《建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)分析》課件-4.2受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求

建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)

4鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的力學(xué)分析與構(gòu)造要求02受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求01扭轉(zhuǎn)的概念、外力偶矩計(jì)算、扭矩圖繪制課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法受扭構(gòu)件構(gòu)造要求01受扭構(gòu)件的受力特點(diǎn)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法02受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求受扭構(gòu)件的受力特點(diǎn)1

受扭構(gòu)件的受力特點(diǎn)01扭轉(zhuǎn)的定義及分類課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法04鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件03鋼筋混凝土純扭構(gòu)件02素混凝土純扭構(gòu)件一、受扭構(gòu)件的定義及分類1

、受扭構(gòu)件的定義：在構(gòu)件截面中有扭矩（T)作用的構(gòu)件。2

、受扭構(gòu)件的分類：1）純扭2）剪扭

3）彎扭

4）彎剪扭構(gòu)件一、受扭構(gòu)件的定義及分類鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件素混凝土純扭構(gòu)件受扭構(gòu)件鋼筋混凝土純扭構(gòu)件二、素混凝土純扭構(gòu)件1.開裂前的受力性能構(gòu)件在扭矩作用下主要產(chǎn)生剪應(yīng)力。最大剪應(yīng)力發(fā)生在截面長邊中點(diǎn)，與該點(diǎn)剪應(yīng)力作用相對(duì)應(yīng)的主拉應(yīng)力σtp和主壓應(yīng)力σcp分別與構(gòu)件軸線成45°角，其大小為σtp=σcp=τmax。當(dāng)主拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土將首先在截面長邊中點(diǎn)處，垂直于主拉應(yīng)力方向開裂,在純扭構(gòu)件中，構(gòu)件裂縫與軸線成45°角。

對(duì)于理想的彈塑性材料而言，截面上某點(diǎn)的應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限時(shí)并不會(huì)立即破壞，該點(diǎn)能保持極限應(yīng)力不變而繼續(xù)變形，整個(gè)截面仍能繼續(xù)承受荷載，直到截面上各點(diǎn)的應(yīng)力都達(dá)到極限值ft時(shí)，構(gòu)件才達(dá)到極限抗扭能力二、素混凝土純扭構(gòu)件純扭構(gòu)件的破壞形態(tài)開裂前的應(yīng)力狀態(tài)

在純扭矩作用下，無筋矩形截面混凝土構(gòu)件開裂前具有與均質(zhì)彈性材料類似的性質(zhì)。

無筋矩形截面截面長邊中點(diǎn)剪應(yīng)力最大在截面四角點(diǎn)處剪應(yīng)力為零二、素混凝土純扭構(gòu)件當(dāng)截面長邊中點(diǎn)附近最大主拉應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉應(yīng)變時(shí)，構(gòu)件就會(huì)開裂。隨著扭矩的增加，裂縫與構(gòu)件縱軸線成450角向相鄰兩個(gè)面延伸，最后構(gòu)件三面開裂，一面受壓，形成一空間扭曲斜裂面而破壞。自開裂至構(gòu)件破壞的過程短暫，破壞突然，屬于脆性破壞，抗扭承載力很低。二、素混凝土純扭構(gòu)件

2.矩形截面開裂扭矩素混凝土既非完全彈性，又非理想塑性，是介于兩者之間的彈塑性材料。因而受扭時(shí)的極限應(yīng)力分布將介于上述兩種情況之間。素混凝土構(gòu)件的受扭承載力即開裂扭矩

Tcr=0.7ftWt

式中ft—-混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

Wt—受扭構(gòu)件的截面抗扭塑性抵抗矩。對(duì)矩形截面Wt=b2(3h-b)

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6。三、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件

1.配筋方式配置受扭鋼筋對(duì)提高受扭構(gòu)件抗裂性能的作用不大，當(dāng)混凝土開裂后，可由鋼筋繼續(xù)承擔(dān)拉力，最合理的配筋方式是在構(gòu)件靠近表面處設(shè)置呈45°走向的螺旋形鋼筋。但這種配筋方式不便于施工，且當(dāng)扭矩改變方向后則將完全失去效用。在實(shí)際工程中，一般是采用由靠近構(gòu)件表面設(shè)置的橫向箍筋和沿構(gòu)件周邊均勻?qū)ΨQ布置的縱向鋼筋共同組成的抗扭鋼筋骨架。三、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件三、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件2.破壞形態(tài)（1）適筋受扭構(gòu)件配置了適量受扭鋼筋的構(gòu)件，在裂縫出現(xiàn)以后不會(huì)立即破壞。隨著外扭矩的不斷增大，在構(gòu)件表面逐漸形成多條大致沿45°方向呈螺旋形發(fā)展的裂縫(圖5.1.3b)。在裂縫處，原來由混凝土承擔(dān)的主拉應(yīng)力主要改由與裂縫相交的鋼筋來承擔(dān)。隨著其中一條裂縫所穿越的縱筋和箍筋達(dá)到屈服時(shí)，該裂縫不斷加寬，直到最后形成三面開裂一邊受壓的空間扭曲破壞面，進(jìn)而受壓邊混凝土被壓碎，構(gòu)件破壞（圖5.1.4）。整個(gè)破壞過程具有一定延性和較明顯的預(yù)兆，類似受彎構(gòu)件適筋破壞。三、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件三、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件（2）少筋受扭構(gòu)件構(gòu)件的受扭承載力與素混凝土沒有實(shí)質(zhì)差別，破壞過程迅速而突然，類似于受彎構(gòu)件的少筋破壞。（3）超筋受扭構(gòu)件鋼筋未達(dá)到屈服強(qiáng)度，構(gòu)件即由于斜裂縫間混凝土被壓碎而破壞，這種破壞與受彎構(gòu)件的超筋梁類似。注意：少筋受扭構(gòu)件和超筋受扭構(gòu)件均屬脆性破壞，設(shè)計(jì)中應(yīng)予避免。四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件

彎剪扭復(fù)合受扭構(gòu)件由于其三種內(nèi)力的比值及配筋情況的不同影響，有三種典型的破壞形態(tài)：（1）彎型破壞構(gòu)件破壞開始于底面及兩側(cè)的混凝土開裂，底部鋼筋屈服，然后頂部混凝土壓碎。這類破壞主要因彎矩引起。

四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件（2）扭型破壞

構(gòu)件破壞開始于構(gòu)件頂面及兩側(cè)面的混凝土開裂，頂部鋼筋因受扭而先屈服，最后底部混凝土壓碎。此類破壞主要因扭矩引起。四、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件

（3）剪扭破壞

構(gòu)件破壞開始于截面長邊的一側(cè)開裂和該側(cè)的受扭縱筋和受扭、受剪箍筋屈服，最后另一長邊壓區(qū)混凝土壓碎。此類破壞主要因剪力和扭矩引起。受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求2

受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求01受扭縱筋課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法02受扭箍筋一、受扭縱筋

1.受扭縱筋一、受扭縱筋二、受扭箍筋

2.受扭箍筋二、受扭箍筋

2.受扭箍筋二、受扭箍筋

2.受扭箍筋三、受扭構(gòu)件構(gòu)造

雨篷的受力特點(diǎn)（由雨篷梁和雨篷板組成）

雨篷梁一方面支承雨篷板，另一方面又兼作門過梁，除承受自重及雨篷板傳來的荷載外，還承受著上部墻體的重量以及樓面梁、板可能傳來的荷載。雨篷可能發(fā)生的破壞形態(tài)

(a)雨篷板斷裂

(b)雨篷梁彎扭

(c)雨篷傾覆三、受扭構(gòu)件構(gòu)造1.雨篷梁雨篷梁的寬度一般與墻厚相同，梁高應(yīng)符合磚的模數(shù)。為防止雨水沿墻縫滲入墻內(nèi)，通常在梁頂設(shè)置高過板頂60mm的凸塊。雨篷梁嵌入墻內(nèi)的支承長度不應(yīng)小于370mm。雨篷梁的配筋按彎、剪、扭構(gòu)件計(jì)算配置縱筋和箍筋，雨篷梁的箍筋必須滿足抗扭箍筋的要求。雨篷截面及配筋圖三、受扭構(gòu)件構(gòu)造三、受扭構(gòu)件構(gòu)造

2.雨篷板

雨篷板通常都做成變厚度板，根部厚度通常不小于70mm，而端部厚度不小于50mm。雨篷板按懸臂板計(jì)算配筋，計(jì)算截面在板的根部