第5章受扭构件强度计算(新)分解.ppt

* 第5章 受扭构件承载力计算 图5-1 曲线梁示意图 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 一、试验研究分析 1. 矩形截面素混凝土纯扭构件的受扭性能 当外扭矩较小时，受力情况类似于弹性体。 随扭距增大，首先在长边中点达到最大剪应力(抗拉强度) ；由于 混凝土的塑性性能，构件并未开裂。 随扭矩增大，塑性应力重分布，逐渐充分。最后，在构件某薄弱截面 长边首先出现与构件纵轴呈45°斜裂缝，并很快向两窄面发展，最后 形成三面开裂一面受压的空间扭曲破坏面，表现出明显的脆性。 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 抗扭配筋的形式 受扭 开裂 形成大约45°方向的螺旋式裂缝 配抗扭钢筋 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 2.钢筋混凝土矩形截面纯扭构件的受扭性能 图5-2 钢筋混凝土受扭构件的T-θ曲线 图5-3 扭转裂缝分布图 T(?T) T(?T) §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 二、矩形截面纯扭构件的破坏特征 1. 少筋破坏 发生情况：当抗扭钢筋（箍筋、纵筋）配置过少或其中之一过少。 预防措施：限制最小配筋率和最大箍筋间距。 2. 适筋破坏 发生情况：箍筋与纵筋适当。（箍筋先屈服，后混凝土被压碎） 3. 超筋破坏 发生情况：两种钢筋均过量。（混凝土被压碎，钢筋未屈服） 预防措施：限制最大配筋率或最小截面尺寸。 4. 部分超筋破坏 发生情况：箍筋和纵筋中一种配置合适，另一种配置过多。（较少的钢 筋先屈服，后混凝土被压碎 ，配置过多的钢筋达不到屈服） §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 三、矩形截面纯扭构件的开裂扭矩 图5－5 纯扭构件开裂前截面剪应力分布 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 （5-3） 配筋强度比ζ 　0.6≤ζ≤1.7，纵筋和箍筋基本上能同时屈服，设计时可取ζ=1.0～1.2。 箱形截面：忽略核心区混凝土的作用 空间桁架 混凝土开裂后不承受拉力 忽略纵筋和箍筋的销栓作用 1. 基本假定 四、纯扭构件的承载力计算理论 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 变角度空间桁架模型 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 图5-8 变角度空间桁架模型 a)计算模型示意图 b)环向剪力流  2.抗扭承载力计算分析 定义剪力流 q 抗扭承载力 剪力流中心线所包围的面积 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 图5-8 变角度空间桁架模型 a)计算模型示意图 b)环向剪力流 c)内力平衡图  2.抗扭承载力计算分析 纵筋的拉力 取隔离体 相应其它三个面的隔离体 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 图5-8 变角度空间桁架模型 a)计算模型示意图 b)环向剪力流 c)内力平衡图  2.抗扭承载力计算分析 纵筋的拉力 如果配筋适中，纵筋可以屈服 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 图5-8 变角度空间桁架模型 a)计算模型示意图 b)环向剪力流 c)内力平衡图  2.抗扭承载力计算分析 箍筋的拉力 对斜裂缝上半部分的隔离体ACD 如果配筋适中，箍筋亦可以屈服 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 纵筋与箍筋配筋强度比 变角度α公式 2.抗扭承载力计算分析 消去q §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 抗扭承载力的计算公式 2.抗扭承载力计算分析 消去α §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 五、《公路桥规》对矩形截面纯扭构件的承载力计算 考虑混凝土和钢筋的共同贡献，经回归分析得出实用计算公式： 1. 承载力计算公式 为保证纵、箍筋均能屈服，建议取0.6~1.7，当? 1.7 时，取? =1.7，常用值的区间为1.0~1.2 箍筋内表面所包围的面积，取截面尺寸减去保护层厚度算得 §5-1 纯扭构件的破坏特征和承载力计算 2.公式适用条件 （1）抗扭承载力上限值 （2）抗扭承载力下限值 《公路桥规》规定，纯扭构件： 箍筋配筋率应满足： 纵向受力钢筋配筋率应满足： * * *