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1、第五章第五章 受扭構(gòu)件受扭構(gòu)件第一節(jié) 概述 截面上作用有截面上作用有扭矩扭矩的構(gòu)件稱為的構(gòu)件稱為受扭構(gòu)受扭構(gòu)件件。雨篷梁、框架的邊梁和廠房中的吊車。雨篷梁、框架的邊梁和廠房中的吊車梁等就是受扭構(gòu)件。梁等就是受扭構(gòu)件。工程中的純扭構(gòu)件很少，一般同時在工程中的純扭構(gòu)件很少，一般同時在截面上作用有剪力和彎矩。如雨篷梁截面截面上作用有剪力和彎矩。如雨篷梁截面上同時有扭矩、剪力和彎矩。上同時有扭矩、剪力和彎矩。受扭構(gòu)件 第二節(jié)第二節(jié) 矩形截面純扭構(gòu)件承載力計算矩形截面純扭構(gòu)件承載力計算 一 矩形截面素混凝土純扭構(gòu)件承載力計算 如圖所示一純扭構(gòu)件。其破壞面為一個空間扭曲面。破壞為典型的脆性破壞。素混凝土純

2、扭構(gòu)件的承載力可按彈性理論方法和塑性理論方法求得。按塑性理論并根據(jù)實(shí)測結(jié)果，規(guī)范給出素混凝土純扭構(gòu)件的抗扭承載力表達(dá)式為：Tu=0.7ftWt Wt=b2/6(3h-b)素混凝土純扭構(gòu)件的破壞情形 二二 矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件承載力計算矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件承載力計算 1 純扭構(gòu)件的配筋 在一般工程中均采用由在一般工程中均采用由橫向鋼筋和縱向鋼筋橫向鋼筋和縱向鋼筋組成組成的受扭鋼筋骨架來承擔(dān)扭矩的作用。的受扭鋼筋骨架來承擔(dān)扭矩的作用。受扭箍筋的形式必須做成受扭箍筋的形式必須做成封閉式封閉式的，在兩端并應(yīng)的，在兩端并應(yīng)有足夠的錨固長度。有足夠的錨固長度。沿截面周邊布置的受扭縱向鋼筋的間距

3、不應(yīng)大于沿截面周邊布置的受扭縱向鋼筋的間距不應(yīng)大于200mm和梁截面短邊長度；除應(yīng)在梁截面四角設(shè)置受和梁截面短邊長度；除應(yīng)在梁截面四角設(shè)置受扭縱向鋼筋外，其余受扭縱向鋼筋宜沿截面周邊均勻扭縱向鋼筋外，其余受扭縱向鋼筋宜沿截面周邊均勻?qū)ΨQ布置。對稱布置。受扭構(gòu)件的配筋 2 鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受力性能和破壞形態(tài) 按受扭鋼筋配筋情況的不同，鋼筋混凝土矩形截按受扭鋼筋配筋情況的不同，鋼筋混凝土矩形截面純扭構(gòu)件的破壞特征可面純扭構(gòu)件的破壞特征可分為下列四種類型：分為下列四種類型：（1）當(dāng)箍筋和縱筋或者其中之一配置過少時，當(dāng)箍筋和縱筋或者其中之一配置過少時，配筋構(gòu)件的抗扭承載力與素混凝土構(gòu)件沒有實(shí)質(zhì)性的

4、配筋構(gòu)件的抗扭承載力與素混凝土構(gòu)件沒有實(shí)質(zhì)性的差別，其破壞扭矩基本上與開裂扭矩相等。差別，其破壞扭矩基本上與開裂扭矩相等。（2）當(dāng)構(gòu)件中的箍筋和縱筋配置適當(dāng)時，破壞當(dāng)構(gòu)件中的箍筋和縱筋配置適當(dāng)時，破壞前構(gòu)件上陸續(xù)出現(xiàn)多條與構(gòu)件軸線呈大約前構(gòu)件上陸續(xù)出現(xiàn)多條與構(gòu)件軸線呈大約45角的螺角的螺旋裂縫。旋裂縫。（3）當(dāng)構(gòu)件中配置的箍筋或縱筋的數(shù)量過多時，當(dāng)構(gòu)件中配置的箍筋或縱筋的數(shù)量過多時，在破壞時只有數(shù)量相對較少的那種鋼筋受拉屈服，而在破壞時只有數(shù)量相對較少的那種鋼筋受拉屈服，而另一部分鋼筋則在破壞時達(dá)不到屈服點(diǎn)，故稱這種破另一部分鋼筋則在破壞時達(dá)不到屈服點(diǎn)，故稱這種破壞為壞為“部分超筋部分超筋”情

5、況，在工程中，這種破壞的構(gòu)件情況，在工程中，這種破壞的構(gòu)件可以采用?？梢圆捎?。（4）當(dāng)受扭箍筋和縱筋都配置得太多時，在兩當(dāng)受扭箍筋和縱筋都配置得太多時，在兩者都未能達(dá)到屈服點(diǎn)以前，受壓邊混凝土被壓碎而構(gòu)者都未能達(dá)到屈服點(diǎn)以前，受壓邊混凝土被壓碎而構(gòu)件宣告破壞。件宣告破壞。規(guī)范采用縱向鋼筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比值規(guī)范采用縱向鋼筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比值進(jìn)行控進(jìn)行控制制：試驗(yàn)表明，當(dāng)試驗(yàn)表明，當(dāng)=0.52.0時，構(gòu)件在破壞前，受扭時，構(gòu)件在破壞前，受扭箍筋和受扭縱筋都能夠達(dá)到屈服強(qiáng)度。為了慎重起見，箍筋和受扭縱筋都能夠達(dá)到屈服強(qiáng)度。為了慎重起見，規(guī)范規(guī)定，規(guī)范規(guī)定，值應(yīng)滿足下列條件：值應(yīng)滿足下列條件：0.

6、61.7 且當(dāng)且當(dāng)1.7時，取時，取=1.7。ystlyvstlcorf A sf A u 根根據(jù)試驗(yàn)和理論分析表明：構(gòu)件受扭承載力是由據(jù)試驗(yàn)和理論分析表明：構(gòu)件受扭承載力是由混混凝土和受扭鋼筋凝土和受扭鋼筋兩部分的承載力所構(gòu)成的，純扭構(gòu)件兩部分的承載力所構(gòu)成的，純扭構(gòu)件受扭承載力應(yīng)按下式計算：受扭承載力應(yīng)按下式計算：3 矩形截面承載力計算矩形截面承載力計算0.351.2yvstlttcorf ATfWAs第三節(jié)第三節(jié) 矩形截面矩形截面彎剪扭彎剪扭構(gòu)件承載力計算構(gòu)件承載力計算 一一 矩形截面矩形截面剪扭構(gòu)件剪扭構(gòu)件承載力計算承載力計算 1 無腹筋矩形截面剪扭構(gòu)件承載力計算無腹筋矩形截面剪扭構(gòu)件

7、承載力計算試驗(yàn)表明，同時受有剪力和扭矩的剪扭構(gòu)件，其受剪承載力試驗(yàn)表明，同時受有剪力和扭矩的剪扭構(gòu)件，其受剪承載力Vu和受扭承載力和受扭承載力Tu將隨剪力和扭矩的比值變化而變化。試驗(yàn)結(jié)果將隨剪力和扭矩的比值變化而變化。試驗(yàn)結(jié)果亦指出，剪扭構(gòu)件的受剪承載力隨扭矩的增加而減小，而構(gòu)件的亦指出，剪扭構(gòu)件的受剪承載力隨扭矩的增加而減小，而構(gòu)件的受扭承載力則隨剪力增大而減小，反之亦然。受扭承載力則隨剪力增大而減小，反之亦然。對于一般剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù)對于一般剪扭構(gòu)件混凝土受扭承載力降低系數(shù)t，應(yīng)按下式計，應(yīng)按下式計算：算：當(dāng)當(dāng)t1.0時時,取取t=1;當(dāng)當(dāng)t0.5時時,取取t=0.5。01

8、.51 0.5ttVWTbh2 有腹筋矩形截面剪扭構(gòu)件的承載力計算有腹筋矩形截面剪扭構(gòu)件的承載力計算剪扭構(gòu)件的受剪承載力剪扭構(gòu)件的受剪承載力對于一般剪扭構(gòu)件，按對于一般剪扭構(gòu)件，按對于需考慮剪跨比的剪扭構(gòu)件，按對于需考慮剪跨比的剪扭構(gòu)件，按 000.7(1.5)1.25svttyvAVf bhfhs001.75(1.5)1svttyvAVf bhfhs剪扭構(gòu)件的受扭承載力剪扭構(gòu)件的受扭承載力考慮混凝土受扭承載力降低系數(shù)考慮混凝土受扭承載力降低系數(shù)t，可，可得得：0.351.2yvstlcortttf A ATfWs剪扭構(gòu)件的箍筋用量剪扭構(gòu)件的箍筋用量 Asv/s及及Ast1/s進(jìn)行疊加，就得出

9、滿足剪扭承載進(jìn)行疊加，就得出滿足剪扭承載力所需的總箍筋用量，即：力所需的總箍筋用量，即：stlsvstlvtAAAsss二二 矩形截面矩形截面彎扭構(gòu)件彎扭構(gòu)件承載力計算承載力計算 同時承受彎矩和扭矩的構(gòu)件，叫同時承受彎矩和扭矩的構(gòu)件，叫彎扭構(gòu)件彎扭構(gòu)件。規(guī)范采用規(guī)范采用“疊加法疊加法”進(jìn)行設(shè)計，分別按受彎構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計，分別按受彎構(gòu)件的正截面承載力計算自身縱筋量和按純扭構(gòu)件計算自的正截面承載力計算自身縱筋量和按純扭構(gòu)件計算自身受扭鋼筋（縱筋和箍筋）量身受扭鋼筋（縱筋和箍筋）量。（1）按構(gòu)件受扭承載力得出的縱向鋼筋截面面按構(gòu)件受扭承載力得出的縱向鋼筋截面面積積Astl應(yīng)沿構(gòu)件截面周邊均勻布置，其間

10、距不應(yīng)大于應(yīng)沿構(gòu)件截面周邊均勻布置，其間距不應(yīng)大于200mm和梁的短邊尺寸，且截面的四角必須有縱向受和梁的短邊尺寸，且截面的四角必須有縱向受扭鋼筋扭鋼筋。受扭縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于其最小配筋率：受扭縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于其最小配筋率：(2)按構(gòu)件受彎承載力得出的縱向受力鋼筋面積按構(gòu)件受彎承載力得出的縱向受力鋼筋面積As按受彎構(gòu)件要求配置，并應(yīng)滿足最小配筋率要求。按受彎構(gòu)件要求配置，并應(yīng)滿足最小配筋率要求。(3)箍筋按受扭計算確定并應(yīng)滿足受彎構(gòu)件中的最箍筋按受扭計算確定并應(yīng)滿足受彎構(gòu)件中的最小直徑和最大間距規(guī)定。小直徑和最大間距規(guī)定。(4)將將1、2兩部分鋼筋的重疊部分合并在一起。兩部分鋼筋

11、的重疊部分合并在一起。0.6ttlyfTVb f 彎扭構(gòu)件縱向鋼筋疊加(a)受彎縱筋；(b)受扭縱筋；(c)疊加 三三 矩形截面矩形截面彎剪扭構(gòu)件彎剪扭構(gòu)件承載力計算方法及其適用承載力計算方法及其適用條件條件 1 截面尺寸限制條件：截面尺寸限制條件：為了防止為了防止完全超筋破壞完全超筋破壞，混凝土規(guī)范混凝土規(guī)范規(guī)定矩規(guī)定矩形截面彎剪扭構(gòu)件的截面應(yīng)滿足下式要求：形截面彎剪扭構(gòu)件的截面應(yīng)滿足下式要求：H0/b小于等于小于等于4時時ct025.08.0fWTbhVc防止少筋破壞：箍筋箍筋yvt1sv28.0ffbsnAsvytmin,min,6.0ffVbTbhAstltl縱筋縱筋.2,2VbTVbT取時當(dāng)2 最小配筋率：最小配筋率：3 簡化計算的條件簡化計算的條件（1）tt07.0fWTbhV當(dāng)可不進(jìn)行剪扭計算，按構(gòu)造要求配置箍筋和抗扭縱筋。（2）當(dāng)V0.35ftbh0時，可不考慮剪力，僅按彎扭構(gòu)件計算。（3）當(dāng)T0.175ftWt時，可不考慮扭矩，僅按彎剪構(gòu)件計算。四四 彎剪扭構(gòu)件的截面設(shè)計步驟彎剪扭構(gòu)件的截面設(shè)計步驟 1，驗(yàn)算截面尺寸 2，確定是否進(jìn)行受扭和受剪承載力計算 3，確定箍筋用量 4，確定縱筋用量