《结构设计原理》教案 第七章 钢筋混凝土受扭及弯扭构件.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流结构设计原理教案 第七章 钢筋混凝土受扭及弯扭构件.精品文档.第一节 纯扭转构件承载力 第二节 弯剪扭构件承载力 第三节 复杂截面受扭构件的设计特点 测试题 第一节 纯扭转构件承载力一、矩形截面纯扭构件中的破坏特征 二、矩形截面钢筋混凝土纯扭构件 三、受扭塑性抵抗矩 四、T形、I形纯扭构件 五、箱形截面钢筋混凝土纯扭构件力矩作用平面与构件正截面平行时,构件产生扭转,这类构件称为扭转构件(torsional members)。采用垂直构件纵轴的箍筋和沿截面周边布置的纵向钢筋组成的空间钢筋骨架来承担扭矩。抗扭钢筋的配置对矩形截面构件的抗扭能力有很
2、大的影响。如图为不同抗扭配筋率的受扭构件的T-关系曲线。一、矩形截面纯扭构件中的破坏特征(如图)无筋的混凝土矩形构件,在扭矩的作用下,先在构件的长边最弱处产生一条斜裂缝,并逐渐向两边延伸,最后构件三面开裂、一面受压,形成一个空间斜曲裂面,使构件达到破坏。破坏属于脆性破坏。钢筋混凝土受扭构件,在裂缝出现以前,钢筋应力很小。裂缝即将出现时,构件所能承受的抗裂扭矩值接近于无筋混凝土构件所能承受的极限扭矩值。裂缝出现后,由于存在钢筋,构件并不立即破坏,随着扭矩的不断增加,在构件表面逐渐形成大体连续,近似于45倾斜角的裂缝。绝大部分的主拉应力改由钢筋来承担,此时构件能继续承受更大的扭矩。钢筋混凝土受扭构
3、件,在裂缝出现以前,钢筋应力很小。裂缝即将出现时,构件所能承受的抗裂扭矩值接近于无筋混凝土构件所能承受的极限扭矩值。裂缝出现后,由于存在钢筋,构件并不立即破坏,随着扭矩的不断增加,在构件表面逐渐形成大体连续,近似于45倾斜角的裂缝。绝大部分的主拉应力改由钢筋来承担,此时构件能继续承受更大的扭矩。在正常配筋(低配筋)时,随着外扭矩的增加,首先钢筋达到屈服强度,然后主裂缝迅速开展,促使一个面的混凝土受压破碎而使构件破坏。具右塑性破坏的特征。试验表明,对于钢筋混凝土矩形截面受扭构件,其破坏形态与配置钢筋的数量多少有关。根据配筋率的多少,钢筋混凝土矩形截面受扭构件的破坏形态一般可以分为以下几种:少筋破
4、坏适筋破坏超筋破坏部分超筋破坏 二、矩形截面钢筋混凝土纯扭构件对于矩形截面钢筋混凝土纯扭构件的承载能力,如图所示,规范规定是由混凝土承担的扭矩和钢筋承担的扭矩两项组成,其抗扭承载力应按下列公式计算:三、受扭塑性抵抗矩,如图。截面能承担的极限扭矩T为:对矩形截面:腹板: 受压翼缘:受拉翼缘:四、T形、I形纯扭构件,如图。 将截面划分为腹板、受压翼缘及受拉翼缘等三个矩形块,各矩形块承担的扭矩即为:腹板受压翼缘受拉翼缘五、箱形截面钢筋混凝土纯扭构件,如图。 箱形截面受扭承载力公式是在矩形截面承载力公式的基础上,引入壁厚修正系数得出的。第二节 弯剪扭构件承载力一、弯、剪、扭构件承载力:公桥规中规定,矩
5、形截面和箱形截面承受弯、剪、扭的钢筋混凝土构件,如图所示,其截面应符合下列要求(即抗扭上限值):矩形截面弯扭构件符合下列条件时(即抗扭下限值),受扭钢筋可不进行构件的抗扭承载力计算,而按构造要求配置:二、剪扭构件承载力对于有腹筋的剪扭构件,受剪承载力及受扭承载力是由混凝土及钢筋承载两部分组成,按下列公式计算:抗剪承载力:抗扭承载力:三、受扭构件的构造要求1.按照结构构造的要求,箍筋应采用闭合式,箍筋末端做成135弯钩。2.承受扭矩的纵向钢筋,应沿截面周边均匀对称布置,其间距不应大于300mm。在矩形截面基本单元的四角应设有纵向钢筋,其末端应留有按规范规定的受拉钢筋最小锚固长度。3箍筋的配筋率,
6、对剪扭构件(梁的腹板)不应小于对纯扭构件(梁的翼缘)不应小于4.纵向钢筋的配筋率不应小于受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率与受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率之和。对受扭构件,其纵向受力钢筋的最小配筋率,当受剪扭时取当受纯扭时可取 5.承受扭矩的纵向钢筋,应沿截面周边均匀对称布置,其间距不应大于300mm。在矩形截面的基本单元的四角必须设有纵向钢筋,其末端应留有受拉钢筋最小锚固长度。抗扭的钢筋骨架,可以采用人工绑扎如图()、()或焊接空间骨架的形式如图7-7(),后者一般先焊成平面骨架,然后再焊接成整体。抗扭箍筋的直径和间距要求同受弯构件的抗剪箍筋,但箍筋的形式与普通抗剪箍筋不完全相同,为了保证抗
7、扭箍筋在构件四个面上都能有效地承受主拉应力,故必须做成封闭式箍筋,箍筋末端应做成弯钩 ,如图。T形截面配筋图见图 第三节 复杂截面受扭构件的设计特点一、截面抵抗矩,如图。 1.T形和带翼缘箱形截面总的受扭塑性抵抗矩:2.I形截面总的受扭塑性抵抗矩:二、计算方法(一)配筋计算已知截面扭矩组合设计值,构件截面尺寸,混凝土钢筋等级,求抗剪和抗扭箍筋和纵向钢筋的用量,可按下列步骤进行1.验算截面尺寸2.验算是否按计算配筋3.计算抗剪箍筋4.计算抗扭箍筋,假定箍筋总量选定箍筋直径,求箍筋间距5.计算纵向钢筋面积6.验算最小配筋率和最小纵向配筋率。少筋破坏:当配筋(垂直纵轴的箍筋和沿周边的纵向钢筋)过少或
8、配筋间距过大时,在扭矩作用下,先在构件截面的长边最薄弱处产生一条与纵轴成左右的斜裂缝,构件一旦开裂,钢筋不足以承担由混凝土开裂后转移给钢筋承担的拉力,裂缝就会迅速向相邻两侧面呈螺旋形延伸,形成三面开裂、一面受压的空间扭曲裂面,构件随即破坏。破坏过程急速而突然,属于脆性破坏。其破坏扭矩基本上等于开裂扭矩,这种破坏形态称为“少筋破坏”。为防止发生这类脆性破坏,规范对受扭构件提出了抗扭箍筋及抗扭纵筋的下限(最小配筋率)及箍筋最大间距等严格规定。适筋破坏:配筋适量时,在扭矩作用下,首条斜裂缝出现后并不立即破坏。随着扭矩的增加,将陆续出现多条大体平行的连续的螺旋形裂缝。与斜裂缝相交的纵筋和箍筋先后达到屈
9、服,斜裂缝进一步开展,最后受压面上的混凝土也被压碎,构件随之破坏。这种破坏称为“适筋破坏”,属于具有一定延性的破坏。下面列出的受扭承载力公式所计算的也就是这一类破坏形态。超筋破坏:若配筋量过大,则在纵筋和箍筋尚未达到屈服时,混凝土就因受压而被压碎,构件立即破坏。这种破坏称为“超筋破坏”,属于无预兆的脆性破坏。在设计中,应力求避免发生超筋破坏,因此在规范中就规定了配筋的上限,也就是规定了最小的截面尺寸条件。部分超筋破坏:有时,当抗扭纵筋和抗扭箍筋的配筋强度(配筋量及钢筋强度值)的比例失调,即其中一种配置过多时,破坏时会发生一种钢筋达到屈服而另一种则没有达到,这种破坏形态称为“部分超筋破坏”。它虽
10、也有一定延性,但比适筋破坏时的延性小。 测试题1. 由荷载引起的,可用结构的平衡条件确定扭矩的扭转称为() A.平衡扭转B.协调扭转 2. 由超静定结构中相邻构件的变形而引起的,其扭矩需结合变形协调条件才可确定,这种扭转称() A.平衡扭转B.协调扭转 3. 在受扭构件中,最有效的方式是将抗扭钢筋做成与纵轴成倾斜()的螺旋形式 A.45度B.60度C.30度7-1 对于纯扭构件,为什么配置螺旋形钢筋或配置垂直箍筋和纵筋? 7-2 纯扭适筋、少筋、超筋构件的破坏特征是什么? 凝望生活上苍给了我们一双眼睛,是用来凝望生活的。但有人凝望了一辈子,也弄不清楚生活的模样。其实生活的模样就是凝望,凝望是人
11、间最形象、最丰富、最真实的风景。凝望生活是一种审美。马克思说过:如果你想得到艺术享受,就必须先成为有艺术修养的人。一望无际的大海,一带绵延的山川,一堵雪白的墙壁,一座生动的雕像,之所以引人凝望神思,就是因为它们融会了生活的艺术。朋友之间的关切注视,爱人之间的脉脉含情,是生活艺术的升华;久别重逢或冰释前嫌之时饱含千言万语的深情一瞥,则是生活艺术的经典。凝望生活,是一幅画廊。以沧桑的理性作笔,沿着人生的主线,给生命以崭新的诠释和生动的假设,于人于世界的纷繁芜杂中融入人性的至纯。年少的凝望是好奇,充满了憧憬;年轻的凝望是柔情,充满了蜜意;中年的凝望是平静,充满了理性;老年的凝望是感叹,充满了回忆。凝
12、望生活,是一腔投入。以愿望的翅膀为钩,系一线的浮子,让期待在想象中高度充值,赋予时光以全新的定义。屈子凝望汨罗江,是失意的时候;李白凝望月光,是思乡的时候;朱自清凝望荷塘,是孤独的时候;李商隐凝望乐游原,是黄昏的时候;弗洛伊德凝望墙壁,是寂寞的时候。那是种非同寻常的沉默,是伟大与成功诞生的前奏。凝望生活,是一支晨曲。在命运的每一次曲折跌宕、大起大落之后,一个个休止符开始了下一轮的自由组合;但休止不是停止,而是一个起点;后面的乐章,必将成熟稳重、热烈奔放、荡气回肠。凝望生活吧,让思维和往事作一次坦荡的毫无遮掩的交流,总结经验,及取教训,积蓄勇气,满怀执著,放眼又一段长征。但生活的改变,仅有凝望是
13、不够的,凝望只是一块跳板,是思想的铺垫;凝望者不是没有泪,也不是没到伤心处,因为人生豪迈不应有悔,醍醐灌顶不应用泪,在凝望之中与理想和成功牵手,共点江山迷津,把过去、现在、未来凝望生活,生活也在凝望你。所有的竞争对手都在平等的氛围里重新谈判,所有的生命都在不同的命运里重新洗牌,所有的一切都在蓝天白云里重新开头。欣 赏五彩缤纷的世界和绚丽多姿的生活,让心怀纯真、向往美好的人得以感受无尽的自然美和人性美,欣赏便由此而生。名山大川小桥流水,可悦人目;蝉吟虫唱风声雨声,可动人心;涛走云飞潮涌星移,可触人思;珍器古玩诗文书画,可怡人情。人世间一切挚情真意、美德善行也让人为之心热为之神往。用欣赏的眼光看自
14、然与世情,我们会惊异地发现,大自然和生活馈赠给我们的竟是那么多,以至于我们常常迷茫了自己发现美的眼睛。因了欣赏,美就超越了自然的时空局限走进纯真的心灵并久驻人心,欣赏者的心灵也因美的净化而成为最理想的归宿。是欣赏在真、善、美与纯真心灵之间架起了一座彩虹桥,让真、善、美通向圣洁的心灵世界。因了欣赏,人发现了美,读懂了美,而美也感染了人,启迪了人。这是自然真谛与人生智慧相谐相融的绝妙境界,惟善于欣赏者才会有幸览胜其中。欣赏为欣赏者提供了足够的与美相伴的温馨感觉,让爱美之人与动人之美结下高山流水不解之缘。真正的欣赏,是一种滤尽了一切利欲渣滓的透明情怀。对真、善、美,倾心而不盲从,礼赞而不迷信,远观而
15、不亵玩,用可靠的理智恰到好处地调控着审美情感既不凝滞,也不泛滥,纯然一种平和心态。欣赏是一种健康心态,非品格磊落之人不能拥有。譬如以赏花为喻。有不惜掏钱买花却疏于培育以至花儿香消玉殒者,有见花美而心动继而动手折之者,还有徒羡艳美外表而心仪于罂粟者,种种变味的欣赏或源于狂热冲动,或源于自私浅溥,使人获益不多反受累遭害。透过欣赏之物,可见欣赏者气度、品位及意趣。凡是善于欣赏者,都拥有一颗不凡的慧心。于他们而言,观一花即观一世界,见小草可见大精神。与常见之美面对,便享有一份与故知重逢的欣慰;与罕见之美面对,则仿佛与初识知音邂逅,有一种相见恨晚的惊喜。即使身处荒漠绝域亦能欣赏到平日常景常情难得体味的孤
16、独苍凉之美。一个善于欣赏的人自然是胸藏锦绣,感觉里天地就更开阔明朗更亮丽空灵。相反,一个欣赏细胞缺乏的人,很容易可悲地自沉于一个满目灰暗了无生气的世界。像只有那种不含一丝尘杂平静如镜的水面才会将蓝天白云、茂林修竹、飞鸟游蝶等佳景美物不改变色地留住一样,只有没有遭受利欲渣滓的污染和浮躁之风侵袭的心灵才可以最真实地接纳一切真、善、美。有人赏物易,赏人难;有人赏远离自己生活之人易,赏身边人难;有人乐于自我欣赏而不屑于欣赏别人;还有人将欣赏异化为取悦和谄媚,异化为赤裸裸的吹捧和露骨的逢迎种种病态的欣赏皆因心灵的水质失去了固有的洁净明澈而产生。所以,拒绝冷漠,抛弃虚伪,远离邪恶,欣赏才会成为一块成色极好
17、的宝石,为你折射出世界缤纷生活的绚丽。在大雾中与你美丽相遇这座江北小城近年来雾多,天潮,黎明时分还是朗星高照,上班时节已是云海海雾茫茫。幢幢楼房隐匿在虚无飘渺之中,远处层层叠叠的山峦一下子幻化为无形。忙忙碌碌的人群穿行于云海雾山之中,诗意地前往各自的目的地,开始了一天中浪漫而多情的生活。我喜欢大雾,喜欢独自行走于偏僻幽深的小巷中迎面而来的大雾。雾富有诗意和哲理色彩,它让喧嚣的尘世呈现朦胧之美,它让有无共生,成败相形。当我们为生活所拖累,当我们为名利所缠绊,当我们志得意满,当我们遭遇困厄,当我们厌倦尘世,当我们苦不堪言,这时,一个人在前拥后遮的大雾中静静地行走,你会忽然发现,生活其实是诗意的,生
18、命是最美的。秋末晨曦,我放浪形骸地在大雾中前行。这片天地仿佛成为自家的花园,古旧的小巷静谧阒寂,蒙蒙云雾充塞天地,满满当当。我昂首行五步,斜身绕三圈,学老汉柱杖,学老太踮脚,学孩童蹒跚,学秀女猫步我放心飞灵,畅想美好,憧憬未来,心沛然飘散躯壳之外,神油然驰骋天地之间。影影绰绰,对面转出身影,跳跳荡荡,悠哉游哉,身形虚浮,婀娜多姿,惊鸿一瞥,错出一段只有开头没有结尾的故事。就在这个秋末,就在这大雾之中,仿佛重现了江南雨巷,仿佛有着一个撑着油纸伞的姑娘,曼妙行走于幽深幽深的小巷。错误也是一种美丽。从此,心漾荡而又温馨,仿佛天地间至真至美。看花已是非花,看雨已非真雨,风展眉而笑,月盈盈如水,鸟啁啾诉
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