钢筋混凝土受扭构件承载力计算.ppt

钢筋混凝土受扭构件承载力计算本章重点了解受扭构件的分类和受扭构件开裂、破坏机理;掌握受扭构件的设计计算方法;熟悉钢筋混凝土受扭构件的构造要求。第七章钢筋混凝土受扭构件承载力计算受扭构件:承受不可忽略的扭矩T作用。工程实例:雨篷梁、吊车梁、框架边梁纯扭构件:只有T,可忽略M、V等;复合受扭构件:M、V、T等均不可忽略。平衡扭转和协调扭转平衡扭转◆静定结构中,构件中的扭矩可以直接由荷载静力平衡求出,与构件的抗扭刚度无关。◆受扭构件必须提供足够的抗扭承载力,否则不能与作用扭矩相平衡而引起破坏。协调扭转◆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。扭矩除了静力平衡条件以外,还必须由相邻构件的变形协调条件才能确定。◆对于协调扭转,由于受扭构件在受力过程中的非线性性质,扭矩大小与构件受力阶段的刚度比有关,不是定值,需要考虑内力重分布进行扭矩计算。第一节钢筋混凝土受扭构件的破坏形态及开裂扭矩一、矩形截面纯扭构件的破坏形态裂缝出现前,钢筋混凝土纯扭构件的受力性能与弹性扭转理论基本吻合。扭矩较小时,其扭矩-扭转角曲线为直线,纵筋和箍筋的应力都很小。当扭矩稍大至接近开裂扭矩Tcr时,扭矩-扭转角曲线偏离了直线。(一)裂缝出现前的性能:最大剪应力发生在边中点附近。由材料力学知,构件侧面的主拉应力stp和主压应力scp相等。主拉应力和主压应力迹线沿构件表面成螺旋型。当主拉应力达到混凝土抗拉强度时,在构件中某个薄弱部位形成裂缝,裂缝沿主压应力迹线迅速延伸。(二)裂缝出现后的性能:裂缝出现时,部分混凝土退出工作,钢筋应力明显增大,特别是扭转角明显增大。原平衡体系被打破,带有裂缝的混凝土和钢筋共同组成一个新的受力体系以抵抗扭矩,并获得新的平衡。矩形截面钢筋混凝土受扭构件的初始裂缝一般发生在剪应力最大处,即截面长边的中点附近且与构件轴线呈450角。此后该初始裂缝逐渐向两边延伸并相继出现许多新的螺旋形裂缝。对于素混凝土构件,开裂会迅速导致构件破坏,破坏面呈一空间扭曲曲面。钢筋混凝土受扭试件的破坏展开图理论上应沿主拉应力方向布置钢筋,但为施工方便,因此将主拉应力分解为竖向和水平的两个分力,从而实际布置了如图所示的抗扭箍筋和水平纵筋。(四)配筋形式: