第8章：鋼筋混凝土受扭構(gòu)件承載力計(jì)算學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1第第8章：鋼筋混凝土受扭構(gòu)件章：鋼筋混凝土受扭構(gòu)件(gujin)承載承載力計(jì)算力計(jì)算第一頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第7章7.1 概概 述述 壓壓壓拉拉第1頁/共83頁第二頁，共83頁?？v筋縱筋箍筋bh第2頁/共83頁第三頁，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(yunl)第7章7.2軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件受力過程受力過程(guchng)及破壞特及破壞特征征yf第3頁/共83頁第四頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第7章軸拉構(gòu)件軸拉構(gòu)件(gujin)計(jì)算計(jì)算1. 計(jì)算公式計(jì)算公式 0X7-1syAfN N 軸心拉

2、力的設(shè)計(jì)值；軸心拉力的設(shè)計(jì)值；fy 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， fy 300 N/mm2 ；As 縱向鋼筋面積?？v向鋼筋面積。第4頁/共83頁第五頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第7章2. 構(gòu)造構(gòu)造(guzo)要要求求v 箍筋直徑箍筋直徑(zhjng) d6mm, 間距間距s 200mm (腹桿中腹桿中v s 150mm)。 v 縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，并宜優(yōu)先縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置，并宜優(yōu)先 采用直徑較小的鋼筋。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

3、。軸拉構(gòu)件不接、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。得采用綁扎的搭接接頭。 v 縱筋一側(cè)配筋率縱筋一側(cè)配筋率 ，且，且 。 （ 為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）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頁第六頁，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(yunl)7.3 偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算偏心受拉構(gòu)件正截面承載力計(jì)算 偏心偏心(pinxn)受拉構(gòu)件的分類及受力特點(diǎn)受拉構(gòu)件的分類及受力特點(diǎn)第6頁/共83頁第七頁，共83頁。1.1.小偏心小偏心(pinxn)(pinxn)受拉的受力分析受拉的受力分析h0fyAsfyAseeN e0

4、as和偏壓和偏壓(pin y)不同不同N位于位于As和和As之之間時(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，混凝土全截面受拉的增大，混凝土全截面受拉）開裂后，拉力由鋼筋承擔(dān)開裂后，拉力由鋼筋承擔(dān)最終鋼筋屈服，截面達(dá)最大承載力最終鋼筋屈服，截面達(dá)最大承載力第7頁/共83頁第八頁，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(yunl)2.2.小偏心小偏心(pinxn)(pinxn)受拉構(gòu)件承載力計(jì)算公受拉構(gòu)件承載力計(jì)算公式式 分別分別(fnbi)對對As與與 的重心取矩可得：的重心取矩可

5、得： ysss()Nef A haas0/2ehaeysss()Nef A haas0/2ehae0/eMN其中：其中：sAh0fyAsfyAseeN e0as第8頁/共83頁第九頁，共83頁。1. 大偏心大偏心(pinxn)受拉構(gòu)件受力分析受拉構(gòu)件受力分析N位于位于(wiy)As和和As之外時(shí)，部分混凝土受拉，部分混凝土受壓，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

6、十頁，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(yunl)2.2.大偏心大偏心(pinxn)(pinxn)受拉構(gòu)件計(jì)算公式受拉構(gòu)件計(jì)算公式 ys1c0ysNf Af bhf A21c0ys0s(1/2)()Nef bhf A ha適用條件適用條件: bs02/ahminmin,ssAbh AbheeNu e0h0fyAsfyAsas 1fcx第10頁/共83頁第十一頁，共83頁。)()2(00001sybbcsahfhhbhfeNAysyybcsfAffbhfNA01第11頁/共83頁第十二頁，共83頁。)(0ssyahAfNe第12頁/共83頁第十三頁，共83頁。第7章混凝土結(jié)構(gòu)

7、設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)c00.25Vf bhsvt0yv01.750.21sAVf bhfhN計(jì)算截面的剪跨比 與剪力設(shè)計(jì)值V相應(yīng)的軸力設(shè)計(jì)值 7.4 偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算偏心受拉構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算 第13頁/共83頁第十四頁，共83頁。0hsAfsvyv為防止為防止(fngzh)箍筋過少，要求箍筋過少，要求 0.36ftbh00002 . 00 . 175. 1hsAfNhsAfbhfVsvyvsvyvt第14頁/共83頁第十五頁，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(yunl)第7章本章本章(bn zhn)小結(jié)小結(jié) 偏心受拉構(gòu)件由于偏心力作用位置(wi

8、zhi)的不同，分為大偏心受拉和小偏心受拉兩種情況。 小偏心受拉構(gòu)件破壞時(shí)拉力全部由鋼筋承受，在滿足小偏心受拉構(gòu)件破壞時(shí)拉力全部由鋼筋承受，在滿足 構(gòu)造要求的前提下，以采用較小的截面尺寸為宜；構(gòu)造要求的前提下，以采用較小的截面尺寸為宜； 大偏心受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)類似于受彎構(gòu)件。截面尺大偏心受拉構(gòu)件的受力特點(diǎn)類似于受彎構(gòu)件。截面尺 寸的加大有利于抗剪和抗彎；寸的加大有利于抗剪和抗彎； 偏心受力構(gòu)件的斜截面抗剪承載力計(jì)算與受彎構(gòu)件類偏心受力構(gòu)件的斜截面抗剪承載力計(jì)算與受彎構(gòu)件類 似。只是壓力的存在一般可使抗剪承載力有所提高，似。只是壓力的存在一般可使抗剪承載力有所提高， 拉力的存在一般可使抗剪能力

9、明顯降低。拉力的存在一般可使抗剪能力明顯降低。第15頁/共83頁第十六頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)幫幫 助助第第 8 章章 鋼筋混凝土受扭構(gòu)件承載力計(jì)算鋼筋混凝土受扭構(gòu)件承載力計(jì)算第16頁/共83頁第十七頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)幫幫 助助本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)理解鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受力特點(diǎn)及理解鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受力特點(diǎn)及破壞形態(tài)破壞形態(tài) ；掌握受扭構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算

10、方法掌握受扭構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法 ；熟悉鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求。熟悉鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求。 第17頁/共83頁第十八頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章土木工程土木工程受扭構(gòu)件受扭構(gòu)件的特點(diǎn)的特點(diǎn)(tdin)：一般均為一般均為彎、剪、彎、剪、扭構(gòu)件扭構(gòu)件 。 8.1 概概 述述土木工程土木工程(tm gngchng)中常見中常見的受扭構(gòu)件的受扭構(gòu)件第18頁/共83頁第十九頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第8 章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)幫幫 助助扭轉(zhuǎn)的分類扭轉(zhuǎn)的分類1.平

11、衡扭轉(zhuǎn)平衡扭轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn)由荷載引起，扭矩由靜力平衡條件確定，與構(gòu)扭轉(zhuǎn)由荷載引起，扭矩由靜力平衡條件確定，與構(gòu)件的抗扭剛度無關(guān)。件的抗扭剛度無關(guān)。第19頁/共83頁第二十頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)幫幫 助助2.協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)（附加扭轉(zhuǎn)）協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)（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架的主梁扭轉(zhuǎn)。連的邊框架的主梁扭轉(zhuǎn)。第20頁/共83頁第二十一頁，共83頁。平衡平衡(pnghng)扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)-靜定問題靜定問題約束

12、約束(yush)扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)-超靜定問題超靜定問題受扭構(gòu)件中通常也配置縱筋和箍筋以抵御扭矩受扭構(gòu)件中通常也配置縱筋和箍筋以抵御扭矩第21頁/共83頁第二十二頁，共83頁。扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)(nizhun)的類型的類型平衡平衡(pnghng)扭轉(zhuǎn)：扭轉(zhuǎn)：協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)(xitio)扭轉(zhuǎn)：扭轉(zhuǎn)：(a)(b)(c)(d)He0MT=He0H邊框架主梁次梁雨蓬梁，吊車梁雨蓬梁，吊車梁平面折梁，邊框架主梁平面折梁，邊框架主梁第22頁/共83頁第二十三頁，共83頁。平衡扭轉(zhuǎn)平衡扭轉(zhuǎn)(nizhun)的扭矩不隨構(gòu)件的剛度變化的扭矩不隨構(gòu)件的剛度變化而變化，而協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)而變化，而協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)(nizhun)的扭矩與剛度變化相關(guān)的扭矩與剛

13、度變化相關(guān)。實(shí)際構(gòu)件實(shí)際構(gòu)件(gujin)受扭的情況：受扭的情況：純扭、剪扭、彎扭、彎剪扭純扭、剪扭、彎扭、彎剪扭 梁梁地震荷載地震荷載(hzi)作用下的角柱承受扭矩作用下的角柱承受扭矩 柱柱兩類扭轉(zhuǎn)的差別：兩類扭轉(zhuǎn)的差別：第23頁/共83頁第二十四頁，共83頁。Tmax裂縫1122T(T)T(T)受壓區(qū)素混凝土純扭構(gòu)件素混凝土純扭構(gòu)件(gujin)先在某長邊中點(diǎn)先在某長邊中點(diǎn)(zhn din)開裂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mabdc第24頁/共83頁第二十五頁，共83頁。Tmax裂縫1122T(T)T(T)受壓區(qū)素混凝土純扭構(gòu)

14、件素混凝土純扭構(gòu)件(gujin)先在某長邊中點(diǎn)先在某長邊中點(diǎn)(zhn din)開裂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b第25頁/共83頁第二十六頁，共83頁。 彈性彈性(tnxng)分析分析按材力導(dǎo)出外邊緣按材力導(dǎo)出外邊緣(binyun)max時(shí)的扭矩比實(shí)測扭矩時(shí)的扭矩比實(shí)測扭矩低很多。低很多。hbfhbTtcr22max Tmax裂縫 tp tp cp cpT(T)T(T)第26頁/共83頁第二十七頁，共83頁。 塑性塑性(sxng)分析分析 認(rèn)為材料塑性充分發(fā)展，全截面從表面至中認(rèn)為材料塑性充分發(fā)展，全截面從表面至中心均達(dá)到心均達(dá)到

15、(d do)max 所計(jì)算的扭矩抗力。所計(jì)算的扭矩抗力。wt 抗扭塑性抗扭塑性(sxng)抵抗矩抵抗矩對于矩形截面：對于矩形截面：)3(62bhbWtttuWfT 第27頁/共83頁第二十八頁，共83頁。 ft ft ft45此時(shí)截面上的剪應(yīng)力分布如圖所示分為四個(gè)區(qū)，取極限剪應(yīng)力為此時(shí)截面上的剪應(yīng)力分布如圖所示分為四個(gè)區(qū)，取極限剪應(yīng)力為ft，分別計(jì)算各區(qū)合力及其對截面形心的力偶之和，可求得，分別計(jì)算各區(qū)合力及其對截面形心的力偶之和，可求得塑性總極限扭矩為塑性總極限扭矩為，)3(62)62(21242322221242)(2bhbfbhbbbbbbbbhfTtt截面受扭塑性截面受扭塑性(sxng

16、)抵抗矩抵抗矩)3(62bhbWt第28頁/共83頁第二十九頁，共83頁。但混凝土并非理想塑性材料，故實(shí)際梁的扭矩抗力但混凝土并非理想塑性材料，故實(shí)際梁的扭矩抗力介于彈性分析介于彈性分析(fnx)和塑性分析和塑性分析(fnx)結(jié)果之間結(jié)果之間素梁純扭抗扭承載力：素梁純扭抗扭承載力：ttcrWfT7 . 0第29頁/共83頁第三十頁，共83頁。T(T)T(T)鋼筋鋼筋(gngjn)混凝土純扭構(gòu)件混凝土純扭構(gòu)件開裂前鋼筋開裂前鋼筋(gngjn)中的應(yīng)力很小中的應(yīng)力很小開裂后不立即破壞，裂縫可以不斷增加，隨著鋼筋用量的不同，有不同的破壞形態(tài)開裂后不立即破壞，裂縫可以不斷增加，隨著鋼筋用量的不同，有不

17、同的破壞形態(tài)第30頁/共83頁第三十一頁，共83頁。 （一）抗扭配筋的形式(xngsh)受扭受扭最理想的配筋方式最理想的配筋方式(fngsh)是在靠近表面處設(shè)是在靠近表面處設(shè)置呈置呈45走向的螺旋形鋼筋，但走向的螺旋形鋼筋，但分解為豎向分解為豎向(箍筋箍筋)和水平和水平(縱筋縱筋)組成組成(z chn)抗扭骨架?？古す羌?。施工不便施工不便反向扭矩失效反向扭矩失效 開裂開裂形成大約形成大約450方向的螺旋形裂縫方向的螺旋形裂縫第31頁/共83頁第三十二頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)幫

18、幫 助助抗扭鋼筋的形式抗扭鋼筋的形式抗彎抗彎 縱向鋼筋；縱向鋼筋；抗剪抗剪 箍筋或箍筋箍筋或箍筋+ +彎筋；彎筋；抗扭抗扭 箍筋箍筋+ +沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置縱筋。沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置縱筋。 第32頁/共83頁第三十三頁，共83頁。（二） 抗扭鋼筋配筋率對受力性能(xngnng)的影響1.開裂開裂(ki li)前前2.開裂后：鋼筋開裂后：鋼筋(gngjn)混凝土受扭構(gòu)件，混凝土受扭構(gòu)件，可以看成一可以看成一 個(gè)空間桁架個(gè)空間桁架縱筋相當(dāng)于受拉弦桿；縱筋相當(dāng)于受拉弦桿；箍筋相當(dāng)于受拉腹桿；箍筋相當(dāng)于受拉腹桿； 開裂扭矩接近素混凝土構(gòu)件。開裂扭矩接近素混凝土構(gòu)件。扭矩與扭轉(zhuǎn)角基本保持直線關(guān)系扭

19、矩與扭轉(zhuǎn)角基本保持直線關(guān)系混凝土相當(dāng)于斜壓桿?；炷料喈?dāng)于斜壓桿。第33頁/共83頁第三十四頁，共83頁。少筋破壞：少筋破壞：裂后鋼筋應(yīng)力裂后鋼筋應(yīng)力(yngl)激增，構(gòu)件破壞激增，構(gòu)件破壞適筋破壞適筋破壞(phui)：裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開裂，鋼筋屈服，混凝土壓碎，構(gòu)件破壞裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開裂，鋼筋屈服，混凝土壓碎，構(gòu)件破壞(phui)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)力裂后鋼筋應(yīng)力增加，繼續(xù)開增加，繼續(xù)開裂，混凝土壓裂，混凝土壓碎，構(gòu)件破壞碎，

20、構(gòu)件破壞，縱筋或箍筋，縱筋或箍筋未屈服未屈服設(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)第34頁/共83頁第三十五頁，共83頁。四四. 縱筋與箍筋配筋強(qiáng)度縱筋與箍筋配筋強(qiáng)度(qingd)比比 z yvycorststlffuAsA1 試驗(yàn)表明，當(dāng)試驗(yàn)表明，當(dāng)0.5z 2.0范圍時(shí)，受扭破壞時(shí)縱范圍時(shí)，受扭破壞時(shí)縱筋和箍筋基本上都能達(dá)到筋和箍筋基本上都能達(dá)到(d do)屈服強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度。規(guī)范建議：規(guī)范建議：0.6z 1.7， 設(shè)計(jì)中通常?。涸O(shè)計(jì)中通常?。簔 =1.0 1.3。第35頁/共83頁第三十六頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8章素混凝土純扭構(gòu)件素混凝土純扭構(gòu)件(g

21、ujin)承載力計(jì)算承載力計(jì)算8.3 純扭構(gòu)件的扭曲截面承載力計(jì)算純扭構(gòu)件的扭曲截面承載力計(jì)算1.理想理想(lxing)彈塑性材料純扭構(gòu)件承彈塑性材料純扭構(gòu)件承載力載力第36頁/共83頁第三十七頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)幫幫 助助塑性狀態(tài)下能抵抗的扭矩為：塑性狀態(tài)下能抵抗的扭矩為：8-1ttUWfT 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.素混凝土純扭構(gòu)件素混凝土純扭

22、構(gòu)件 bhbW 362t8-2tt7 . 0WfT 8-3第37頁/共83頁第三十八頁，共83頁。TsT箍筋縱筋裂縫* *忽略忽略(hl)(hl)核心區(qū)混凝土的作用核心區(qū)混凝土的作用* *空間空間(kngjin)(kngjin)桁架桁架* *混凝土只承受壓力混凝土只承受壓力* *縱筋和箍筋只承受拉力縱筋和箍筋只承受拉力* *忽略骨料咬合力及鋼筋的銷栓作用忽略骨料咬合力及鋼筋的銷栓作用第38頁/共83頁第三十九頁，共83頁。coryvstttuAsfAfWT12 . 135. 0考慮混凝土和鋼筋的共同貢獻(xiàn)，經(jīng)回歸分析考慮混凝土和鋼筋的共同貢獻(xiàn)，經(jīng)回歸分析(fnx)得出實(shí)用計(jì)算公式得出實(shí)用計(jì)算公式

23、為保證縱、箍筋均能屈服為保證縱、箍筋均能屈服(qf)，建議取，建議取0.61.7，當(dāng)，當(dāng) 1.7 時(shí)，取時(shí)，取 =1.7，常，常用值的區(qū)間為用值的區(qū)間為1.0 1.3箍筋內(nèi)皮所包圍的面積，取截面尺寸箍筋內(nèi)皮所包圍的面積，取截面尺寸減去保護(hù)層厚度減去保護(hù)層厚度scu+ TTT第39頁/共83頁第四十頁，共83頁。在軸向壓力和扭矩共同作用下的矩形在軸向壓力和扭矩共同作用下的矩形(jxng)截面，受扭承載力計(jì)算公式：截面，受扭承載力計(jì)算公式：scu+ TTTcoryvst1tt2 . 1AN0.070.35=AsfAWWft公式的適用(shyng)條件：避免避免(bmin)少筋少筋避免完全超筋避免完

24、全超筋1. 矩形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算矩形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算第40頁/共83頁第四十一頁，共83頁。htwbhtwbwhwtwtwcoryvsttthuAsfAfWT12 . 135. 00 . 10 . 15 . 2hhwhbt，取第41頁/共83頁第四十二頁，共83頁。將截面分成將截面分成(fn chn)(fn chn)若干個(gè)矩形截面，求若干個(gè)矩形截面，求TuiTuiuiuTT注意翼緣抗扭抵抗注意翼緣抗扭抵抗(dkng)矩的計(jì)算矩的計(jì)算第42頁/共83頁第四十三頁，共83頁。帶翼緣截面帶翼緣截面(jimin)tftftwtWWWW)3(62bhbWtw)(22bbhWfftf)(22b

25、bhWfftf有效有效(yuxio)翼緣寬度應(yīng)滿足翼緣寬度應(yīng)滿足bf b+6hf 及及bf b+6hf的條件，且的條件，且hw/b6。第43頁/共83頁第四十四頁，共83頁。腹板：腹板：受壓翼緣：受壓翼緣：受拉翼緣：受拉翼緣：TwwTttwwTwwTtftfTwwTttffbfhbhfbfbbfhfhfh各矩形各矩形(jxng)截面所負(fù)擔(dān)的扭矩：截面所負(fù)擔(dān)的扭矩：第44頁/共83頁第四十五頁，共83頁。coryvstttuAsfAfWT12 . 135. 0防止防止(fngzh)少筋破壞少筋破壞yvtstsvffbsnA28. 01ytstltlffbhA85. 0防止防止(fngzh)超筋破

26、壞超筋破壞時(shí)當(dāng)時(shí)當(dāng)6/,16. 04/,2 . 000bhfWTTbhfWTTcctucctu線性插值第45頁/共83頁第四十六頁，共83頁。矩形截面或箱形截面矩形截面或箱形截面-設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shj)(shj)步驟步驟ctcfWT2 . 0驗(yàn)算截面尺寸：3 . 10 . 1選定yvtstsvstffbsnAsA28. 011由設(shè)計(jì)公式求ytstltlstlstffbhAAA85. 01確定、由第46頁/共83頁第四十七頁，共83頁。矩形截面矩形截面(jimin)(jimin)或箱形截面或箱形截面(jimin)-(jimin)-構(gòu)造要求構(gòu)造要求Ast/3Ast/3Ast/313510d 縱筋沿截面

27、均勻(jnyn)布置箍筋帶箍筋帶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頁第四十八頁，共83頁。T形截面形截面(jimin)或或I形截面形截面(jimin)-設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟ctcfWT2 . 0驗(yàn)算截面尺寸：3 . 10 . 1選定yvtstsvstffbsnAsA28. 011：由設(shè)計(jì)公式求每個(gè)矩形ytstlstlstlstffbhAAA85. 01確定、由將截面(jimin)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頁第四十九

28、頁，共83頁。T形截面形截面(jimin)或或I形截面形截面(jimin)-配筋構(gòu)造配筋構(gòu)造第49頁/共83頁第五十頁，共83頁。VMT1. 1.彎型破壞彎型破壞MM作用作用(zuyng)(zuyng)顯著，且顯著，且T/MT/M較小，配筋適量時(shí)較小，配筋適量時(shí)斜裂縫首先斜裂縫首先(shuxin)在彎曲受拉的底部開裂，再發(fā)展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破壞時(shí)，底部受拉縱筋已屈服第50頁/共83頁第五十一頁，共83頁。VMT2.2.扭型破壞扭型破壞(phui)(phui)T T起控制作用，起控制作用，T/MT/M較大，且較大，且As AsAs As時(shí)時(shí)由由M M引起的引

29、起的AsAs的壓力不足以抵消的壓力不足以抵消(dxio)T(dxio)T引起的引起的AsAs中的拉力中的拉力由于由于As0.175ftWt和和V 0.35ftbh0時(shí)，要考慮剪扭的時(shí)，要考慮剪扭的相相 關(guān)性。關(guān)性。2.考慮考慮(kol)剪扭相關(guān)性的計(jì)算剪扭相關(guān)性的計(jì)算0v1vsyvt0t25. 1)5 . 1 (7 . 0hsnAfbhfV 8-7tcor1styvttt2 . 135. 0sAAfWfT 8-8第58頁/共83頁第五十九頁，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(yunl)第 8 章式中：式中： t 剪扭構(gòu)件剪扭構(gòu)件(gujin)中混凝土受扭承載力降低系數(shù)：中混凝土受

30、扭承載力降低系數(shù)：0tt5 . 015 . 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）規(guī)范將全線(qun xin)段剪扭相關(guān)變?yōu)椴糠志€段相關(guān)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頁第六十頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)幫幫 助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：

31、）應(yīng)改為：式中，式中， 0tt12 . 015 . 1TbhVW 8-110v1vsyv0tt)5 . 1 (175. 1hsnAfbhfV 8-10第60頁/共83頁第六十一頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)幫幫 助助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頁第六十二頁，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(yunl)第 8 章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章(y

32、zhn)下一章下一章(y zhn)幫幫 助助二二. 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頁第六十三頁，共83頁。規(guī)范規(guī)范(gufn)規(guī)定：規(guī)定： 先按受彎構(gòu)件(gujin)求 Asm 梁底配筋 As = Asm + 平均分配到底(do d)邊的Astl相關(guān)相關(guān) 按剪、扭構(gòu)件求按剪、扭構(gòu)件求lAsAst1sv/ 及彎、剪、扭彎、剪、扭 彎剪扭作用時(shí)截面的承載力彎剪扭作用時(shí)截面的承載力第63頁/共83頁第六十四頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)

33、計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章1. 矩形截面矩形截面(jimin)彎剪扭承載力計(jì)算彎剪扭承載力計(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頁第六十五頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章2. T形和形和I形截面形截面(jimin)彎、剪、扭構(gòu)彎、剪、扭構(gòu)件件彎矩由整個(gè)截面承擔(dān)；彎矩由整個(gè)截面承擔(dān)；剪力由腹板單獨(dú)剪力由腹板單獨(dú)(dnd)承擔(dān)；承擔(dān)；扭矩由腹板和

34、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頁第六十六頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章扭矩分配扭矩分配(fnpi)：腹板腹板TWWTttww 8-12受壓翼受壓翼緣緣TWWTttff 8-13受拉翼受拉翼緣緣TWWTttff 8-14第66頁/共83頁第六十七頁，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(yunl)第 8 章式中，式中，截面截面(jimin)各部分受力：各部分受力：翼緣翼緣 彎、扭；彎、扭； 腹板腹板 彎、剪、扭；彎、剪、扭；截面截面(jimin)配筋配筋彎剪扭分別配筋，再疊加。彎剪扭分別配筋，再疊加。)

35、3(62twbhbW 8-15)(2fftfbbhW )(2f2ftfbbhW 8-168-17tftftwtWWWW 8-182第67頁/共83頁第六十八頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章3. 箱形截面箱形截面(jimin)純扭純扭sAAfWfTcor1styvtth2 . 135. 0 8-19hwh5 . 2bt 8-20)2(36)2()3(6whw2whhh2httbhtbbhbW 8-21第68頁/共83頁第六十九頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章剪扭構(gòu)件剪扭構(gòu)件(gujin)一般剪扭構(gòu)件一般剪扭構(gòu)件0sv

36、yv0tt25. 17 . 0)5 . 1 (hsAfbhfV sAAfWfTcor1styvtth2 . 135. 0 8-228-23第69頁/共83頁第七十頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)幫幫 助助式中：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. 0 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

37、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頁第七十一頁，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(yunl)第 8章8.5 在在N、M、V、T作用下矩形作用下矩形(jxng)框架柱受扭承載框架柱受扭承載力計(jì)算力計(jì)算0svyv0tt07. 0175. 1.51hsAfNbhfVu8-268-27sAAfWANfTucorst1yvttt2 . 107. 035. 0 0tt12 . 015 . 1TbhVW 8-11第71頁/共83頁第七十二頁，共83頁。混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)

38、計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章tttWANWfT035. 0175. 0第72頁/共83頁第七十三頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章8.6 對屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件對屬于協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件(gujin) 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(n d)為零，即取扭矩為零。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頁第七十四頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章8.6 對屬于對屬于(shy)協(xié)調(diào)

39、扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件協(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 受相鄰構(gòu)件約束的支承梁的扭矩宜受相鄰構(gòu)件約束的支承梁的扭矩宜考慮內(nèi)力重分布，將扭矩設(shè)計(jì)值考慮內(nèi)力重分布，將扭矩設(shè)計(jì)值T降低（降低幅度降低（降低幅度(fd)不宜超過不宜超過40%），按彎、剪、扭構(gòu)件進(jìn)行承），按彎、剪、扭構(gòu)件進(jìn)行承載力計(jì)算。載力計(jì)算?；炷两Y(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頁第七十五頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第 8 章8.7 受扭構(gòu)件公式使用條件受扭構(gòu)件公式使用條件(tiojin)及構(gòu)造及構(gòu)造要求要求為了防止為了防止(fngzh)超筋超筋,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 = 6時(shí)時(shí),第75頁/共83頁第七十六頁，共83頁?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(yunl)第8 章為了為了(wi le)防止少筋防止少筋 受扭縱向鋼筋受扭縱向鋼筋(gngjn)的間距的間距200mm及及b。8-30 受扭縱筋要