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1、第八章,受扭构件承载力计算,扭转的类型,平衡扭转:,协调扭转:,雨蓬梁,吊车梁,平面折梁,边框架主梁,8.1 概 述,平衡扭转的扭矩不随构件的刚度变化而变化,而协调扭转的扭矩与刚度变化相关。,实际构件受扭的情况:,纯扭、剪扭、弯扭、弯剪扭 梁,地震荷载作用下的角柱承受扭矩 柱,两类扭转的差别:,试验表明:,当tpft长边中点先裂,然后延伸至上、下短边,形成三面受拉,一面受压的空间扭曲面、脆性破坏。,T,tp,8.2构件的开裂扭矩,8.2.1 矩形截面构件的开裂扭矩,弹性分析,塑性分析,按材力导出外边缘max时的扭矩比实测扭矩低很多。,认为材料塑性充分发展,全截面从表面至中心达到max所计算的扭
2、矩抗力。,wt 抗扭性抵抗矩,对于矩形截面:,但混凝土并非理想塑性材料,故实际梁的扭矩抗力介于弹性分析和塑性分析结果之间,素梁纯扭抗扭承载力:,8.2.2 T型截面构件的开裂扭矩:,腹板部风矩形截面的受牛塑性抵抗拒,受压区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩,受拉区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩,8.3.1 抗扭配筋的形式,受扭,最理想的配筋方式是左靠近表面处设置呈45走向的螺旋形钢筋,但,分解为竖向(箍筋)和水平(纵筋)组成抗扭骨架。,施工不便,反向扭矩失效,要配抗扭钢筋,开裂,形成大约45方向的螺旋式裂缝,8.3 纯扭构件的受扭承载力计算,8.3.2 受扭构件的实验研究结果,T,破坏特征与纵筋和箍筋
3、的数量有关,当纵筋和箍筋或其中之一过少时,当纵筋和箍筋的配置适当,开裂 抗扭钢筋受力T 钢筋屈服形成空间扭曲破坏面,开裂,表面形成螺旋裂缝,抗扭钢筋受力,少筋构件。,适筋构件。,当纵筋和箍筋都配置过多,开裂抗扭钢筋受力T钢筋在压碎时未屈服,当箍筋或纵筋数量过多时,开裂抗扭钢筋受力T 钢筋部分屈服形成空间扭曲破坏面,从以上分析,要破坏有征兆,且承载力高,材料充分利用、只能采用、两种,应采取措施避免、。同时要材料充分发挥作用,抗扭纵筋和箍筋应合理搭配。,部分超筋构件,完全超筋构件,实验表明:两种钢筋要有效发挥抗扭作用,应控制两者的用量比。,符号规定见教材,当0.5 2.0 一般两者可以发挥作用,规
4、范规定:,0.6 1.7,当=1.2,纵筋和箍筋的用量比最佳,实验表明:,以变角空间桁架模型为理论基础,确定有关基本变量,根据大量实测数据回归分折的经验公式:,1=0.35,公式的适用条件:,避免少筋,避免完全超筋,2=1.2,8.3.3 矩形截面纯扭构件承载力计算,计算原则:,不考虑弯矩、剪力、扭矩的相关性,由受弯构件计算Asm;,剪力全部由腹板承担;,扭矩由腹板、受拉翼缘和受压翼缘共同承受,并按各部分截面的抗扭塑性抵抗矩分配。,8.3.4 T型和型截面纯受扭构件承载力计算,腹板:,受压翼缘:,受拉翼缘:,腹板:按弯剪扭受力状态计算,翼缘:按弯扭构件计算,即:,由于剪力的存在,抗扭承载力降低
5、,由于扭矩的存在,抗剪承载力降低,8.4.1 剪扭构件承载力的计算,8.4 受剪构件承载力的计算,从图中看出,无腹筋构件的剪、扭相关性符合1/4圆规律。,有腹筋梁,认为混凝土部分提供的抗扭。抗剪承载力之间也符合1/4圆相关性,在钢筋抗剪、抗扭部分不作调整,“部分相关”,“部分不相关”,用三折线代替1/4圆弧线,相关系数t,当Tc 0.5Tco即Tc0.175ft wt,当Vc 0.5 Vco 即Vc 0.35fc bh0,忽略扭矩的影响,按抗剪公式计算;由抗剪确定箍筋数量,忽略剪力的影响,抗纯扭公式计算;由抗扭确定箍筋数量。,当0.5 Tc/Tco 1.0 或 0.5 Vc/Vco 1.0时,
6、要考虑剪扭相关性,0.5 t 1.0,其抗剪和抗扭承载力公式分别为:,最终梁的箍筋,规范规定:,先按受弯构件求 Asm,梁底配筋 As=Asm+平均分配到底边的Astl,相关,按剪、扭构件求,弯、剪、扭,8.4.2 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,防止完全超筋破坏:,当 T 0.7ft Wt,(剪扭),可仅按构造配纵筋和箍筋,(纯扭),8.4.3 计算公式的适用范围和构件要求,8.4.3.1 截面尺寸限制,8.4.3.2 最小配筋率和构造要求,防止少筋破坏:,箍筋,纵筋,抗扭纵筋按 b h 的全截面计算配筋率。,肚松衯宸/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/cio
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