混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(路橋第5章)

第5

章受扭構(gòu)件(gòujiàn)承載力計(jì)算5.1純扭構(gòu)件的破壞特征和承載力計(jì)算5.2復(fù)合受力矩形截面(jiémiàn)構(gòu)件的承載力計(jì)算5.3T形和I形截面受扭構(gòu)件5.4構(gòu)造要求共二十五頁(yè)課程目標(biāo)1.了解簡(jiǎn)鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的破壞特征和彎剪扭構(gòu)件的破壞類型(lèixíng)；2.掌握《公橋規(guī)》關(guān)于純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算方法及其適用條件；3.掌握矩形截面彎剪扭構(gòu)件的承載力計(jì)算方法及其適用條件；4.掌握矩形、T形、Ⅰ形截面的配筋計(jì)算方法；2共二十五頁(yè)5.1純扭構(gòu)件的破壞特征(tèzhēng)和承載力計(jì)算5.1.1矩形截面純扭構(gòu)件的開裂扭矩1）彈性理論(lǐlùn)2）塑性理論3）鋼筋混凝土材料3矩形截面共二十五頁(yè)5.1純扭構(gòu)件的破壞特征(tèzhēng)和承載力計(jì)算5.1.2矩形截面純扭構(gòu)件的破壞(pòhuài)形態(tài)及其特征（1）少筋破壞（2）適筋破壞（3）超筋破壞（4）部分超筋破壞4共二十五頁(yè)5.1純扭構(gòu)件(gòujiàn)的破壞特征和承載力計(jì)算5.1.3純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算理論(lǐlùn)變角度空間桁架模型↓5內(nèi)力平衡圖→←環(huán)向剪力流共二十五頁(yè)5.1純扭構(gòu)件的破壞特征(tèzhēng)和承載力計(jì)算5.1.4《公橋規(guī)》對(duì)矩形截面純扭構(gòu)件的承載力計(jì)算基于前述計(jì)算模型(móxíng)，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，考慮一定可靠度，得：6式中ζ為縱筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比（配筋見下圖）：（5-17）（5-9）共二十五頁(yè)5.1純扭構(gòu)件的破壞(pòhuài)特征和承載力計(jì)算應(yīng)用式（5-17）的限制(xiànzhì)條件：1）上限值2）下限值最小配箍率：最小配筋率：7（5-18）（5-19）（5-20）（5-21）共二十五頁(yè)舉例(jǔlì)已知矩形截面受扭構(gòu)件(gòujiàn)，截面尺寸為b×h=250×500,承受扭矩組合設(shè)計(jì)值Td=20kN·m,采用C25混凝土，縱筋HRB335，箍筋R235，試進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。解：8共二十五頁(yè)9共二十五頁(yè)10共二十五頁(yè)11共二十五頁(yè)思考(sīkǎo)1及作業(yè)思考(sīkǎo)：1.ζ具有什么物理意義及幾何意義？2.比較受扭構(gòu)件與受彎構(gòu)件的最小配箍率及配筋率，有何差異？作業(yè)：P126習(xí)題5-412共二十五頁(yè)5.2復(fù)合受力矩形截面構(gòu)件(gòujiàn)的承載力計(jì)算5.2.1彎剪扭構(gòu)件的破壞(pòhuài)類型1）第Ⅰ類型（彎型，M較大）受壓區(qū)在構(gòu)件頂面2）第Ⅱ類型（剪扭型，V較大）受壓區(qū)在構(gòu)件的一個(gè)側(cè)面3）第Ⅲ類型（扭型，T較大）受壓區(qū)在構(gòu)件底面13共二十五頁(yè)5.2復(fù)合(fùhé)受力矩形截面構(gòu)件的承載力計(jì)算5.2.2彎剪扭構(gòu)件的配筋計(jì)算方法簡(jiǎn)化計(jì)算方法：彎矩、剪力、扭矩“單獨(dú)”進(jìn)行(jìnxíng)配筋計(jì)算后，相應(yīng)部位鋼筋疊加配置。但剪力扭矩共同作用下，混凝土抗剪和抗扭能力均有所降低，故引入受扭承載力降低系數(shù)：14（5-23）規(guī)定：共二十五頁(yè)5.2復(fù)合受力矩形(jǔxíng)截面構(gòu)件的承載力計(jì)算1）剪扭構(gòu)件(gòujiàn)的承載力計(jì)算（1）抗剪承載力15（5-22）（2）抗扭承載力（5-24）共二十五頁(yè)5.2復(fù)合受力矩形截面構(gòu)件(gòujiàn)的承載力計(jì)算2）抗剪扭配筋的上下限（1）抗剪扭配筋的上限（截面限制(xiànzhì)條件）16（5-25）（2）抗剪扭配筋的下限（構(gòu)造配筋界限）箍筋配筋率應(yīng)滿足公式（5-26）縱筋配筋率應(yīng)滿足公式（5-27）共二十五頁(yè)5.2復(fù)合受力矩形截面構(gòu)件(gòujiàn)的承載力計(jì)算3）在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的配筋計(jì)算（1）已知彎矩，按第3章方法計(jì)算As;（2）已知剪力和扭矩，按本章方法計(jì)算抗剪箍筋及抗扭箍筋和抗扭縱筋箍筋按抗剪及抗扭箍筋之和進(jìn)行配置；抗扭縱筋要求均勻、對(duì)稱布置在矩形截面周邊，間距≤300，四角必須配筋；分配在As一邊(yībiān)的抗扭筋與As疊加后再選配鋼筋17共二十五頁(yè)5.3T形和Ⅰ形截面(jiémiàn)受扭構(gòu)件1）復(fù)雜截面分塊各矩形分塊所承受的扭矩按抗扭塑性抵抗(dǐkàng)矩比例進(jìn)行分配，如式（5-29、5-30、5-31）。18肋板受壓翼緣受拉翼緣共二十五頁(yè)5.3T形和Ⅰ形截面(jiémiàn)受扭構(gòu)件（1）整體承受彎矩，按正截面受彎計(jì)算所需的縱向鋼筋截面面積。（2）腹板承擔(dān)全部剪力和部分扭矩，按剪扭共同作用下的承載力計(jì)算抗剪箍筋和抗扭箍筋及縱筋。（3）翼緣承受部分扭矩，按純扭的承載力計(jì)算抗扭箍筋及縱筋，同時(shí)箍筋和抗扭縱筋的配筋率應(yīng)滿足純扭構(gòu)件的相應(yīng)規(guī)范值。（4）疊加上述各縱向鋼筋和箍筋截面面積，即得最后(zuìhòu)所需的縱向鋼筋和箍筋截面面積，并配置在相應(yīng)的位置處。19共二十五頁(yè)5.5構(gòu)造(gòuzào)要求20（1）抗扭縱筋直徑、間距及布置(bùzhì)位置（2）箍筋形式、直徑及間距要求（形式見下圖）（3）最小配筋率要求共二十五頁(yè)思考(sīkǎo)21.《公橋規(guī)》對(duì)彎剪扭構(gòu)件采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行配筋計(jì)算。試以矩形截面為例簡(jiǎn)述其配筋設(shè)計(jì)(shèjì)步驟。2.為什么要規(guī)定抗扭配筋的上限值？若不滿足此規(guī)定，應(yīng)作何處理？3.《公橋規(guī)》對(duì)彎剪扭構(gòu)件的配筋率作了哪些規(guī)定？試分別用計(jì)算式表達(dá)之。4.談?wù)剬?duì)各類構(gòu)件規(guī)定最低配筋的認(rèn)識(shí)。21共二十五頁(yè)22共二十五頁(yè)23共二十五頁(yè)課外作業(yè)P126習(xí)題(xítí)5-624共二十五頁(yè)內(nèi)容(nèiróng)總結(jié)第5章受扭構(gòu)件承載力計(jì)算。第5章受扭構(gòu)件承載力計(jì)算。5.3T形和I形截面(jiémiàn)受扭構(gòu)件。3.掌握矩形截面(jiémiàn)彎剪扭構(gòu)件的承載力計(jì)算方法及其適用條件。4.掌握矩形