yīng)力分布，仍然用于全塑性狀態(tài)的截面剪應(yīng)力分布，仍然用分

23、塊計(jì)算其合力分塊計(jì)算其合力和力偶和力偶的方法計(jì)算。（保持腹板的完整性）的方法計(jì)算。（保持腹板的完整性）v對(duì)于對(duì)于T形截面：形截面：WtWtwWtfv對(duì)于工形截面：對(duì)于工形截面：WtWtwWtf Wtf6.3.16.3.1 純扭構(gòu)件的開裂扭矩純扭構(gòu)件的開裂扭矩中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6.3.26.3.2 矩形截面矩形截面RCRC純扭構(gòu)件承載力純扭構(gòu)件承載力v配筋強(qiáng)度比配筋強(qiáng)度比 v構(gòu)件的受扭性能和極限承載力不僅與絕對(duì)配筋量有關(guān)，構(gòu)件的受扭性能和極限承載力不僅與絕對(duì)配筋量有關(guān)，還與

24、封閉箍筋和受扭縱筋的還與封閉箍筋和受扭縱筋的配筋強(qiáng)度比配筋強(qiáng)度比有關(guān)。有關(guān)。 v配筋強(qiáng)度比配筋強(qiáng)度比受扭縱筋與封閉箍筋的受扭縱筋與封閉箍筋的體積比體積比和和強(qiáng)強(qiáng)度比度比的乘積，即的乘積，即Astl對(duì)稱布置的全部抗扭縱筋的截面面積；對(duì)稱布置的全部抗扭縱筋的截面面積；Ast1 箍筋的單肢截面面積；箍筋的單肢截面面積；u ucorcor核芯部分的周長。核芯部分的周長。u ucorcor=2(=2(b bcorcor+h+hcorcor) )，b bcorcor和和h hcorcor分分別為箍筋內(nèi)表面計(jì)算的截面核芯部分的短邊和長邊尺寸。別為箍筋內(nèi)表面計(jì)算的截面核芯部分的短邊和長邊尺寸。1ystlsvt

25、coryvfAsAuf中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理v試驗(yàn)表明，只有當(dāng)試驗(yàn)表明，只有當(dāng)0.52.00.52.0時(shí)，受扭破壞時(shí)縱時(shí)，受扭破壞時(shí)縱筋和箍筋的強(qiáng)度才筋和箍筋的強(qiáng)度才都能得到充分利用都能得到充分利用。v規(guī)范規(guī)范要求：要求：0.61.70.61.7。v通通 常設(shè)計(jì)中一般取常設(shè)計(jì)中一般取=1.0=1.01.21.2。1ystlsvtcoryvfAsAuf6.3.26.3.2 矩形截面矩形截面RCRC純扭構(gòu)件承載力純扭構(gòu)件承載力中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Con

26、crete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理矩形截面受扭承載力的試驗(yàn)結(jié)果矩形截面受扭承載力的試驗(yàn)結(jié)果 抗扭承載力隨抗扭配筋的增加基本成線性增大； 無抗扭配筋時(shí)，截面混凝土仍承受一定的扭矩。6.3.26.3.2 矩形截面矩形截面RCRC純扭構(gòu)件承載力純扭構(gòu)件承載力中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理coryvsvtttuAsfAfWT12 . 135. 01、規(guī)范規(guī)范在變角空間桁架的基在變角空間桁架的基礎(chǔ)上，再根據(jù)大量試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)礎(chǔ)上，再根據(jù)大量

27、試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析，考慮可靠性要求后，給出下分析，考慮可靠性要求后，給出下列公式：列公式：為保證縱、箍筋均能屈服，建議取為保證縱、箍筋均能屈服，建議取0.61.7，當(dāng)，當(dāng) 1.7 時(shí)，取時(shí)，取 =1.7，常用值，常用值的區(qū)間為的區(qū)間為1.01.3， 常取常取1.2箍筋內(nèi)皮所包圍的面積，取截箍筋內(nèi)皮所包圍的面積，取截面尺寸減去保護(hù)層厚度算得面尺寸減去保護(hù)層厚度算得箍筋的間距箍筋的間距箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值單肢箍筋的截面面積單肢箍筋的截面面積6.3.36.3.3 實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete St

28、ructure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理2 2、T T形和工字形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算形和工字形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算v試驗(yàn)表明，試驗(yàn)表明，T T形和工字形截面的鋼筋混凝土純扭形和工字形截面的鋼筋混凝土純扭構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件，當(dāng)b bh hf f，b bh hf f時(shí)，結(jié)構(gòu)的第一條斜裂時(shí)，結(jié)構(gòu)的第一條斜裂縫出現(xiàn)在腹板側(cè)面的中部，縫出現(xiàn)在腹板側(cè)面的中部，其破壞形態(tài)和規(guī)律其破壞形態(tài)和規(guī)律性與矩形截面純扭構(gòu)件相似。性與矩形截面純扭構(gòu)件相似。v 截面的矩形劃分截面的矩形劃分 v 扭矩設(shè)計(jì)值的分配扭矩設(shè)計(jì)值的分配 6.3.36.3.3 實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式實(shí)用的抗扭承載力計(jì)

29、算公式中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 3、截面的矩形劃分截面的矩形劃分 v對(duì)對(duì)T T形、工形和形、工形和L L形截面形截面的純扭構(gòu)件，可將其截的純扭構(gòu)件，可將其截面面劃分為幾個(gè)矩形截面劃分為幾個(gè)矩形截面。 規(guī)范規(guī)范為了簡(jiǎn)化起見，為了簡(jiǎn)化起見，統(tǒng)一按如下原則劃分：統(tǒng)一按如下原則劃分：v先按截面總高度確定腹先按截面總高度確定腹板截面，再確定受壓翼板截面，再確定受壓翼緣或受拉翼緣。緣或受拉翼緣。6.3.36.3.3 實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式中中南南大大學(xué)學(xué)Funda

30、mentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 4、計(jì)算抗扭剛度計(jì)算抗扭剛度6.3.36.3.3 實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理v 5 5、扭矩設(shè)計(jì)值的分配、扭矩設(shè)計(jì)值的分配v為簡(jiǎn)化計(jì)算，認(rèn)為各矩形截面部分所承受的扭矩設(shè)為簡(jiǎn)化計(jì)算，認(rèn)為各矩形截面部分所承受的扭矩設(shè)計(jì)值，與其計(jì)值，與其受扭塑性抵抗矩成比例受扭塑性抵抗矩成比例，即將總的扭矩，即將總的扭矩T T按各矩形塊的

31、受扭塑性抵抗矩進(jìn)行分配按各矩形塊的受扭塑性抵抗矩進(jìn)行分配：6.3.36.3.3 實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式實(shí)用的抗扭承載力計(jì)算公式中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理v注意：注意：1.1.為了避免出現(xiàn)為了避免出現(xiàn)“少筋少筋和和“完全超配筋完全超配筋”這兩類具有脆性這兩類具有脆性破壞性質(zhì)的構(gòu)件破壞性質(zhì)的構(gòu)件，在按照上式進(jìn)行抗扭承載力計(jì)算時(shí)還需，在按照上式進(jìn)行抗扭承載力計(jì)算時(shí)還需滿足一定的構(gòu)造要求：滿足一定的構(gòu)造要求： 受扭截面的限制條件受扭截面的限制條件 受扭鋼筋最小配筋率受扭鋼筋最小配筋率

32、2.2.抗扭縱筋應(yīng)抗扭縱筋應(yīng)均勻?qū)ΨQ均勻?qū)ΨQ地布置在截面中，非對(duì)稱布置的那一地布置在截面中，非對(duì)稱布置的那一部分在受力時(shí)不能充分發(fā)揮作用。所以如果布置不對(duì)稱時(shí)部分在受力時(shí)不能充分發(fā)揮作用。所以如果布置不對(duì)稱時(shí)只能取用只能取用對(duì)稱布置的一部分對(duì)稱布置的一部分作為作為Astl進(jìn)行計(jì)算進(jìn)行計(jì)算6.3.4 6.3.4 公式的適用條件公式的適用條件中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理3 3、截面限制條件截面限制條件為避免配筋過多產(chǎn)生為避免配筋過多產(chǎn)生超筋破壞超筋破壞，對(duì)鋼筋混凝土受扭構(gòu)，對(duì)鋼筋混凝土

33、受扭構(gòu)件規(guī)定截面限制條件如下式件規(guī)定截面限制條件如下式當(dāng)當(dāng) hwb4時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng) hwb6時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)4 4h hw wb b6 6時(shí)，按線性內(nèi)插法確定。時(shí)，按線性內(nèi)插法確定。式中式中h hw w截面的腹板高度，對(duì)于矩形截面取有效截面的腹板高度，對(duì)于矩形截面取有效高度高度h h0 0；T T形截面取有效高度減去翼緣高度；工字形形截面取有效高度減去翼緣高度；工字形截面取腹板凈高。截面取腹板凈高。c c混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，與第五章取法同?；炷翉?qiáng)度影響系數(shù)，與第五章取法同。計(jì)算如不滿足，則需加大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。計(jì)算如不滿足，則需加大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)。6.3.4 6.3.4 公式的

34、適用條件公式的適用條件中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理.4.4、最小配筋率最小配筋率受扭構(gòu)件的最小配筋率應(yīng)包括構(gòu)件受扭構(gòu)件的最小配筋率應(yīng)包括構(gòu)件箍筋最小配箍率箍筋最小配箍率及及縱筋最小配筋率縱筋最小配筋率( (防止發(fā)生防止發(fā)生少筋破壞少筋破壞）。）。規(guī)范規(guī)范規(guī)定：受剪及規(guī)定：受剪及受扭受扭箍筋箍筋最小配箍率最小配箍率為：為：yvtsvsvffbsA28.0min,min, VbTffbhAytstltl6.0min,min, 注意：注意：縱筋按縱筋按 b b h h 的全截面驗(yàn)算的全截

35、面驗(yàn)算tltl，minmin。當(dāng)滿足右面條件時(shí)，可不進(jìn)行剪扭承載力計(jì)算當(dāng)滿足右面條件時(shí)，可不進(jìn)行剪扭承載力計(jì)算，僅按最小配筋率和其它構(gòu)造要求配筋。，僅按最小配筋率和其它構(gòu)造要求配筋。其中當(dāng)其中當(dāng)T/VbT/Vb22時(shí)，取時(shí)，取T/VbT/Vb2 2。 受扭受扭縱筋縱筋最小配筋率最小配筋率為為,min0.6 2ttlyff (7-16)6.3.4 6.3.4 公式的適用條件公式的適用條件中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理v1. 驗(yàn)算截面尺寸驗(yàn)算截面尺寸并驗(yàn)算可否構(gòu)造配筋并驗(yàn)算可否構(gòu)造配筋v

36、2. 計(jì)算箍筋配置計(jì)算箍筋配置v3. 由配置的箍筋計(jì)算縱筋用量由配置的箍筋計(jì)算縱筋用量Astlv4. 驗(yàn)算配筋率驗(yàn)算配筋率yvtsvsvffbsA28. 0min,min, ,min0.6 2ttlyff（擬定一個(gè)（擬定一個(gè)）當(dāng)滿足下面條件時(shí)，當(dāng)滿足下面條件時(shí)，僅按最小配筋率和其僅按最小配筋率和其它構(gòu)造要求配筋。它構(gòu)造要求配筋。0.2 (714)cctTf W6.3.5 6.3.5 基本公式的應(yīng)用基本公式的應(yīng)用截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)coryvsvtttuAsfAfWT12 . 135. 01ystlsvtco ryvfAsAuf中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Str

37、ucture Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6.3.5 6.3.5 基本公式的應(yīng)用基本公式的應(yīng)用截面復(fù)核截面復(fù)核按縱筋均勻布置的原則，確定抗扭縱筋的截面積按縱筋均勻布置的原則，確定抗扭縱筋的截面積ytstlyvtsvtffVbbhAffbsAT6 . 028. 0驗(yàn)算：不滿足不滿足其中的其中的一項(xiàng)一項(xiàng)ttuWfT7 . 0矩形：7 . 17 . 1，取，若求cctscufWTTT)0 . 26 . 1 (由基本公式求：Ast/3Ast/3Ast/3中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混

38、凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理矩形截面矩形截面Ast/3Ast/3Ast/313510d縱筋沿截面均勻布置，否則亦可縱筋沿截面均勻布置，否則亦可能出現(xiàn)局部超筋，對(duì)設(shè)計(jì)題可能能出現(xiàn)局部超筋，對(duì)設(shè)計(jì)題可能會(huì)出現(xiàn)不安全的結(jié)果會(huì)出現(xiàn)不安全的結(jié)果箍筋帶箍筋帶135的彎鉤，當(dāng)采用復(fù)合的彎鉤，當(dāng)采用復(fù)合箍時(shí)，位于內(nèi)部的箍筋不應(yīng)計(jì)入箍時(shí)，位于內(nèi)部的箍筋不應(yīng)計(jì)入受扭箍筋的面積受扭箍筋的面積6.3.5 6.3.5 基本公式的應(yīng)用基本公式的應(yīng)用構(gòu)造構(gòu)造中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 T形截面或形截面或I形截面形截面

39、中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamen

40、tals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete

41、 Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理本節(jié)重點(diǎn)：本節(jié)重點(diǎn)：本節(jié)主要講述常見的受扭構(gòu)件及受扭構(gòu)件的配筋形式，本節(jié)主要講述常見的受扭構(gòu)件及受扭構(gòu)件的配筋形式，純扭構(gòu)件破壞特征及機(jī)理、承載力的影響因素和承載力公式的建立純扭構(gòu)件破壞特征及機(jī)理、承載力的影響因素和承載力公式的建立以及承

42、載力計(jì)算中的截面設(shè)計(jì)及截面復(fù)核兩類問題。以及承載力計(jì)算中的截面設(shè)計(jì)及截面復(fù)核兩類問題。本節(jié)難點(diǎn)：本節(jié)難點(diǎn)：純扭構(gòu)件破壞特征及機(jī)理、承載力的影響因素和承載力純扭構(gòu)件破壞特征及機(jī)理、承載力的影響因素和承載力公式的建立以及承載力的計(jì)算公式的建立以及承載力的計(jì)算本章作業(yè)：本章作業(yè)：1 1：思考題：思考題7.37.32 2：習(xí)題：習(xí)題7.17.1中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6.4.16.4.1 彎彎扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算6.4.26.4.2 剪剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算 復(fù)

43、合受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算復(fù)合受扭構(gòu)件的承載力計(jì)算6.46.4.36.4.3 復(fù)合受扭承載力計(jì)算公式復(fù)合受扭承載力計(jì)算公式6.4.4 6.4.4 公式的適用條件公式的適用條件6.4.5 6.4.5 基本公式的應(yīng)用基本公式的應(yīng)用中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理在彎扭共同作用下，在彎扭共同作用下，扭矩使扭矩使沿截面周邊所有沿截面周邊所有縱筋縱筋都受都受拉，拉，而而彎彎矩只使彎曲受拉區(qū)的矩只使彎曲受拉區(qū)的鋼筋鋼筋受受拉，拉，故在彎曲受拉區(qū)縱故在彎曲受拉區(qū)縱筋筋的拉的拉應(yīng)力應(yīng)力是疊加的是疊加的，從

44、而從而T T總是會(huì)降低總是會(huì)降低抗抗彎承載力彎承載力。而而M M的存在有的存在有些情況下對(duì)抗扭是有利的些情況下對(duì)抗扭是有利的。6.4.16.4.1 彎彎扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算TM拉應(yīng)力疊加拉應(yīng)力疊加拉壓應(yīng)力抵消拉壓應(yīng)力抵消中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理v作用在構(gòu)件上彎矩與扭矩的比值：作用在構(gòu)件上彎矩與扭矩的比值： 構(gòu)件截面上下部縱筋的數(shù)量：構(gòu)件截面上下部縱筋的數(shù)量： 構(gòu)件截面的高寬比：構(gòu)件截面的高寬比：h0bhAsAsysysfAfAr M/T h/b T( T)T( T)

45、MM1、彎扭構(gòu)件承載力的影響因素、彎扭構(gòu)件承載力的影響因素6.4.16.4.1 彎彎扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理u彎型破壞彎型破壞： u 扭型破壞：扭型破壞： u 彎扭型破壞：彎扭型破壞：h0bhAsAs工況：M較大而T相對(duì)較小破壞形態(tài)：下部縱筋先彎扭屈服，上部混凝土被壓碎相互影響： 縱筋抗彎抗扭，M Tu工況：M較小而T相對(duì)較大破壞形態(tài)：上部縱筋先受扭屈服，下部混凝土被壓碎相互影響：受彎對(duì)上部縱筋抗扭有利，M Tu 工況：截面h/b較大，側(cè)面抗扭縱

46、筋/箍筋配置較弱破壞形態(tài)：一側(cè)縱筋、箍筋先受扭屈服，另一側(cè)混凝土被壓碎相互影響：受彎對(duì)上部縱筋抗扭有利，M對(duì)Tu影響不明顯 T(T)T(T)MM2、彎扭構(gòu)件的破壞形態(tài)、彎扭構(gòu)件的破壞形態(tài)6.4.16.4.1 彎彎扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理VMTh0bhAsAsysysfAfAr r=1r=2r=30uuTT0uuMM彎扭構(gòu)件的抗扭承載力彎扭構(gòu)件的抗扭承載力純扭構(gòu)件的抗扭承載力純扭構(gòu)件的抗扭承載力彎扭構(gòu)件的抗彎承載力彎扭構(gòu)件的抗彎承載力純彎構(gòu)件的抗彎

47、承載力純彎構(gòu)件的抗彎承載力As受拉屈服受拉屈服As受拉屈服受拉屈服3、彎扭構(gòu)件的承載力、彎扭構(gòu)件的承載力6.4.16.4.1 彎彎扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理h0bhAsAsysysfAfAr r=1r=2r=30uuTT0uuMM實(shí)用的承載力計(jì)算方法實(shí)用的承載力計(jì)算方法確定彎扭鋼筋后，確定彎扭鋼筋后，分別計(jì)算其抗彎分別計(jì)算其抗彎和抗扭承載力，和抗扭承載力，不考慮彎、扭的不考慮彎、扭的相關(guān)作用相關(guān)作用3、彎扭構(gòu)件的承載力、彎扭構(gòu)件的承載力6.4.16

48、.4.1 彎彎扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理+=sAsA3stlA3stlA3stlAsA3stlA+3stlA+3stlAsA抗彎抗彎縱筋縱筋抗扭抗扭縱筋縱筋縱筋縱筋總量總量應(yīng)當(dāng)指出，應(yīng)當(dāng)指出，抗彎縱筋中的受壓鋼筋抗彎縱筋中的受壓鋼筋 A As s是受壓的，而抗扭縱筋是受壓的，而抗扭縱筋A(yù)stl是是受拉的受拉的，應(yīng)該互相，應(yīng)該互相抵消抵消。但。但構(gòu)件在使用中要承受各種可能的內(nèi)力組合構(gòu)件在使用中要承受各種可能的內(nèi)力組合，而彎扭承載力受到很多因素的影響，

49、如彎扭比（而彎扭承載力受到很多因素的影響，如彎扭比（M/TM/T），上部縱筋與），上部縱筋與下部縱筋承載力比值下部縱筋承載力比值A(chǔ) As sf fy y/ /A As sf fy y, ,截面高寬比，配筋強(qiáng)度比截面高寬比，配筋強(qiáng)度比，混凝土強(qiáng)度等級(jí)等，為安全起見，還是采用簡(jiǎn)單的混凝土強(qiáng)度等級(jí)等，為安全起見，還是采用簡(jiǎn)單的疊加原則疊加原則計(jì)算抗彎計(jì)算抗彎和抗扭需要的縱筋總用量。和抗扭需要的縱筋總用量。中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6.4.26.4.2 剪剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)

50、算 剪力、扭矩的共同作用下，扭矩和剪力產(chǎn)生剪力、扭矩的共同作用下，扭矩和剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力總會(huì)在構(gòu)件的一個(gè)側(cè)面上的剪應(yīng)力總會(huì)在構(gòu)件的一個(gè)側(cè)面上疊加疊加，因此承，因此承載力總是載力總是小于小于剪力和扭矩單獨(dú)作用時(shí)的承載力。剪力和扭矩單獨(dú)作用時(shí)的承載力。 混凝土混凝土的承載力的承載力考慮相關(guān)性考慮相關(guān)性，鋼筋鋼筋的承載力的承載力不考慮相關(guān)性不考慮相關(guān)性，各自的，各自的配筋承擔(dān)各自的那部分剪力和扭矩。配筋承擔(dān)各自的那部分剪力和扭矩。scuVVVscuTTT剪剪- -扭相關(guān)關(guān)系曲線接近扭相關(guān)關(guān)系曲線接近1/41/4圓圓 中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure

51、 Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理無腹筋剪扭構(gòu)件無腹筋剪扭構(gòu)件混凝土對(duì)抗扭承混凝土對(duì)抗扭承載力的貢獻(xiàn)載力的貢獻(xiàn)0ccTT0ccVVV引起的剪應(yīng)力引起的剪應(yīng)力T引起的剪應(yīng)力引起的剪應(yīng)力無腹筋純扭構(gòu)件無腹筋純扭構(gòu)件混凝土對(duì)抗扭承混凝土對(duì)抗扭承載力的貢獻(xiàn)載力的貢獻(xiàn)無腹筋扭剪構(gòu)件無腹筋扭剪構(gòu)件混凝土對(duì)抗剪承混凝土對(duì)抗剪承載力的貢獻(xiàn)載力的貢獻(xiàn)無腹筋純剪構(gòu)件無腹筋純剪構(gòu)件混凝土對(duì)抗剪承混凝土對(duì)抗剪承載力的貢獻(xiàn)載力的貢獻(xiàn)12020）（）（ccccVVTT剪剪- -扭相關(guān)關(guān)系曲線接近扭相關(guān)關(guān)系曲線接近1/41/4圓圓 u1 1、無腹筋剪扭構(gòu)件無腹筋剪扭構(gòu)件6.4.26.4.2 剪剪扭構(gòu)

52、件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 剪剪-扭相關(guān)關(guān)系簡(jiǎn)化方程扭相關(guān)關(guān)系簡(jiǎn)化方程00.51.0ctcVVDC段：時(shí)，扭矩對(duì)抗剪承載力無影響扭矩對(duì)抗剪承載力無影響00.51.0cvcTABT段：時(shí)，剪力對(duì)抗扭承載力無影響剪力對(duì)抗扭承載力無影響 t0ccTT0ccVV1.51.00.50.51.01.5剪扭構(gòu)件混凝剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力土受扭承載力降低系數(shù)降低系數(shù) v剪扭構(gòu)件混凝剪扭構(gòu)件混凝土受剪承載力土受剪承載力降低系數(shù)降低系數(shù)ABDCu1 1、無腹筋剪扭構(gòu)件無

53、腹筋剪扭構(gòu)件6.4.26.4.2 剪剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理000.51.0 0.51.0ccccVTBCVT段：，時(shí)0001.5 ccccctcVTVTTT0015 . 1cccctTTVVccVVTT近似取001.51tccTVT V t0ccTT0ccVV1.51.00.50.51.01.5 v5 . 1vt 剪剪-扭相關(guān)關(guān)系簡(jiǎn)化方程扭相關(guān)關(guān)系簡(jiǎn)化方程u1 1、無腹筋剪扭構(gòu)件無腹筋剪扭構(gòu)件ttctcfWTbhfV35. 0,7 . 000

54、0ottbhWTV5 . 015 . 16.4.26.4.2 剪剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理 對(duì)有腹筋的剪對(duì)有腹筋的剪-扭構(gòu)件，其受扭和受剪承載力可表扭構(gòu)件，其受扭和受剪承載力可表示為無腹筋部分和箍筋部分承載力的疊加，只考慮混凝示為無腹筋部分和箍筋部分承載力的疊加，只考慮混凝土承擔(dān)的剪、扭相關(guān)性：土承擔(dān)的剪、扭相關(guān)性：式中式中 Ts、Vs-箍筋承擔(dān)的扭矩和剪力，不考慮相關(guān)作用。箍筋承擔(dān)的扭矩和剪力，不考慮相關(guān)作用。 ucstcosTTTTTu2 2

55、、有腹筋剪扭構(gòu)件有腹筋剪扭構(gòu)件scotscuVVVVV)5 . 1 (6.4.26.4.2 剪剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理V引起的剪應(yīng)力引起的剪應(yīng)力T引起的剪應(yīng)力引起的剪應(yīng)力scuVVVscuTTT只考慮只考慮Vc、Tc的相關(guān)性，的相關(guān)性，不考慮不考慮Vs、Ts的相關(guān)性的相關(guān)性得出公式后再用試驗(yàn)驗(yàn)證得出公式后再用試驗(yàn)驗(yàn)證u3 3、剪扭構(gòu)件承載力剪扭構(gòu)件承載力6.4.26.4.2 剪剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fundament

56、als of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理對(duì)矩形截面的一般剪扭構(gòu)件，對(duì)矩形截面的一般剪扭構(gòu)件，規(guī)范規(guī)范建議建議 當(dāng)當(dāng)t 1.0時(shí)，取時(shí)，取t =1.0。05 .015 .1bhWTVttcorstyvtttuAsAfWfTT12 . 135. 0ttctcfWTbhfV35. 0,7 . 00000015.1cctVTTVu4 4、剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式01025. 1)5 . 1 (7 . 0hsnAfbhfVVsvyvttu6.4.26.4.2 剪剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fun

57、damentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理對(duì)集中荷載作用下的剪扭構(gòu)件對(duì)集中荷載作用下的剪扭構(gòu)件當(dāng)當(dāng)t 1.0時(shí)，取時(shí)，取t =1.0。corstyvtttuAsAfWfTT12 . 135. 00001.75,0.351ctcttVf bh TW f0015.1cctVTTV0) 1(2 . 015 . 1bhWTVtt010)5 . 1 (175. 1hsnAfbhfVVsvyvttuu4 4、剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式6.4.26.4.2 剪剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭構(gòu)件承載力計(jì)算中中南南大大學(xué)學(xué)Fu

58、ndamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理6.4.36.4.3 復(fù)合受扭承載力計(jì)算公式復(fù)合受扭承載力計(jì)算公式1、歸納總結(jié)：、歸納總結(jié)：彎扭彎扭剪剪扭扭不考慮彎、扭的相關(guān)作用不考慮彎、扭的相關(guān)作用單獨(dú)受彎單獨(dú)受彎單獨(dú)受扭單獨(dú)受扭考慮混凝考慮混凝土的相互土的相互作用作用一般一般構(gòu)件構(gòu)件集中集中荷載荷載作用作用corstyvtttuAsAfWfTT12 . 135. 001025. 1)5 . 1 ( 7 . 0hsnAfbhfVVsvyvttucorstyvtttuAsAfWfTT12 . 135. 0010)5 .

59、1 (175. 1hsnAfbhfVVsvyvttu中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理矩形矩形T型型I I形形箱形箱形V、TN（壓）、（壓）、TN（拉）、（拉）、TM、V、TN（壓）、（壓）、M、V、TN（拉）、（拉）、M、V、T1、歸納總結(jié)：、歸納總結(jié)：6.4.36.4.3 復(fù)合受扭承載力計(jì)算公式復(fù)合受扭承載力計(jì)算公式中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理2、N（壓）、（壓）、T承載

60、力計(jì)算承載力計(jì)算6.4.36.4.3 復(fù)合受扭承載力計(jì)算公式復(fù)合受扭承載力計(jì)算公式中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理3、N（拉）、（拉）、T承載力計(jì)算承載力計(jì)算6.4.36.4.3 復(fù)合受扭承載力計(jì)算公式復(fù)合受扭承載力計(jì)算公式中中南南大大學(xué)學(xué)Fundamentals of Concrete Structure Design混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理4、M、V、T承載力計(jì)算承載力計(jì)算破壞特征破壞特征VMTV不起控制作用，且不起控制作用，且T/M較小，配筋適量時(shí)較小，配筋適