混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理之受扭構(gòu)件承載力計(jì)算

第六章受扭構(gòu)件承載力計(jì)算

第一節(jié)純扭構(gòu)件承載力計(jì)算

第二節(jié)彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算

第一節(jié)純扭構(gòu)件承載力計(jì)算一、受扭構(gòu)件的破壞特征混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，除承受彎矩、軸力、剪力外，還可能承受扭矩的作用。工程中，混凝土構(gòu)件受到的扭轉(zhuǎn)有兩類(lèi):一類(lèi)是由外荷載直接作用產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)，其扭矩可由靜力平衡條件求得，與構(gòu)件的抗扭剛度無(wú)關(guān)，一般也稱為平衡扭轉(zhuǎn)。圖6-1(a),(b)中的受檐口豎向荷載作用的挑檐梁，受水平制動(dòng)力作用的起重機(jī)梁，截面上承受有扭矩，都是這一類(lèi)扭轉(zhuǎn)。另一類(lèi)是超靜定結(jié)構(gòu)中由于變形的協(xié)調(diào)使截面產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)，稱為協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)。如圖6-1(c)中的現(xiàn)澆框架的邊梁，由于次梁梁端的彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)變形使得邊梁產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，截面承受扭矩。但在邊梁受扭開(kāi)裂后，其抗扭剛度迅速降低，從而截面所承受的扭矩也會(huì)隨之而減少。

下一頁(yè)返回第一節(jié)純扭構(gòu)件承載力計(jì)算扭矩在構(gòu)件中引起的主拉應(yīng)力軌跡線為一組與構(gòu)件縱軸大致成45度。角，并繞四周面連續(xù)的螺旋線。因此，最合理的配筋應(yīng)是沿45度。方向布置的螺旋箍筋。但在實(shí)際工程中，扭矩在構(gòu)件全長(zhǎng)上常常要改變方向。扭矩方向一改變，螺旋筋的旋角方向也要相應(yīng)地加以改變，這在配筋構(gòu)造措施上就會(huì)造成很大的困難。所以，在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中都采用垂直構(gòu)件縱軸的箍筋和沿截面周邊布置的縱向鋼筋組成的空間鋼筋骨架來(lái)承擔(dān)扭矩。試驗(yàn)表明，對(duì)于鋼筋混凝土矩形截面受扭構(gòu)件，其破壞形態(tài)與配置鋼筋的數(shù)量多少有關(guān)，可以分為三類(lèi):(1)少筋破壞。(2)適筋破壞。(3)超筋破壞。下一頁(yè)返回上一頁(yè)第一節(jié)純扭構(gòu)件承載力計(jì)算二、矩形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算矩形截面純扭構(gòu)件承載力按下式計(jì)算:(6-2)(6-3)三、T形和I形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算T形和I形截面純扭構(gòu)件可分為腹板、受壓翼緣及受拉翼緣3個(gè)矩形塊，其受扭承載力按式(6-2)計(jì)算，各矩形塊的扭矩為:下一頁(yè)返回上一頁(yè)第一節(jié)純扭構(gòu)件承載力計(jì)算腹板(6-4)受壓翼緣(6-5)受拉翼緣(6-6)T------構(gòu)件截面所承受的扭矩設(shè)計(jì)值;TW------腹板所承受的扭矩設(shè)計(jì)值;Tf′、

Tf------受壓翼緣、受拉翼緣所承受的扭矩設(shè)計(jì)值;Wt------T形和I形截面受扭塑性抵抗矩，下一頁(yè)返回上一頁(yè)第一節(jié)純扭構(gòu)件承載力計(jì)算WtW、Wtf′

、Wtf------T形和I形截面腹板、受壓翼緣及受拉翼緣的矩形截面受扭塑性抵抗矩。對(duì)T形和1形構(gòu)件腹板、受壓翼緣及受拉翼緣部分的矩形截面受扭塑性抵抗矩WtW、Wtf′

、Wtf應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算。(1)腹板(6-8)(2)受壓翼緣(6-9)(3)受拉翼緣(6-10)下一頁(yè)返回上一頁(yè)第一節(jié)純扭構(gòu)件承載力計(jì)算四、箱形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算箱形截面純扭構(gòu)件承載力按下式計(jì)算:(6-11)(6-12)(6-13)返回上一頁(yè)第二趣節(jié)彎佛剪扭貓構(gòu)件戴承載紹力計(jì)轟算一、礙彎剪賢扭構(gòu)臂件截禍面限炊制條滔件(1胡)在彎宏矩、揮剪力申和扭墻矩共蓋同作勞用下屯，對(duì)hw/b毛6的矩購(gòu)形、T形、I形截汽面和hw/tw≤敗6的箱售形截紋面構(gòu)交件(圖6-屆2)，其祖截面佳應(yīng)符授合下妻列條驚件:(6栽-1抓4)(6質(zhì)-1溪5)下一籮頁(yè)返回第二掙節(jié)彎癢剪扭芹構(gòu)件椒承載淘力計(jì)習(xí)算(2乳)在彎痛矩、森剪力離和扭那矩共馳同作辮用下立的構(gòu)鬼件(圖6-誦2)，當(dāng)版符合鴿下列服公式座的要禾求時(shí)黎，均戶可不愈進(jìn)行烏構(gòu)件雀受剪榨扭承反載力轎計(jì)算傷，僅挑需按隊(duì)構(gòu)造壟要求傅配置竟縱向噴鋼筋洋和箍染筋。(6據(jù)-1陜6)(6驢-1圾7)下一革頁(yè)返回上一作頁(yè)第二技節(jié)彎正剪扭老構(gòu)件露承載下力計(jì)砍算二、通矩形穿截面瓜構(gòu)件搭彎剪駁扭承夢(mèng)載力毯計(jì)算1.軸向殃壓力蛋和扭瞎矩共夾同作熱用下在軸清向壓怖力和誓扭矩穗共同駛作用君下的蕉矩形幣截面散鋼筋庸混凝叼土構(gòu)杰件，樓其受硬扭承亡載力采應(yīng)符優(yōu)合下正列規(guī)德定:(6燈-1歇8)2.剪力闊和扭股矩共覺(jué)同作共用下(1董)矩形蹤蝶截面順一般彎剪扭甩構(gòu)件肺的承售載力走應(yīng)按陽(yáng)下列果公式轎計(jì)算:受剪痕承載岸力(6蝕-1糊9)下一腹頁(yè)返回上一知頁(yè)第二冰節(jié)彎罵剪扭攔構(gòu)件斜承載暢力計(jì)涂算受扭偵承載緊力(6委-2滔0)(2在)矩形骨截面奇集中淡荷載霸作用之下的舟獨(dú)立童剪扭謹(jǐn)構(gòu)件碰的承史載力往應(yīng)按既下列盲公式友計(jì)算:(6戀-2間1)下一滲頁(yè)返回上一佩頁(yè)第二樓節(jié)彎筒剪扭緊構(gòu)件器承載苗力計(jì)水算3.軸向狗壓力押、彎躺矩、鈔剪力釘和扭清矩共夸同作蜂用下(1包)在軸苦向壓虧力、畜彎矩柏、剪慕力和制扭矩尿共同影作用膨下的母鋼筋巖混凝膚土矩丸形截憂面框睡架柱拌，其它受剪圈扭承秧載力遲應(yīng)符缸合下流列規(guī)靠定:受剪疾承載團(tuán)力(6也-2爺2)受扭管承載矛力(6睡-2魄3)下一激頁(yè)返回上一戲頁(yè)第二擴(kuò)節(jié)彎北剪扭做構(gòu)件匠承載死力計(jì)旅算(2云)在軸貢向壓涂力、俗剪矩努、剪俗力和撓扭矩如共同備作用孟下的欲鋼筋魚(yú)混凝襪土矩袋形截尸面框旁架柱火，當(dāng)T≤(0展.所17假5f1十0.趣03輪5N五/A牧)平Wt，時(shí)用，可慰?jī)H按示偏心雙受壓朝構(gòu)件躁的正扎截面勁受壓龜承載聞力和雀框架鋼柱斜雷截面運(yùn)受剪盒承載瓦力分桶別進(jìn)勇行計(jì)洋算。(3技)在軸林向壓刊力、休彎矩厲、剪孤力和脂扭矩般共同銹作用震下的廉鋼筋盲混凝礙土矩尾形截醒面框坑架柱婆，其淡縱向毫鋼筋薯截面樹(shù)面積臟應(yīng)分牙別按裂偏心方受壓荒構(gòu)件悲的正偏截面仰受壓自承載澇力和鍬剪扭秋構(gòu)件猛的受恢扭承絞載力舞計(jì)算奧確定抄，并舉應(yīng)配踢置在荒相應(yīng)垮的位顯置;箍筋敞截面肌面積欣應(yīng)分欄別按恒剪扭棋構(gòu)件乏的受梳剪承的載力肅和受閣扭承瓶載力病計(jì)算裝確定淘，并裝應(yīng)配宗置在富相應(yīng)念的位旁置。下一然頁(yè)返回上一鳴頁(yè)第二恩節(jié)彎除剪扭疼構(gòu)件稅承載撇力計(jì)宇算4.彎矩懸、剪辰力和客扭矩待共同矮作用蹈下在彎懶矩、洞剪力徐和扭質(zhì)矩共裁同作宏用下骨的矩淘形截最面構(gòu)午件，伏可按耽下列按規(guī)定授進(jìn)行樣承載殿力計(jì)臥算:C1橫)當(dāng)V≤0.螺35址ftbh0或V≤0.險(xiǎn)87妖5ftbh0/(λ+1爽)時(shí)，梅可僅霧按受關(guān)彎構(gòu)托件的輩正載瞧面受仰彎承步載力獻(xiàn)和純爽扭構(gòu)銅件的松受扭階承載礦力分肢別進(jìn)臣行計(jì)雙算;(2責(zé))當(dāng)T≤0.達(dá)17威5ftWt或T≤0.改17舅5αhftWt，時(shí)巾，可樂(lè)僅按返受彎米構(gòu)件接的正雪載面廁受彎瘦承載欣力和閥斜截扯面受怒剪承越載力窯分別爬進(jìn)行躺計(jì)算迎。下一罪頁(yè)返回上一睬頁(yè)第二值節(jié)彎獻(xiàn)剪扭昏構(gòu)件添承載抬力計(jì)卵算三、T形和I形截敲面構(gòu)遍件彎門(mén)剪扭駐承載院力計(jì)伏算(1維)末T形和I形截田面剪敬扭構(gòu)引件的廢受剪福扭承延載力熟應(yīng)按碧下列鉗規(guī)定腿計(jì)算:1)受剪雖承載兄力。T形和I形截許面剪打扭構(gòu)文件的秘受剪溫承載薄力，筆可按兄式(6匠-1耕9)或式(6撿-2師1)計(jì)算怠，但淡應(yīng)將T及W分別詢以Tw及Wtw代替耕。2)受扭損承載獲力。T形和I形截榮面剪弓扭構(gòu)惰件受對(duì)扭承診載力伶可按火相關(guān)由規(guī)定剃劃分似為2個(gè)或3個(gè)矩池形塊晃分別栽進(jìn)行克計(jì)算宿。其律中腹平板為洪剪扭損構(gòu)件欄，其乎受扭振承載畫(huà)力按皂式(6詢-2購(gòu)0)計(jì)算鋼，計(jì)悅算時(shí)跑，式頃中的T及W分別容以Tw及Wtw替代罷。受例壓翼改緣和堤受拉樹(shù)翼緣橋不考飽慮其逃承受據(jù)剪力茄，故令為純且扭構(gòu)哭件，逝其受鹽扭承喇載力奶按式(6稿-2石0)計(jì)算踐。計(jì)照算時(shí)側(cè)，式肥中的T及Wt分別浪以Tf′及Wtf′或Tf及Wtf替代批。(2傻)謊T形和I形截耀面構(gòu)菌件在速?gòu)澗匚础⒓艄Я挖s扭矩件共同濱作用刻下的睛承載采力計(jì)渴算可踐參照撓矩形固截面瓶構(gòu)件僅在彎析矩、盛剪力任和扭慰矩共恥同作偷用下孕的承恥載力負(fù)計(jì)算曾方法子進(jìn)行敏。下一許頁(yè)返回上一戴頁(yè)第二莖節(jié)彎太剪扭腳構(gòu)件咸承載而力計(jì)本算四、歲箱形獲截面北構(gòu)件前彎剪娃扭承捏載力亭計(jì)算(1寧)箱形摸截面魄一般啦剪扭繪構(gòu)件燈的受挖剪扭酒承載豪力計(jì)莫算應(yīng)促符合牧下列樂(lè)規(guī)定:(6家-2需4)(6搏-2許