(43)--知识点17 受扭构件的设计.pdf

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1、结构设计原理知识点17 受扭构件设计受扭构件设计 学习目标学习目标 掌握弯剪扭构件的破坏形式 掌握弯剪扭的相互关系 掌握弯剪扭构件的截面承载力设计与计算 学习重点学习重点 弯剪扭构件的破坏形式 弯剪扭构件的截面承载力设计与计算 学习难点学习难点 剪-扭的相关关系 弯剪扭构件的计算方法和步骤 1.1.概述概述 受扭构件实例受扭构件实例 工程结构中，构件处于纯扭矩作用的情况很少，绝大多数处于弯矩、剪力和扭矩的共同作用的复合受扭情况 2.2.弯剪扭构件的扭曲截面承载力弯剪扭构件的扭曲截面承载力 2.1 2.1 破坏形式破坏形式 2.2 2.2 承载力计算承载力计算 2.1 2.1 破坏形式破坏形式

2、（1/41/4）弯剪扭构件的破坏类型 弯型破坏 扭型破坏 剪扭型破坏 2.1 2.1 破坏形式破坏形式 （2/42/4）弯型破坏：弯型破坏：剪力较小，弯矩剪力较小，弯矩/扭矩较大，底部钢筋多于顶部钢筋扭矩较大，底部钢筋多于顶部钢筋 底面、两侧面混凝土开裂，底部钢底面、两侧面混凝土开裂，底部钢 筋先屈服，顶面混凝土后压碎筋先屈服，顶面混凝土后压碎 2.1 2.1 破坏形式破坏形式 （3/43/4）扭型破坏：扭型破坏：剪力较小，扭矩剪力较小，扭矩/弯矩较大，顶部钢筋较少弯矩较大，顶部钢筋较少 顶面、两侧面混凝土开裂，顶部钢筋受扭屈服，底部混凝土后压碎顶面、两侧面混凝土开裂，顶部钢筋受扭屈服，底部混

3、凝土后压碎 2.1 2.1 破坏形式破坏形式 （4/44/4）剪扭型破坏：剪扭型破坏：剪力、扭矩较大剪力、扭矩较大 长边一侧混凝土开裂，该侧抗扭纵筋，抗扭、抗剪箍筋屈服，另一长边混凝长边一侧混凝土开裂，该侧抗扭纵筋，抗扭、抗剪箍筋屈服，另一长边混凝土压碎土压碎 2.2 2.2 承载力计算承载力计算 2.2.1 2.2.1 剪剪-扭相关关系扭相关关系 2.2.2 2.2.2 剪扭构件的计算剪扭构件的计算 2.2.3 2.2.3 弯剪扭构件计算方法弯剪扭构件计算方法 ，TTVVtccvcc00令令 A B C D VVTTCCOCCO221TTVVCCOCCO1.5AB段段，v 0.5，t=1.0

4、；忽略剪力忽略剪力 CD段段，t 0.5，c=1.0；忽略扭矩忽略扭矩 VTTVtcc1.5100BC段段直线为，直线为，2.2.1 2.2.1 剪剪-扭相关关系扭相关关系 (1/2)(1/2)剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数t t (1)(1)一般剪扭构件的一般剪扭构件的t t (2)(2)集中荷载作用下矩形截面剪扭构件的集中荷载作用下矩形截面剪扭构件的t t ttVTWbh1.510.50TbhVWtt10.2(1)1.50t0.51.02.2.1 2.2.1 剪剪-扭相关关系扭相关关系 (2/2)(2/2)2.2.2 2.2.2 剪扭构件的计算剪扭构件的计

5、算 剪扭构件的计算公式剪扭构件的计算公式 0.351.21TTf WfAsAutttyvstcorsVVf bhfhAuttyvsv0.7(1.5)1.2500 1 1）受扭承载力公式受扭承载力公式 2 2）受剪承载力公式受剪承载力公式 uttyvsvVVf bhfAsh1.751(1.5)1.000或 TTTucs VVVucs 0TTtcs0VVvcs2.2.3 2.2.3 弯剪扭构件计算方法弯剪扭构件计算方法(1/6)(1/6)I.I.将受弯与受扭所需纵筋分别计算后进行叠加将受弯与受扭所需纵筋分别计算后进行叠加 II.II.对剪扭作用考虑混凝土项的相关作用对剪扭作用考虑混凝土项的相关作用

6、 III.III.受扭箍筋和受剪箍筋采用简单叠加方法受扭箍筋和受剪箍筋采用简单叠加方法 简化处理简化处理 2.2.3 2.2.3 弯剪扭构件计算方法弯剪扭构件计算方法(2/6)(2/6)（1 1）纵筋的配置方法纵筋的配置方法 受弯纵筋受弯纵筋A As s和和A A s s 剪扭共同作用，抗扭纵筋（均匀对称布置）剪扭共同作用，抗扭纵筋（均匀对称布置）叠加（相应位置）叠加（相应位置）（2 2）箍筋的配置方法箍筋的配置方法 抗剪箍筋抗剪箍筋 抗扭箍筋抗扭箍筋 2.2.3 2.2.3 弯剪扭构件计算方法弯剪扭构件计算方法(3/6)(3/6)叠加叠加 2.2.3 2.2.3 弯剪扭构件计算方法弯剪扭构件

7、计算方法(4/6)(4/6)简化计算简化计算（1 1 ）不进行抗剪计算的条件不进行抗剪计算的条件：Vf bht0.350或或 Vf bht10.8750为弯扭构件为弯扭构件 受弯构件正截面受弯构件正截面 纯扭的受扭承载力纯扭的受扭承载力 2.2.3 2.2.3 弯剪扭构件计算方法弯剪扭构件计算方法(5/6)(5/6)（2 2 ）不进行抗扭计算的条件不进行抗扭计算的条件：为弯剪构件为弯剪构件 受弯构件正截面受弯构件正截面 受弯构件斜截面受弯构件斜截面 0.175Tf Wtt2.2.3 2.2.3 弯剪扭构件计算方法弯剪扭构件计算方法(6/6)(6/6)计算步骤计算步骤 验算截面尺寸；验算截面尺寸

8、；验算构造配筋条件；验算构造配筋条件；确定计算方法确定计算方法，即是否可简化计算；即是否可简化计算；根据根据M M值计算受弯纵筋；值计算受弯纵筋；根据根据V V和和T T计算箍筋和抗扭纵筋；计算箍筋和抗扭纵筋；验算最小配筋率并使各种配筋符合规范构造要求。验算最小配筋率并使各种配筋符合规范构造要求。【例题】一钢筋混凝土连续梁受均布荷载作用，截面尺寸为bh=300mm600mm，asas35mm，混凝土保护层厚度为25mm；在支座处承受的内力：M90kNm，V103.8kN，T28.3kNm。采用的混凝土强度等级为C25，纵向钢筋为HRB335，箍筋为热轧HPB235级钢筋。试确定该截面配筋。（1

9、 1）验算截面尺寸及构造配筋条件）验算截面尺寸及构造配筋条件 Wh bbt66(3)3003 600 30022500000mm1232bhWVTt300 565225000001.87MPa103800283000000【解解】VbhTWt00.8103800300 565283000000.8 22500000ft270.89MPa 0.70.7 1.fcct1.0 11.92.98MPa 0.250.250 因此，截面尺寸满足要求，但需要按计算确定抗剪和抗扭钢筋。TfWVf bhttt 28300000 0.1750.175 1.27225000005000625 103800 0.35

10、0.35 1.2730056575342.750故剪力和扭矩都不能忽略，不能进行简化计算。（2 2）确定计算方法）确定计算方法 （3 3）计算抗弯纵筋）计算抗弯纵筋 符合要求 sbscyAf b hfmm11 20.0820.55,554102sAbh0554300 5650.33%0.2%scMf bh1026290 101.0 11.9 300 5650.079（4 4）计算箍筋）计算箍筋 计算抗剪箍筋 因此，取TbhVWttt1.02830000030056510.5103800225000001.271.01.510.51.50由可得：sVf bhfhAttyvsv0.7(1.5)1.

11、2500由上式解得：sAsAvsvvsv 0.096 1.25 21056521038000.7(1.5 1.0)1.27 300 56511 计算抗扭箍筋（取1.2）由可得：sTfWfAAtttyvcorst0.351.21由上式解得：sAsAtsttst 0.48200 1.21.21375210283000000.35 1 1.272250000011箍筋为抗剪与抗扭箍筋得叠加，即：sssAAAvtsvtsvst 0.0960.4820.578110.604满足。若选用则sAsvt130 0.57878.510130,1 0.402%300 130svn Abs配箍率2sv78.5满足要求。最小配箍率648,minbhVb fTfAystltstl 0.60.00242,min,min假定抗扭纵筋对称布置，每侧三根钢筋，顶面应有两根钢筋与抗弯钢筋叠加，顶部纵筋面积为：选取3根直径为18mm的钢筋，实配As763mm2。底面配筋面积为：As3216mm6482选取2根直径为12mm的钢筋，实配As226mm2。sAmm64835547702梁侧面中部各配1根直径为12mm的钢筋。配筋如下图所示。12 12 18 130