混凝土結(jié)構(gòu)講義七

第八章受扭構(gòu)件8.1概述受扭構(gòu)件也是一種基本構(gòu)件兩類受扭構(gòu)件：平衡扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn)◆構(gòu)件中的扭矩可以直接由荷載靜力平衡求出◆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。平衡扭轉(zhuǎn)在超靜定結(jié)構(gòu)，扭矩是由相鄰構(gòu)件的變形受到約束而產(chǎn)生的，扭矩大小與受扭構(gòu)件的抗扭剛度有關(guān)，稱為約束扭轉(zhuǎn)約束扭轉(zhuǎn)8.2純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)一、開裂前的應(yīng)力狀態(tài)——截面受扭彈性抵抗矩破壞面呈一空間扭曲曲面二、開裂情況、破壞面及受扭鋼筋形式受扭鋼筋縱向受扭鋼筋受扭箍筋三、破壞形態(tài)隨著配置鋼筋數(shù)量的不同，受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)也可分為：適筋破壞、少筋破壞和超筋破壞（1）適筋破壞箍筋和縱筋配置都合適與臨界（斜）裂縫相交的鋼筋然后混凝土壓壞與受彎適筋梁的破壞類似，具有一定的延性都能先達(dá)到屈服，（2）少筋破壞當(dāng)配筋數(shù)量過少時一旦開裂，將導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)角迅速增大，構(gòu)件隨即破壞。與受彎少筋梁類似，呈受拉脆性破壞特征箍筋和縱筋配置都過大在鋼筋屈服前混凝土就壓壞，為受壓脆性破壞。與受彎超筋梁類似部分超筋破壞——箍筋和受扭縱筋兩部分配置不協(xié)調(diào)（3）超筋破壞8.3一般受扭構(gòu)件承載力計(jì)算8.3.1鋼筋混凝土純扭構(gòu)件1.矩形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算（1）開裂扭矩按彈性理論按塑性理論考慮混凝土的彈塑性性質(zhì)截面受扭塑性抵抗矩《規(guī)范》受扭承載力計(jì)算公式（2）矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件承載力計(jì)算（式7-8）——扭矩設(shè)計(jì)值值；——混凝土的抗抗拉強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值；——截面的抗扭扭塑性抵抗抗矩;——箍筋的抗拉拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值；——箍筋的單肢肢截面面積積；——箍筋的間距距；——截面核芯部部分的面積積，和分別為箍筋筋內(nèi)表面計(jì)計(jì)算的截面面核芯部分分的短邊和和長邊尺寸寸抗扭縱筋與與箍筋的配配筋強(qiáng)度比比《規(guī)范》建議取0.6≤z≤1.7，將不會發(fā)生生“部分超超筋破壞””設(shè)計(jì)中通常常取z=1.2—受扭計(jì)算中中對稱布置置在截面周周邊的全部部抗扭縱筋筋的截面面面積；——受扭縱筋的的抗拉強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值；；——截面核芯部部分的周長長，有效翼緣寬寬度應(yīng)滿足足bf'≤b+6hf'及bf≤b+6hf的條件，且且hw/b≤6。2.T形和工字形形截面純扭扭構(gòu)件承載載力計(jì)算腹板：受壓翼緣：：受拉翼緣：：總扭矩T由腹板、受受壓翼緣和和受拉翼緣緣三個矩形形塊承擔(dān)8.3.2彎剪扭構(gòu)件件的承載力力計(jì)算扭矩使縱筋產(chǎn)生生拉應(yīng)力，，與受彎時時鋼筋拉應(yīng)應(yīng)力疊加，，使鋼筋拉拉應(yīng)力增大大，從而會使受受彎承載力力降低。而扭矩和剪剪力產(chǎn)生的的剪應(yīng)力總總會在構(gòu)件件的一個側(cè)側(cè)面上疊加加，因此承載力總是是小于剪力力和扭矩單單獨(dú)作用的的承載力。TMTV試驗(yàn)表明：：在彎矩、剪力和扭矩的共同作用用下，各項(xiàng)項(xiàng)承載力是是相互關(guān)聯(lián)聯(lián)的，其相相互影響十十分復(fù)雜。。為了簡化，《規(guī)范》偏于安全地地將受彎所需的的縱筋與受受扭所需縱縱筋分別計(jì)計(jì)算后進(jìn)行行疊加，而對剪扭作用為避免混凝凝土部分的的抗力被重重復(fù)利用，，考慮混凝凝土項(xiàng)的的相關(guān)作作用，箍箍筋的貢貢獻(xiàn)則采采用簡單單疊加方方法。剪扭作用用下混凝土項(xiàng)項(xiàng)的相關(guān)關(guān)關(guān)系——為剪扭構(gòu)構(gòu)件的混混凝土強(qiáng)強(qiáng)度降低低系數(shù)剪扭作用用下受剪承載載力和受受扭承載載力計(jì)算公式式受剪承載載力：受扭承載載力：或矩形截面面彎剪扭扭構(gòu)件的的承載力力計(jì)算可可按以下下步驟進(jìn)進(jìn)行：。按受彎構(gòu)件件單獨(dú)計(jì)計(jì)算在彎矩作作用下所所需的受受彎縱向向鋼筋截截面面積積及(2)按抗剪承承載力計(jì)計(jì)算需要要的抗剪剪箍筋或(3)按抗扭承承載力計(jì)計(jì)算需要要的抗扭扭箍筋(4)按抗扭縱縱筋與箍箍筋的配配筋強(qiáng)度度比關(guān)系系，確定定抗扭縱縱筋(5)按照疊加原則則計(jì)算抗彎彎剪扭總總的縱筋筋和箍筋筋用量受彎縱筋筋A(yù)s和A's抗扭箍筋筋：AsA'sAstl

/3Astl

/3Astl

/3+=A's+Astl

/3As+

Astl

/3Astl

/3sAst1sAsv1+=sAsv1sAsv1+sAst1抗扭縱筋筋：抗剪箍筋：8.3.3壓彎剪扭扭構(gòu)件對于在軸向壓力力、彎矩、剪力和扭矩共同作用用下的鋼鋼筋混凝凝土矩形形截面框框架柱，，其配筋筋計(jì)算方方法與彎剪扭構(gòu)構(gòu)件相同，即即◆按軸壓力力和彎矩矩進(jìn)行正正截面承承載力計(jì)計(jì)算確定定縱筋A(yù)s和A's；◆按剪扭承承載力按按下式計(jì)計(jì)算確定定配筋，，然后再再將鋼筋筋疊加。。8.3.4受扭構(gòu)件件承載力力公式的的適用條條件及構(gòu)構(gòu)造要求求1．截面限限制條件件當(dāng)時當(dāng)時當(dāng)時按線性內(nèi)內(nèi)插法確確定2．構(gòu)造配配筋條件件《規(guī)范》規(guī)定：對對彎剪扭扭構(gòu)件，，當(dāng)符合合下列條條件時，，可不進(jìn)行行構(gòu)件的的受剪扭扭承載力力計(jì)算，，按構(gòu)造造配置縱縱向鋼筋筋和箍筋即可。。3.構(gòu)造配筋要求求（1）受扭縱筋的的最小配筋率率其中當(dāng)>2時，取=2（2）受剪及受扭扭箍筋最小配配箍率彎剪扭構(gòu)件縱縱筋最小配筋筋率應(yīng)取受彎彎及受扭縱筋筋最小配筋率率疊加值4.構(gòu)造要求（1）縱筋受扭縱筋應(yīng)對對稱設(shè)置于截截面的周邊；；伸入支座長度度應(yīng)按充分利利用強(qiáng)度的受受拉鋼筋考慮慮。（2）箍筋箍筋的最小直直徑和最大間間距要滿足表4-2和表4-3要求；箍筋要采用封封閉式。8.3.5彎剪扭構(gòu)件計(jì)計(jì)算方法確定定《規(guī)范》規(guī)定：矩形截截面彎剪扭構(gòu)構(gòu)件，可按下下列規(guī)定進(jìn)行行承載力計(jì)算