第8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)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第7章7.1概 述 壓壓壓拉拉第1頁/共83頁軸心受拉構(gòu)件的配筋形式縱筋縱筋箍筋bh第2頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第7章7.2軸心受拉構(gòu)件受力過程及破壞特征yf第3頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第7章軸拉構(gòu)件計(jì)算1. 計(jì)算公式 0X7-1syAfN N 軸心拉力的設(shè)計(jì)值；fy 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， fy 300 N/mm2 ；As 縱向鋼筋面積。第4頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第7章2. 構(gòu)造要求v 箍筋直徑 d6mm, 間距s 200mm (腹桿中 s 150mm)。 v 縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻?qū)ΨQ

2、布置，并宜優(yōu)先 采用直徑較小的鋼筋。 v 鋼筋連接有綁扎連接、焊接連接、螺栓連 接、套筒擠壓連接等多種方式。軸拉構(gòu)件不 得采用綁扎的搭接接頭。 v 縱筋一側(cè)配筋率 ，且 。 （ 為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）0.2% yt45ff tf第5頁/共83頁第7章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理7.3偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 偏心受拉構(gòu)件的分類及受力特點(diǎn)第6頁/共83頁小偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算1.1.小偏心受拉的受力分析h0fyAsfyAseeN e0as和偏壓不同N位于As和As之間時(shí)，混凝土全截面受拉（或開始時(shí)部分混凝土受拉，部分混凝土受壓，隨著N的增大，混凝土全截面受拉）開裂后，拉

3、力由鋼筋承擔(dān)最終鋼筋屈服，截面達(dá)最大承載力第7頁/共83頁第7章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.2.小偏心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算公式分別對(duì)As與 的重心取矩可得： ysss()Nef A haas0/2ehaeysss()Nef A haas0/2ehae0/eMN其中：sAh0fyAsfyAseeN e0as第8頁/共83頁大偏心受拉構(gòu)件承載力計(jì)算1. 大偏心受拉構(gòu)件受力分析N位于As和As之外時(shí)，部分混凝土受拉，部分混凝土受壓，開裂后，截面的受力情況和大偏壓類似最終受拉鋼筋屈服，壓區(qū)混凝土壓碎，截面達(dá)最大承載力eeN e0h0fyAsfyAsas1fcx第9頁/共83頁第7章混凝土結(jié)構(gòu)

4、設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.2.大偏心受拉構(gòu)件計(jì)算公式y(tǒng)s1c0ysNf Af bhf A21c0ys0s(1/2)()Nef bhf A ha適用條件: bs02/ahminmin,ssAbh AbheeNu e0h0fyAsfyAsas 1fcx第10頁/共83頁 設(shè)計(jì)時(shí)為了使鋼筋總用量(As+As )最少，同偏心受壓構(gòu)件一樣，應(yīng)取 x = bh0， 則得：)()2(00001sybbcsahfhhbhfeNAysyybcsfAffbhfNA01第11頁/共83頁 當(dāng)對(duì)稱配筋時(shí)，由于As=As ，代入基本公式后，必然會(huì)求得x為負(fù)值，即屬于x1.7 時(shí)，取z z =1.7，常用值的區(qū)間為1

5、.0 1.3箍筋內(nèi)皮所包圍的面積，取截面尺寸減去保護(hù)層厚度scu+ TTT第39頁/共83頁在軸向壓力和扭矩共同作用下的矩形截面，在軸向壓力和扭矩共同作用下的矩形截面，受扭承載力計(jì)算公式：受扭承載力計(jì)算公式：scu+ TTTcoryvst1tt2 . 1AN0.070.35=AsfAWWftz公式的適用條件：避免少筋避免完全超筋1. 矩形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算第40頁/共83頁2. 箱形截面htwbhtwbwhwtwtwcoryvsttthuAsfAfWT12 . 135. 0z0 . 10 . 15 . 2hhwhbt，取第41頁/共83頁3. T T形、I I形截面將截面分成若干個(gè)矩形截面

6、，求TuiuiuTT注意翼緣抗扭抵抗矩的計(jì)算第42頁/共83頁帶翼緣截面bbfhfhfhwhbftftftwtWWWW)3(62bhbWtw)(22bbhWfftf)(22bbhWfftf有效翼緣寬度應(yīng)滿足bf b+6hf 及bf b+6hf的條件，且hw/b6。第43頁/共83頁腹板：受壓翼緣：受拉翼緣：TwwTttwwTwwTtftfTwwTttffbfhbhfbfbbfhfhfh各矩形截面所負(fù)擔(dān)的扭矩：第44頁/共83頁構(gòu)造要求：coryvstttuAsfAfWT12 . 135. 0z防止少筋破壞yvtstsvffbsnA28. 01ytstltlffbhA85. 0防止超筋破壞時(shí)當(dāng)時(shí)

7、當(dāng)6/,16. 04/,2 . 000bhfWTTbhfWTTcctucctu線性插值第45頁/共83頁抗扭承載力計(jì)算公式應(yīng)用矩形截面或箱形截面-設(shè)計(jì)步驟ctcfWT2 . 0驗(yàn)算截面尺寸：3 . 10 . 1z選定yvtstsvstffbsnAsA28. 011由設(shè)計(jì)公式求ytstltlstlstffbhAAA85. 01z確定、由第46頁/共83頁抗扭承載力計(jì)算公式應(yīng)用矩形截面或箱形截面-構(gòu)造要求Ast/3Ast/3Ast/313510d 縱筋沿截面均勻布置箍筋帶135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)入受扭箍筋的面積第47頁/共83頁抗扭承載力計(jì)算公式應(yīng)用T形截面或I形截面-設(shè)

8、計(jì)步驟ctcfWT2 . 0驗(yàn)算截面尺寸：3 . 10 . 1z選定yvtstsvstffbsnAsA28. 011：由設(shè)計(jì)公式求每個(gè)矩形ytstlstlstlstffbhAAA85. 01z確定、由將截面分成若干個(gè)矩形TWWTTWWTTWWTttffttffttww,矩：求每個(gè)矩形所承擔(dān)的扭第48頁/共83頁抗扭承載力計(jì)算公式應(yīng)用T形截面或I形截面-配筋構(gòu)造第49頁/共83頁8.4 彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力彎剪扭構(gòu)件的破壞特征VMT1. 1.彎型破壞彎型破壞M作用顯著，且T/M較小，配筋適量時(shí)斜裂縫首先在彎曲受拉的底部開裂，再發(fā)展破壞時(shí)，底部受拉縱筋已屈服第50頁/共83頁彎剪扭構(gòu)件的破壞

9、特征VMT2.2.扭型破壞扭型破壞T起控制作用，T/M較大，且As As時(shí)由M引起的As的壓力不足以抵消T引起的As中的拉力由于As0.175ftWt和和V 0.35ftbh0時(shí)，要考慮剪扭的相時(shí)，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 . 0hsnAfbhfV 8-7tcor1styvttt2 . 135. 0sAAfWfTz z 8-8第58頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章式中：式中： t 剪扭構(gòu)件中混凝土受扭承載力降低系數(shù)剪扭構(gòu)件中混凝土受扭承載力降低系數(shù)：0tt5 . 015

10、. 1TbhVW 8-9當(dāng)當(dāng) t 0.5時(shí)，取時(shí)，取t0.5；當(dāng)；當(dāng) t 1.0時(shí)，取時(shí)，取t1.0。特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）規(guī)范將全線段剪扭相關(guān)變?yōu)椴糠志€段相關(guān)；）規(guī)范將全線段剪扭相關(guān)變?yōu)椴糠志€段相關(guān)； （2）承載力降低體現(xiàn)在混凝土的抗剪和抗扭上。）承載力降低體現(xiàn)在混凝土的抗剪和抗扭上。第59頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章主 頁目 錄上一章下一章幫 助若為集中荷載作用下的獨(dú)立梁，式（若為集中荷載作用下的獨(dú)立梁，式（8-7）應(yīng)改為：）應(yīng)改為：式中，式中， 0tt12 . 015 . 1TbhVW 8-110v1vsyv0tt)5 . 1 (175. 1hsnAfbhfV

11、8-10第60頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章主 頁目 錄上一章下一章幫 助3.計(jì)算方法：計(jì)算方法：按疊加原則計(jì)算出抗剪、抗扭總的箍筋用量按疊加原則計(jì)算出抗剪、抗扭總的箍筋用量tst1vsv1sv1sAsAsA第61頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章主 頁目 錄上一章下一章幫 助二二. 彎扭作用時(shí)截面的承載力彎扭作用時(shí)截面的承載力不考慮彎扭相關(guān)性不考慮彎扭相關(guān)性，分別按純彎和純扭構(gòu)件計(jì)算及，分別按純彎和純扭構(gòu)件計(jì)算及配筋，然后將鋼筋面積疊加。配筋，然后將鋼筋面積疊加。第62頁/共83頁規(guī)范規(guī)范規(guī)定：規(guī)定： 先按受彎構(gòu)件求 Asm 梁底配筋 As

12、 = Asm + 平均分配到底邊的Astl相關(guān) 按剪、扭構(gòu)件求lAsAst1sv/ 及彎、剪、扭 彎剪扭作用時(shí)截面的承載力第63頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章1. 矩形截面彎剪扭承載力計(jì)算矩形截面彎剪扭承載力計(jì)算彎矩彎矩 按純彎構(gòu)件計(jì)算；按純彎構(gòu)件計(jì)算；剪力剪力 按剪、扭構(gòu)件計(jì)算，按剪、扭構(gòu)件計(jì)算，扭矩扭矩 驗(yàn)算是否要考慮剪、扭相關(guān)性。驗(yàn)算是否要考慮剪、扭相關(guān)性。分別計(jì)算，然后將鋼筋面積疊加。分別計(jì)算，然后將鋼筋面積疊加。 第64頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章2. T形和形和I形截面彎、剪、扭構(gòu)件形截面彎、剪、扭構(gòu)件彎矩由整個(gè)截面承擔(dān)；彎

13、矩由整個(gè)截面承擔(dān)；剪力由剪力由腹板單獨(dú)腹板單獨(dú)承擔(dān)；承擔(dān)；扭矩由腹板和翼緣共同承受。扭矩由腹板和翼緣共同承受。 計(jì)算原則計(jì)算原則第65頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章 扭矩分配：扭矩分配：腹板腹板TWWTttww 8-12受壓翼緣受壓翼緣TWWTttff 8-13受拉翼緣受拉翼緣TWWTttff 8-14第66頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章式中，式中，截面各部分受力：截面各部分受力：翼緣翼緣 彎、扭彎、扭； 腹板腹板 彎、剪、扭彎、剪、扭；截面配筋截面配筋彎剪扭分別配筋，再疊加。彎剪扭分別配筋，再疊加。)3(62twbhbW 8-15)(2

14、fftfbbhW )(2f2ftfbbhW 8-168-17tftftwtWWWW 8-182第67頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章3. 箱箱形截面形截面 純扭純扭sAAfWfTcor1styvtth2 . 135. 0z z 8-19hwh5 . 2bt 8-20)2(36)2()3(6whw2whhh2httbhtbbhbW 8-21第68頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章 剪扭構(gòu)件剪扭構(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

15、 z 8-228-23第69頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章主 頁目 錄上一章下一章幫 助式中：式中： t 按前式計(jì)算；按前式計(jì)算；Wt 應(yīng)以應(yīng)以 Wt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：sAAfWfTcor1styvtth2 . 135. 0z z 8-248-25 彎剪扭構(gòu)件彎剪扭構(gòu)件 像矩形、像矩形、T形和形和I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。0svyv0tt0.1175.1)5.1(hsAfbhfV h 第70頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土

16、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8章8.5 在在N、M、V、T作用下矩形框架柱受扭承載力計(jì)算作用下矩形框架柱受扭承載力計(jì)算0svyv0tt07. 0175. 1.51hsAfNbhfVu8-268-27sAAfWANfTucorst1yvttt2 . 107. 035. 0z 0tt12 . 015 . 1TbhVW 8-11第71頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章 當(dāng)滿足下列條件時(shí)當(dāng)滿足下列條件時(shí) ，可僅按偏心受壓構(gòu)件的正截，可僅按偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力和框架柱的斜截面受剪承載力分別計(jì)算。面承載力和框架柱的斜截面受剪承載力分別計(jì)算。tttWANWfT035. 0175. 0第72

17、頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章8.6 對(duì)屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件對(duì)屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件 扭曲截面承載力扭曲截面承載力 設(shè)計(jì)時(shí)取支承梁的扭轉(zhuǎn)剛度為零，設(shè)計(jì)時(shí)取支承梁的扭轉(zhuǎn)剛度為零，即即取扭矩為零取扭矩為零。為了保證支承梁有足夠。為了保證支承梁有足夠的延性和裂縫控制能力，應(yīng)按構(gòu)造要求的延性和裂縫控制能力，應(yīng)按構(gòu)造要求配置受扭縱筋和箍筋。配置受扭縱筋和箍筋。 零剛度法零剛度法（國外規(guī)范）（國外規(guī)范）第73頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章8.6 對(duì)屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件對(duì)屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件 扭曲截面承載力扭曲截面承載力

18、受相鄰構(gòu)件約束的支承梁的扭矩受相鄰構(gòu)件約束的支承梁的扭矩宜宜考慮內(nèi)力重分布考慮內(nèi)力重分布，將扭矩設(shè)計(jì)值，將扭矩設(shè)計(jì)值T降低降低（降低幅度不宜超過（降低幅度不宜超過40%），），按按彎、剪、彎、剪、扭扭構(gòu)件進(jìn)行承載力構(gòu)件進(jìn)行承載力計(jì)算計(jì)算。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第74頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章8.7 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cct025. 08 . 0fWTbhV 8-28當(dāng)當(dāng)hw/b4時(shí)時(shí),cct020. 08 . 0fWTbhV 8-29當(dāng)當(dāng)hw/b

19、 = 6時(shí)時(shí),第75頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第8 章 為了防止少筋為了防止少筋 受扭縱向鋼筋的間距受扭縱向鋼筋的間距200mm及及b。8-30 受扭縱筋要滿足：受扭縱筋要滿足：2/,2/ VbTVbT取取時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)VbTffllytmin,tt6.0 ytstlstlffVbTbhA6 . 0min,min,第76頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8 章 為了防止少筋為了防止少筋8-31yvtminsv,sv/28. 0ff 受剪及受扭箍筋要滿足：受剪及受扭箍筋要滿足：其它要求：其它要求： 箍筋必須封閉，且應(yīng)沿截面周邊布置，箍箍筋必須封閉，且應(yīng)沿截面周邊布置，箍筋末端應(yīng)做成筋末端應(yīng)做成1350彎鉤彎鉤，彎鉤，彎鉤端頭平直段端頭平直段10d當(dāng)當(dāng)采用復(fù)合箍筋時(shí)，位于截面采用復(fù)合箍筋時(shí)，位于截面內(nèi)部的箍筋不應(yīng)計(jì)內(nèi)部的箍筋不應(yīng)計(jì)入入。 第77頁/共83頁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第 8章 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