钢筋混凝土结构设计受扭构件扭曲截面受力性能与设计.pptx
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1、n 结构工程中扭转的分类n 平衡扭矩(equilibrium torsion)n 协调扭矩(compatibility torsion)T=HeHeH平衡扭矩协调扭矩第1页/共36页p 试验研究分析建立受扭计算模型p 开裂扭矩的计算p 纯扭构件的受扭承载力第2页/共36页n 素混凝土纯扭构件的受扭性能试验研究分析TT45oABCDABCDn 截面上的应力分布n 三面开裂,一面受压的空间扭曲破坏面截面上的应力分布空间扭曲破坏面第3页/共36页n 钢筋混凝土纯扭构件的受扭性能n 受扭钢筋n 受扭纵筋n 受扭箍筋n 破坏形态n 少筋受扭破坏n 当钢箍与纵筋配置过少,或箍筋间距过大,其破坏与素混凝土构
2、件破坏相似,呈脆性破坏,称为少筋受扭破坏。n 适筋受扭破坏n 当箍筋与纵筋适当时,发生适筋受扭破坏;纵筋,箍筋先屈服,后混凝土被压碎。n 部分超筋受扭破坏n 当钢箍和纵筋中一种配置合适,另一种配置过多,称为部分超筋受扭破坏。n 完全超筋受扭破坏n 当两种钢筋均过量时,混凝土被压碎,为脆性破坏,称为超筋受扭破坏。试验研究分析第4页/共36页n 钢筋混凝土纯扭构件的受扭性能n 适筋受扭的破坏过程的特点n 裂缝转角不等于45度n 受扭钢筋均能屈服n 有临界斜裂缝n 钢筋先屈服,混凝土后压坏n 属于塑性破坏fyfyfyvfyv临界斜裂缝纵筋与箍筋均能够达到屈服钢筋混凝土受扭构件的裂缝试验研究分析第5页
3、/共36页hbn 矩形截面纯扭构件n 开裂扭矩的计算n 开裂时混凝土的拉应变很小,因此,钢筋的应力也很小,对提高开裂荷载作用不大,在进行开裂扭矩计算时可忽略钢筋的影响。n 开裂前截面剪应力的分布45o45o45oh-bbb/2b/2截面剪应力分布简化模式纯扭构件的开裂扭矩第6页/共36页n 矩形截面纯扭构件n 开裂扭矩Tcr的计算纯扭构件的开裂扭矩h-bbb/2b/2第7页/共36页n 矩形截面纯扭构件n 规范中开裂扭矩Tcr的取值 其中系数0.7综合反映了混凝土塑性发挥的程度和双轴应力下混凝土强度降低的影响。n 修正系数取值的几个原因p 混凝土并非理想塑性;p 在拉压复合应力作用下,混凝土的
4、抗拉强度低于单向受拉时的抗拉强度;p 对于素混凝土,取值0.870.97;p 对于钢筋混凝土,取值0.861.06。纯扭构件的开裂扭矩第8页/共36页hbhfbfhbhfbfhfn T形和I形截面纯扭构件n 为简化计算,可将T形和I形截面分成若干个矩形截面n 整截面的Wt为各分块矩形Wt之和n 分块原则是:首先满足较宽矩形部分的完整性n Wt的计算方法 纯扭构件的开裂扭矩第9页/共36页n 纯扭构件力学模型的发展n 1929年,德国人Rausch.E在其博士论文“Design of Reinforced Concrete in Torsion”中首先提出了空间桁架模型。n 1945年,瑞典人H
5、.Nylander提出了视混凝土为理想塑性材料的塑性理论计算方法。n 1958年,前苏联人提出了扭面平衡法。n 1968年,Lampert,P.与 Thurlimann,B.在论文“Torsion Tests on Reinforced Concrete Beams”中提出了变角空间桁架模型。纯扭构件的受扭承载力n 空间桁架模型与变角空间桁架模型n 钢筋混凝土实心构件与空心构件极限扭矩基本相同,因而可简化为箱形截面。n 空间桁架模型认为混凝土沿450的斜杆,变角空间桁架模型认为此角是变化的。第10页/共36页n 变角空间桁架模型ssbcorhcor纯扭构件的受扭承载力hcorVhChChVhV
6、bCb第11页/共36页n 变角空间桁架模型纯扭构件的受扭承载力截面核心区部分的周长受扭纵筋与受扭箍筋的配筋强度比构件受扭承载力核心区的面积第12页/共36页n 矩形截面纯扭构件的受扭承载力n 变角空间桁架模型与试验结果存在差异;n混凝土规范参考了桁架模型,并认为受扭承载力Tu由混凝土的抗扭作用Tc与抗扭钢筋的作用Ts共同组成。纯扭构件的受扭承载力第13页/共36页n 矩形截面纯扭构件的受扭承载力纯扭构件的受扭承载力n系数可由试验实测数据确定;n 考虑到设计应用上的方便规范采用一根略为偏低的直线表达式。0.51.01.52.02.53.00.51.01.52.02.50第14页/共36页n设计
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- 钢筋混凝土 结构设计 构件 扭曲 截面 性能 设计
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