混凝土结构设计原理第六章：钢筋混凝土受扭构件承载力计算.pdf

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1、研制单位：湖南大学高等教育出版社高等教育出版社高等教育电子音像出版社高等教育电子音像出版社混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理 ( (第第6 6章电子教案章电子教案) )混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助第第 6 章章 钢筋混凝土受扭构件承载力计算钢筋混凝土受扭构件承载力计算混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助本章重点本章重点了解受扭构件的分类和受扭构件开裂、了解受扭构件的分类和受扭构件开裂、破坏过程破坏过程 ；掌握受扭构件的设计计算方法掌握受扭构件的设计计算方法

2、；熟悉公路桥涵工程与建筑工程关于受扭熟悉公路桥涵工程与建筑工程关于受扭构件计算的相同与不同之处构件计算的相同与不同之处 ；熟悉钢筋混凝土受扭构件的构造要求。熟悉钢筋混凝土受扭构件的构造要求。 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助土木工程土木工程受扭构件受扭构件的特点：的特点：一般均为一般均为弯、剪、弯、剪、扭构件扭构件 。 6.1概概概概 述述述述6.1.1 土木工程中常见的受扭构件土木工程中常见的受扭构件混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助6.1.2 平衡扭转与协调

3、扭转平衡扭转与协调扭转1.平衡扭转平衡扭转 扭转由荷载引起，内扭矩为平衡外扭矩所必需，扭转由荷载引起，内扭矩为平衡外扭矩所必需，如上述各梁。如上述各梁。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助2.协调扭转或附加扭转协调扭转或附加扭转3. 扭转由变形引起，并由变形连续条件所决定。扭转由变形引起，并由变形连续条件所决定。如与次梁相连的边框架的主梁扭转。如与次梁相连的边框架的主梁扭转。本章主要讨论平衡扭转计算。本章主要讨论平衡扭转计算。协调扭转可用构造钢筋或内力重分布方法处理。协调扭转可用构造钢筋或内力重分布方法处理。混凝土结构设计原理混凝

4、土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助6.1.3 抗扭钢筋的形式抗扭钢筋的形式抗弯抗弯 - - 纵向钢筋；纵向钢筋；抗剪抗剪 箍筋或箍筋箍筋或箍筋+ +弯筋；弯筋；抗扭抗扭 箍筋箍筋+ +沿截面周边沿截面周边 均匀布置的纵筋，均匀布置的纵筋， 且箍筋与纵筋的比且箍筋与纵筋的比 例要适当。例要适当。6.1.4 受扭构件分类受扭构件分类纯扭纯扭剪扭剪扭 土土木工程中少见；木工程中少见； 弯扭弯扭弯剪扭：土木工程中常见弯剪扭：土木工程中常见 。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助6.2.1 纯扭构

5、件承载力计算纯扭构件承载力计算6.2建筑工程中受扭构件承载力计算建筑工程中受扭构件承载力计算建筑工程中受扭构件承载力计算建筑工程中受扭构件承载力计算1.理想弹塑性材料纯扭构件承载力理想弹塑性材料纯扭构件承载力混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助塑性状态下能抵抗的扭矩为：塑性状态下能抵抗的扭矩为：6-1式中：式中： Wt 截面抗扭塑性抵抗矩截面抗扭塑性抵抗矩;对于矩形截面对于矩形截面 h为截面长边边长为截面长边边长;b为截面短边边长。为截面短边边长。2.素混凝土纯扭构件素混凝土纯扭构件6-26-3混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理

6、第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助式中：式中： s 箍筋间距箍筋间距; Ast1 抗扭箍筋单肢截面面积抗扭箍筋单肢截面面积; Acor 截面核心部分面积截面核心部分面积, Acor = bcor hcor; z 抗扭纵筋与抗扭箍筋的配筋强度比值抗扭纵筋与抗扭箍筋的配筋强度比值;3.钢筋混凝土纯扭构件钢筋混凝土纯扭构件6-46-5混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助式中：式中： Astl 全部抗扭纵筋截面面积全部抗扭纵筋截面面积; ucor 截面核心部分周长截面核心部分周长, ucor = 2(bcor

7、 + hcor)。6-5为了保证抗扭纵筋和抗扭箍筋都能充分被利用，要求：为了保证抗扭纵筋和抗扭箍筋都能充分被利用，要求：设计时，可先按式（设计时，可先按式（6-6）假定一个）假定一个z值，然后由式值，然后由式（6-4）求）求Ast1 ，再由式（再由式（6-5）求）求Astl 。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助剪力的存在会降低剪力的存在会降低截面的抗扭能力；截面的抗扭能力；同样，扭矩的存在同样，扭矩的存在也会降低截面的抗也会降低截面的抗剪能力剪能力。6.2.2 剪扭构件承载力计算剪扭构件承载力计算1.剪扭相关性剪扭相关性混凝土结

8、构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助 规范经简化后的结果为规范经简化后的结果为 ：（1）当）当Tc/Tco 0.5时，即时，即T 0.175ftWt时，可忽略扭时，可忽略扭 矩影响，按纯剪构件设计；矩影响，按纯剪构件设计；（2）当）当Vc/Vco 0.5时，即时，即V 0.35ftbh0时，可忽略剪时，可忽略剪 力影响，按纯扭构件设计；力影响，按纯扭构件设计；（3）当）当T0.175ftWt和和V 0.35ftbh0时，要考虑剪扭的相时，要考虑剪扭的相 关性。关性。2.考虑剪扭相关性的计算考虑剪扭相关性的计算6-76-8混凝土结构设计原理

9、混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助式中：式中： t 剪扭构件中混凝土受扭承载力降低系数剪扭构件中混凝土受扭承载力降低系数：6-9当当 t 0.5时，取时，取t0.5；当当 t 1.7 时，取z1.7 。剪扭构件剪扭构件一般剪扭构件一般剪扭构件6-226-23式中：式中： 箱形截面壁厚系数箱形截面壁厚系数， 当当 1.0 时，取时，取 1.0 ; Wt 箱形截面壁厚箱形截面壁厚, 其值不应小于其值不应小于bh/7。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助式中：式中： t 按式（按式（6-1

10、1）计算；）计算；Wt 应以应以 ft代替代替。集中力作用下的独立剪扭构件：集中力作用下的独立剪扭构件：6-246-25弯剪扭构件弯剪扭构件 像矩形、像矩形、T形和形和I形截面一样，弯矩按纯弯构件计形截面一样，弯矩按纯弯构件计 算剪力和扭矩按剪扭构件计算。算剪力和扭矩按剪扭构件计算。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助压弯剪扭构件压弯剪扭构件7.受扭构件公式使用条件及构造要求受扭构件公式使用条件及构造要求为了防止超筋为了防止超筋,要求截面尺寸满足要求截面尺寸满足6-266-276-28当当hw/b4时时,6-29当当hw/b6时时

11、,混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助为了防止少筋为了防止少筋,要求：要求：6-30 受剪及受扭箍筋要满足：受剪及受扭箍筋要满足：6-31 受扭纵筋要满足：受扭纵筋要满足：混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助可按构造配置抗扭纵筋和箍筋的条件可按构造配置抗扭纵筋和箍筋的条件6-32 纵筋的配筋率应不小于受弯时的最小配筋率纵筋的配筋率应不小于受弯时的最小配筋率和受扭时最小配筋率之和。和受扭时最小配筋率之和。构造要求构造要求受扭箍筋应采用封闭式箍筋，做法见下图。受扭箍筋应采

12、用封闭式箍筋，做法见下图。受扭钢筋受扭钢筋应应对称对称设置于截设置于截面周边，面周边，角点角点处应有处应有纵筋纵筋。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助6.3.1 矩形和箱形截面纯扭构件矩形和箱形截面纯扭构件6.3公路桥梁工程中受扭构件承载力计算公路桥梁工程中受扭构件承载力计算公路桥梁工程中受扭构件承载力计算公路桥梁工程中受扭构件承载力计算6-33混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助6.3.2 矩形和箱形截面剪扭和弯剪扭构件矩形和箱形截面剪扭和弯剪扭构件剪扭构件剪扭构

13、件fsv 箍筋的抗拉强度设计值；箍筋的抗拉强度设计值；z 抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比，抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比， 0.6z 1.7。按公式（按公式（6-33）计算的箱形截面构件应满足）计算的箱形截面构件应满足 t20.1b和和t10.1h的条件。的条件。不考虑剪扭相关性，剪力和扭矩分别计算，抗扭按下不考虑剪扭相关性，剪力和扭矩分别计算，抗扭按下公式计算公式计算6-34混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助6.3.3 矩形和箱形截面受扭构件截面尺寸应满矩形和箱形截面受扭构件截面尺寸应满 足的条件足的条件弯剪扭构件弯剪扭构件 弯矩按纯

14、弯计算，剪力和扭矩也分别计算再叠加。弯矩按纯弯计算，剪力和扭矩也分别计算再叠加。 式中式中剪扭构件混凝土抗扭承载力降低系数剪扭构件混凝土抗扭承载力降低系数当当t1.0时时,取取t=1.0。6-356-36混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助6.3.4 可不进行构件抗扭承载力计算的条件可不进行构件抗扭承载力计算的条件 6-376.3.5 配筋条件配筋条件箍筋的配筋率箍筋的配筋率 剪扭构件剪扭构件 式中，当采用式中，当采用R235 级钢筋时级钢筋时c值值取取0.0018， 当采用当采用HRB335级钢筋时取级钢筋时取0.0012。6-38 纯扭构件纯扭构件6-39混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 6 章主主 页页目目 录录上一章上一章下一下一章章帮帮 助助 纵向钢筋的配筋率纵向钢筋的配筋率 剪扭不应小于受弯构件纵向受力钢筋的最小配剪扭不应小于受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率和受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率之筋率和受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率之和，不应小于和，不应小于38ftd/fsd，也不应小于也不应小于0.15。 抗扭纵筋抗扭纵筋最小配筋率最小配筋率为为 纯扭时纯扭时 弯扭时弯扭时