混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(沈蒲生)6第六章1：受扭構(gòu)件承載力

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理湖南大學(xué)土木工程學(xué)院混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理湖南大學(xué)&第六章 鋼筋混凝土受扭構(gòu)件承載力計(jì)算湖南大學(xué)特點(diǎn)：彎、剪、扭構(gòu)件 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章6.1概概 述述（一）土木工程中常見(jiàn)的受扭構(gòu)件（一）土木工程中常見(jiàn)的受扭構(gòu)件湖南大學(xué)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。如上述各梁。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等。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章（二）平衡扭轉(zhuǎn)與協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)（二）平衡扭轉(zhuǎn)與協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)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。湖南大學(xué)抗彎 受拉區(qū)縱

2、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)。 純扭剪扭 土木工程中少見(jiàn)彎扭彎剪扭：土木工程中常見(jiàn) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章（三）抗扭鋼筋的形式（三）抗扭鋼筋的形式（四）受扭構(gòu)件分類(lèi)（四）受扭構(gòu)件分類(lèi)湖南大學(xué)1理想彈塑性材料純扭構(gòu)件理想彈塑性材料純扭構(gòu)件混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章6.2建筑工程中受扭構(gòu)件承載力計(jì)算建筑工程中受扭構(gòu)件承載力計(jì)算（一）純扭構(gòu)件承載力計(jì)算（一）純扭構(gòu)件承載力計(jì)算湖南大學(xué)塑性狀態(tài)下能抵抗的扭矩為： ttuWfT = （1） 式中 tW 截面抗扭塑性抵抗矩， 對(duì)于矩形截面：)3(62tbhbW-= （2） h 為截面長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)，

3、 b 為截面短邊邊長(zhǎng)。 2素砼純扭構(gòu)件素砼純扭構(gòu)件 tt7 . 0WfT = （3） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)sAAfwfTcor1styvtt2 . 135. 0z+=（4） 式中 s 箍筋間距； st1A 抗扭箍筋單肢截面面積； corA 截面核心部分面積，corcorcorhbA=； z 抗扭縱筋與抗扭箍筋的配筋強(qiáng)度比值， cor1styvstyuAfsAfl=z（5） 3鋼筋砼純扭構(gòu)件鋼筋砼純扭構(gòu)件 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)lAst 全部抗扭縱筋的截面面積； coru 截面核心部分周長(zhǎng)，)(2corcorcorhbu+=。 為了保證抗扭縱筋和抗扭箍筋都能充分被利用，

4、要求： 7 . 16 . 0z （6） 設(shè)計(jì)時(shí)， 可先按式(6)假定一個(gè)z值， 然后由式 （4） 求1stA，再由式（5）求lAst。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)1剪扭相關(guān)性剪扭相關(guān)性 剪力的存在會(huì)降低截面的抗扭能力，扭矩的存在會(huì)降低截面的抗剪能力 （ttco0tco35. 0,7 . 0WfTbhfV=） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章（二）剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算（二）剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算湖南大學(xué)規(guī)范經(jīng)簡(jiǎn)化后的結(jié)果為： （1） 當(dāng)5 . 0/cocTT時(shí)，即tt175. 0WfT 時(shí)， 可忽略扭矩影響，按純剪構(gòu)件設(shè)計(jì)； （2） 當(dāng)5 . 0/cocVV時(shí)，即0t35. 0bhfV 時(shí)， 可忽略

5、剪力影響，按純扭構(gòu)件設(shè)計(jì)； （3） 當(dāng)tt175. 0WfT 和0t35. 0bhfV 時(shí)， 要考慮剪扭的相關(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 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章0vsv1yvt0t25. 1)5 . 1 (7 . 0hsnAfbhfV+-=b （7） tcor1styvttt2 . 135. 0sAAfWfTzb+ （8） =湖南大學(xué)式中 tb 剪扭構(gòu)件中砼受扭承載力降低系數(shù)， 0tt5 . 015 . 1TbhVW+=b （9） 當(dāng)5 . 0tb時(shí)，取5 . 0t=b；當(dāng)0 . 1tb時(shí)，取0 . 1t=b。 特點(diǎn)：(1) 規(guī)范變?nèi)€(xiàn)段剪扭相關(guān)為部分線(xiàn)段相關(guān)； (2

6、) 承載力降低在砼的抗剪和抗扭上。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)若為集中荷載下的獨(dú)立梁，式（ 7）應(yīng)改為： 0vsv1yv0tt)5 . 1 (175. 1hsnAfbhfV+-+bl （10） 式中 0tt) 1(2 . 015 . 1TbhVW+=lb （11） （三）彎扭構(gòu)件承載力計(jì)算（三）彎扭構(gòu)件承載力計(jì)算 不考慮彎扭相關(guān)性，分別按純彎和純扭構(gòu)件計(jì)算和配筋，然后將鋼筋疊加。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)彎矩 按純彎構(gòu)件計(jì)算剪力 按剪扭構(gòu)件計(jì)算，扭矩 驗(yàn)算是否要考慮剪扭相關(guān)性。分別計(jì)算，然后將鋼筋疊加。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章（四）彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算（四）彎剪扭構(gòu)件承載

7、力計(jì)算湖南大學(xué) （1）彎矩按純彎計(jì)算； （2）剪力由腹板單獨(dú)承受； （3）扭矩由翼緣和腹板共同承受。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章（五）（五）T形和形和I形截面彎剪扭構(gòu)件形截面彎剪扭構(gòu)件 1計(jì)算原則：計(jì)算原則：湖南大學(xué)2扭矩分配扭矩分配 腹板 TWWTttww= （12） 受壓翼緣 TWWTttff= （13） 受拉翼緣 TWWTttff= （14） 式中： )3(62twbhbW-= （15） )(2f2ftfbbhW-= （16） )(2f2ftfbbhW-= （17） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)tftftwtWWWW+= （18） 截面各部分受力： 翼 緣 純扭 腹 板 剪扭 全截

8、面 彎剪扭 分別配筋再疊加。 1純扭純扭 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章(六六) 箱形截面箱形截面湖南大學(xué)sAAfWfTcorst1yvtth2 . 135. 0z+ （19） hwh5 . 2bt= （20） )2(36)2()3(6whw2whhh2httbhtbbhbW-=（21） 式中 h 箱形截面壁厚系數(shù)，當(dāng)h1.0 時(shí)， 取h=1.0； wt 箱形截面壁厚，其值不應(yīng)小于7/hb。 z值仍按公式(9)計(jì)算，且應(yīng)符合7 . 16 . 0z的要求。當(dāng)7 . 1z時(shí)，取7 . 1=z。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)2剪扭剪扭 (1) 一般剪扭構(gòu)件 0svyv0tt25. 17 . 0)5

9、 . 1 (hsAfbhfV+-b （22） sAAfWfTcorst1yvttth2 . 135. 0zb+ （23） (2) 集中力作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件 0svyv0tt175. 1)5 . 1 (hsAfbhfV+-lb （24） sAAfWfTcorst1yvttth2 . 135. 0zb+ （25） 式中，tb按式(11)計(jì)算，tW應(yīng)以htW代替。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)3彎剪扭構(gòu)件 像矩形、T 形和 I 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。 4壓彎剪扭構(gòu)件 0svyv0tt07. 0175. 1)5 . 1 (hsAfNbhfV+-lb （26）

10、 sAAfWANfTcorst1yvttt2 . 1)07. 035. 0(zb+ （27） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)（3） 縱筋的配筋率應(yīng)不小于受彎時(shí)的最小配筋率與受扭時(shí)的最小配筋率之和。 3可按構(gòu)造配置抗扭縱筋和箍筋的條件 tt07 . 0fWTbhV+ （32） 4構(gòu)造要求 受扭箍筋應(yīng)采用封閉式箍筋，做法見(jiàn)下圖。 受扭縱筋應(yīng)對(duì)稱(chēng)設(shè)置于截面周邊，角點(diǎn)處應(yīng)有縱筋。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章6.3公路橋梁工程中受扭構(gòu)件承載力計(jì)算公路橋梁工程中受扭構(gòu)件承載力計(jì)算（一）矩形和箱形截面純扭構(gòu)件（一）矩形和箱形截面純扭構(gòu)件

11、湖南大學(xué)vcorsv1svttdad02 . 135. 0sAAfWfTzb+ （33） 式 中ab 箱 形 截 面 有 效 壁 厚 折 減 系 數(shù) ， 當(dāng)btb25. 01 . 02或hth25. 01 . 01時(shí) ， 取bt2a4=b或ht1a4=b兩 者 較 小 值 ； 當(dāng)bt25. 02和ht25. 01取0 . 1a=b。 對(duì)矩形截面，取0 . 1a=b。 tW 截面受扭塑性抵抗矩， 矩形截面 )3(62tbhbW-= 箱形截面 )2()2( 36)2()3(612212ttbthtbbhbW-= 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)svf 箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按附表10-6 采用，

12、但取值不大于 280MPa。 z 抗扭縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比，7 . 16 . 0z。 按公式（ 33）計(jì)算的箱形截面構(gòu)件應(yīng)滿(mǎn)足bt1 . 02硙和ht1 . 01硙的條件。 （二）矩形和箱形截面剪扭和彎剪扭構(gòu)件（二）矩形和箱形截面剪扭和彎剪扭構(gòu)件 1剪扭構(gòu)件剪扭構(gòu)件 不考慮剪扭相關(guān)性，剪力、扭矩分別計(jì)算?？古ぐ聪率接?jì)算： vcorsv1svttdtad02 . 135. 0sAAfWfTzbb+ （34） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)式中 tb 剪扭構(gòu)件砼抗扭承載力降低系數(shù)， 0dtdt5 . 015 . 1bhTWV+=b （35） 當(dāng)tb1.0 時(shí)，取tb=1.0。 2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。 （三） 矩形和箱形截面受扭構(gòu)件截面尺寸應(yīng)滿(mǎn)足的條件 kcu,3td00d0106 . 0fWTbhV-+ （36） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.第六章湖南大學(xué)（四）可不進(jìn)行構(gòu)件抗扭承載力計(jì)算的條件 td3td00d0105 . 0fWTbhV-+ （37） （五）配筋要求 1箍筋的配筋率 （1）剪扭構(gòu)件 ccff+-)055. 0)(12(sdcdtsvb （38） 式中，c 值當(dāng)采用 R235 級(jí)鋼筋時(shí)為 0.0018；當(dāng)采用HRB335 級(jí)