第七章受扭构件的扭曲截面承载力汇总

7.1概述扭转的类型受扭构件的扭曲截面承载力平衡扭转：雨蓬梁，吊车梁受力纯扭：T复合受扭：TMVN协调扭转：平面折梁，边框架主梁平衡扭转：静定问题。静定结构中，构件中的扭矩可以直接由静力平衡方法求出。受扭构件必须提供足够的抗扭承载力，否则会产生受扭破坏。协调扭转：超静定问题。超静定结构中，扭矩是由相邻构件的变形受到约束而产生的，扭矩大小与构件的抗扭刚度有关，与构件受力阶段的刚度比有关，不是定值。协调扭矩计算方法零刚度法：不考虑扭矩，按构造配筋。弹塑性法：按弹性计算，然后对扭矩折减但不小于04倍。计算酉己筋._一7.2纯扭构件的试验分析千、无筋邨号截面0Pt=：+号+.=彳皿=开裂。钢筋混凝土矩形截面：应配置受扭纵筋臂筋当扭矩很小时，混凝土未开裂， 钢筋拉应力也很低，构件受力性能类 似于无筋混凝土截面。陋着扭矩的增 大，在某薄弱截面的长边中点首先出6。现斜裂缝，此时扭矩稍大于开裂扭矩 Tcr.斜裂缝出现后，混凝土卸载，裂 缝处的主拉应力主要由钢筋承担，因 而钢筋应力突然增大，构件抗扭刚度 降低。当构件配筋适中时，荷载可继 续增加，随之在构件表面形成连续或 不连续的与纵轴线成约35 55的螺 旋形裂缝。扭矩达到一定值时，某一 条螺旋形裂缝形成主裂缝，与之相交位邃？周边十夕户444%2.70%0 io20-3040506 ClOrad/mm)1.39 X0.1.97X在纯扭矩作用下，无筋矩形截面混凝土构件开裂前具有与均质弹性材料类似的性质，截面长边中点剪应力最大，在截面四角点处剪应力为零。当截面长边中点附近最大主拉应变达到混凝土的极F艮拉应变时，构件就会开裂。随着扭矩的增加，裂缝与构件纵轴线成45。角向相邻两个面延伸，最后构件三面开裂，一面受压，形成一空间扭曲斜裂面而破坏。自开裂至构件破坏的过程短暂，破坏突然，属于脆性破坏，抗扭承载力很低。的纵筋和箍筋达到屈服强度，截面三厂边受拉，一边受压，最后混凝土被压土碎而破坏。破裂面为一空间曲面。受扭破坏形态：取决于受扭纵筋和箍筋用量及匹配与否。FZ筋破坏当构件纵筋和箍筋都配置适中时出现此种破坏。与斜裂缝相交的受扭纵筋和箍筋先屈服，然后混凝土压坏有较明显的破坏预兆，属于延性破坏。2 .部分超筋破坏当纵筋或箍筋其中之一配置过多时出现此种破坏。破坏时混凝土被压碎，配置过多的钢筋达不到屈服，破坏过程有一定的延性，但较适筋破坏的延性差.3 .超筋破坏当纵筋和箍筋都配置均过多时出现此种破坏。破坏时混凝土被压碎，而纵筋和箍筋都不屈服，破坏突然，因，而延性差，类似于梁正截面设计时的超筋破坏。设计中通过规定最大配筋率或限制截面最小尺寸来避免。4.少筋破坏当纵筋和箍筋配置均不足时便会出现此种破坏。斜裂缝一旦出现，纵筋和箍筋因混凝土卸载很快屈服，使构件突然破坏。破坏属于脆性破坏，类似于梁正截面承载能力时的少筋破坏。设计中通过规定抗扭纵筋和箍筋的最小配筋率来防止少筋破坏。7.3矩形截面纯扭构件的扭曲截面承载力1 .弹性分析：,咤+JY+/=/开裂。结果比试验值低，因为混凝土不是理想弹性材料，会有塑性发展2 .塑性分析：认为各点应力都达到极值才开裂。Tcr=ftWt%:受扭构件的截面受扭塑性抵抗矩计算结果高于试验值.什干妙我就而U7b1%小截面宽度对受扭构件承载j对于矩形截面：Wl=(3h-b)力影响很大。Jj混凝土材料既非完全弹性，也不是理想弹塑性，而是介于两者之间的弹塑性材料。根据试验结果规范Z,=07%-二、扭曲截面受扭承载力的计算公式变角旁可桁架理论L变角空间桁架理论斜弯理论1)混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成桁架的斜压杆，其倾角为a;(2)纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；3)忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用。简化为箱型截面。T根据此模型可解得:AA3tana?:受扭纵向钢筋北=2花fIlYKO与箍筋的配筋强度fyv比值。反映是否匹4.D1cm配。当7=30.33则a=30060时，受扭纵筋和箍筋都能屈服，最好=12变角度空间桁架模型三规范纯扭构件抗扭承载力计算方法根据试验结果，考虑部分核心混疑土作用。L对h/bg的矩形截面faT 1时,取以 = 13.T形或I形截面b；(bh2Z )吗=%盛-色-ZHcor叱=%+%+%b；hfb+6hff 及bWb+6h/日人力6._幺型乂446箱形截面箱型截面抗扭承载力与实心截面基本相同，可减轻自重，大跨及桥梁采用。faT2时取-=2 NbNb=4/4,min_百八Ast/:沿截面周边布置的受触纵向钢筋总截面面积;b:受剪的截面宽度，对箱型截面构件，力应以队代替。沿截面周边布置受扭纵向钢筋的间距不应大于200mm及梁截面短边长度；除应在梁截面四角设置受扭纵向钢筋外，其余受扭纵向钢筋宜沿截面周边均匀对称布置。受扭纵向钢筋应按受拉钢筋锚固在支座内，连接按受拉钢筋处理。在弯剪扭构件中，配置在截面弯曲受拉边的纵向受力钢筋，其截面面积不应小于受弯构件受拉钢筋最小配筋率计算的钢筋截面面积与受扭纵向钢筋配筋率计算并分配到弯曲受拉边的钢筋截面面积之和.I三二箍筋：在弯剪扭构件中，箍筋的配筋率:A干2“=言之。=028?bsfyv受扭所需的箍筋应做成封闭式，且应沿截面周边布置。当采用复合箍筋时，位于截面内部的箍筋不应计入受扭所需的箍筋面积.受扭所需箍筋的末端应做成135。弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于IM,d为箍筋直径。在超静定结构中，考虑协调扭转而配置的箍筋，其间距不宜大于075儿mi。”对箱形截面构件，办均应以队代替。箍筋构造应满足抗剪构造要求.三钢筋布置：受弯纵筋4和二抗剪箍筋：-S/抗扭纵筋：4”=7于,十，&抗扭箍筋：-STvr四、最小截面尺寸（为了避免超筋破坏）弯矩、剪力和扭矩共同作用下，w/力不大于6的矩形、T形、I形截面和心./Q不大于6的箱形截面构件，其截面应符合下列条件：当无w/b（或hw）M4时10.2三夕/；入为0.8吗当/占（或“/，”,）=6时+M0.4。/bh、0.8W,一0当M/力（或“/“）6时.按线性内插法确定。cur当w/大于6或九/4大于6时，受扭构件的截面尺寸要求及扭曲截面承载力计算应符合专门规定。五、构造配筋条件vTVTN当十0.7或十0.7ft+0.07时,b%Wt1b%W,b%可不进行构件剪扭承载力计算，仅需按构造要求配置纵向钢筋和箍筋。（要满足弯剪扭构件纵筋、箍筋最小配筋率及其它构造要求）（IS75当VW0.35f,b%或VVIf】f力%时,可仅计算受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力。当TW0.17初吗或T0.17W,/吗时，可仅验算受弯构件的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力。工截面设计步骤L验算截面尺寸；2 .验算构造配筋条件；3 .根据M值计算受弯纵筋；4 .根据丫和丁计算箍筋和抗扭纵筋；5 .验算最小配筋率并满足构造要求。本章重点理解破坏形态、计算模型及塞本假定、剪扭相关性、弯剪扭构件计算方法。掌握钢筋布置原则及主要构造要求。