版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、第七章钢筋混凝土受扭构件主讲:闫亚光第1页,共36页。第七章 钢筋混凝土受扭构件概 述1纯扭构件承载力计算2剪扭和弯扭构件承载力计算33弯剪扭构件承载力计算4Back第2页,共36页。本章主要介绍钢筋混凝土矩形截面纯扭构件承载力、剪扭构件承载力、弯扭构件承载力、弯剪扭构件承载力的计算和受扭构件的构造要求,重点是剪扭相关性和叠加原理。 本章提要第七章 钢筋混凝土受扭构件第3页,共36页。截面上作用有扭矩的构件称为受扭构件。下图所示的雨篷梁、框架的边梁和厂房中的吊车梁等就是受扭构件。一、工程中常见的受扭构件7.1 概 述图7.1受扭构件 第4页,共36页。 受扭构件所受扭矩分为(a)平衡扭矩和(b
2、)协调扭矩。 工程中的纯扭构件很少,一般同时在截面上作用有剪力和弯矩。如雨篷梁截面上同时有扭矩、剪力和弯矩。 平衡扭矩 由荷载直接作用,可用平衡条件直接求得的扭矩称平衡扭矩 。如厂房中受吊车横向刹车力作用的吊车梁、雨蓬梁、曲梁和螺旋楼梯都属于这一类扭矩作用的构件。7.1 概 述第5页,共36页。 协调扭矩 在超静定结构中,由变形协调使截面产生的扭矩称协调扭矩 。如现浇框架结构中的边主梁,当次梁在荷载作用下受弯变形时,边主梁对次梁梁端的转动产生约束作用,根据变形协调条件,可以确定次梁梁端由于主梁的弹性约束作用而引起的负弯矩,该负弯矩即为主梁所承受的扭矩作用。 受扭构件所受扭矩分为(a)平衡扭矩和
3、(b)协调扭矩。 工程中的纯扭构件很少,一般同时在截面上作用有剪力和弯矩。如雨篷梁截面上同时有扭矩、剪力和弯矩。 7.1 概 述第6页,共36页。(1)矩形截面素混凝土纯扭构件的受扭性能 a 当外扭矩较小时,受力情况类似于弹性体,如图 a 。 b 随扭距增大,首先在长边中点达到 ;由于混凝土的塑性性能,构件并未开裂,如图b。 二、素混凝土纯扭构件的受力性能图7.2 素混凝土纯扭构件的破坏情形 7.1 概 述第7页,共36页。c 随扭矩增大,塑性应力重分布,逐渐充分。最后,在构件长边首先出现与构件纵轴呈450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。
4、(1)矩形截面素混凝土纯扭构件的受扭性能二、素混凝土纯扭构件的受力性能图7.2 素混凝土纯扭构件的破坏情形 7.1 概 述第8页,共36页。三、受扭构件的配筋形式在一般工程中均采用由横向钢筋和纵向钢筋组成的受扭钢筋骨架来承担扭矩的作用。 受扭箍筋的形式必须做成封闭式的,在两端并应有足够的锚固长度。 图7.3 受扭构件的配筋 7.1 概 述第9页,共36页。 沿截面周边布置的受扭纵向钢筋的间距不应大于200mm和梁截面短边长度;除应在梁截面四角设置受扭纵向钢筋外,其余受扭纵向钢筋宜沿截面周边均匀对称布置。图7.3 受扭构件的配筋 7.1 概 述第10页,共36页。按受扭钢筋配筋情况的不同,钢筋混
5、凝土矩形截面纯扭构件的破坏特征可分为下列四种类型:(1) 当箍筋和纵筋或者其中之一配置过少时,配筋构件的抗扭承载力与素混凝土构件没有实质性的差别,其破坏扭矩基本上与开裂扭矩相等。 (2) 当构件中的箍筋和纵筋配置适当时,破坏前构件上陆续出现多条与构件轴线呈大约45角的螺旋裂缝。 一、 构件破坏特征7.2 纯扭构件承载力计算第11页,共36页。(3) 当构件中配置的箍筋或纵筋的数量过多时,在破坏时只有数量相对较少的那种钢筋受拉屈服,而另一部分钢筋则在破坏时达不到屈服点,故称这种破坏为“部分超筋”情况,在工程中,这种破坏的构件可以采用。(4) 当受扭箍筋和纵筋都配置得太多时,在两者都未能达到屈服点
6、以前,受压边混凝土被压碎而构件宣告破坏。 一、 构件破坏特征7.2 纯扭构件承载力计算第12页,共36页。规范采用纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值进行控制(见图7.4) :试验表明,当=0.52.0时,构件在破坏前,受扭箍筋和受扭纵筋都能够达到屈服强度。为了慎重起见,规范规定,值应满足下列条件:0.61.7且当1.7时,取=1.7。图7.4 矩形受扭截面 7.2 纯扭构件承载力计算第13页,共36页。二、钢筋混凝土纯扭构件的开裂扭矩 (1)矩形截面纯扭构件矩形截面纯扭构件开裂扭矩:近似等于素混凝土受扭构件,且最大主拉应力发生在截面长边的中点7.2 纯扭构件承载力计算第14页,共36页。 混凝土结构
7、设计规范偏于安全地取: 受扭构件截面受扭塑性抵抗矩二、钢筋混凝土纯扭构件的开裂扭矩 (1)矩形截面纯扭构件7.2 纯扭构件承载力计算第15页,共36页。(2)T形形截面纯扭构件7.2 纯扭构件承载力计算第16页,共36页。分别为腹板、受压翼缘、受拉翼缘部分的受扭塑性抵抗矩 当翼缘较大时,以上公式应满足:及(2)T形形截面纯扭构件7.2 纯扭构件承载力计算第17页,共36页。三、纯扭构件的受扭承载力 (1)纯扭构件的力学模型空间桁架模型7.2 纯扭构件承载力计算第18页,共36页。(2)纯扭构件的受扭承载力矩形截面: ,混凝土的抗扭作用 ; 箍筋与纵筋的抗扭作用 混凝土的抗扭能力 ( 同前)。
8、箍筋抗拉强度设计值。 箍筋单肢截面面积。箍筋间距。 受扭纵筋与箍筋的强度比(沿截面核心周长单位长度内的抗扭纵筋与沿构件长度方向单位长度内的单侧抗扭箍筋强度之比)。7.2 纯扭构件承载力计算第19页,共36页。当受扭构件同时存在剪力并在下列情况下时,可不考虑剪力和扭矩的作用:(1) 当V0.35ftbh0或V0.875ftbh0/(+1)时,可不考虑剪力;(2) 当T0.175ftWt时,则可不考虑扭矩;(3) 当V/(bh0)+T/Wt0.7ft时,则可不进行构件剪扭承载力的计算,仅需按最小配筋率和最小配箍率配置纵向钢筋和配置箍筋。一、剪扭构件承载力计算7.3 剪扭和弯扭构件承载力计算第20页
9、,共36页。试验表明,同时受有剪力和扭矩的剪扭构件,其受剪承载力Vu和受扭承载力Tu将随剪力和扭矩的比值变化而变化。试验结果亦指出,剪扭构件的受剪承载力随扭矩的增加而减小,而构件的受扭承载力则随剪力增大而减小,反之亦然。对于一般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数t,应按下式计算:当t1.0时,取t=1; 当t0.5时,取t=0.5。1、受扭构件承载力降低系数7.3 剪扭和弯扭构件承载力计算第21页,共36页。对集中荷载作用下的矩形截面钢筋混凝土剪扭构件(包括作用有多种荷载,且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况),其t改用下式计算: 7.3 剪扭和弯扭构件承
10、载力计算第22页,共36页。 在引进t后,剪扭构件的受剪、受扭承载力可分别计算。(1).剪扭构件的受剪承载力对于一般剪扭构件,按对于需考虑剪跨比的剪扭构件,按 2、受扭构件的剪扭承载力(7.8) (7.9) 7.3 剪扭和弯扭构件承载力计算第23页,共36页。 在引进t后,剪扭构件的受剪、受扭承载力可分别计算。(2). 剪扭构件的受扭承载力在式(7.5)的基础上,考虑混凝土受扭承载力降低系数t,可得2、受扭构件的剪扭承载力7.3 剪扭和弯扭构件承载力计算第24页,共36页。3、剪扭构件的箍筋用量 按式(7.8)、式(7.10)或式(7.9)、式(7.10)计算出的箍筋用量Asv/s及Ast1/
11、s进行叠加,就得出满足剪扭承载力所需的总箍筋用量,即:箍筋的配筋率sv应当满足: 7.3 剪扭和弯扭构件承载力计算第25页,共36页。同时承受弯矩和扭矩的构件,叫弯扭构件。规范采用“叠加法”进行设计,分别按受弯构件的正截面承载力计算自身纵筋量和按纯扭构件计算自身受扭钢筋(纵筋和箍筋)量,并按如下方式配置(图7.5):二、矩形截面弯扭构件承载力计算7.3 剪扭和弯扭构件承载力计算图7.5 弯扭构件纵向钢筋叠加(a) 受弯纵筋;(b) 受扭纵筋;(c) 叠加 第26页,共36页。(1) 按构件受扭承载力得出的纵向钢筋截面面积Astl应沿构件截面周边均匀布置,其间距不应大于200mm和梁的短边尺寸,
12、且截面的四角必须有纵向受扭钢筋(图7.5(b))。 受扭纵向钢筋的配筋率不应小于其最小配筋率: (2) 按构件受弯承载力得出的纵向受力钢筋面积As按受弯构件要求配置,并应满足最小配筋率要求(图7.5(a))。 (3) 箍筋按受扭计算确定并应满足受弯构件中的最小直径和最大间距规定。 (4) 将1、2两部分钢筋的重叠部分合并在一起。 7.3 剪扭和弯扭构件承载力计算第27页,共36页。(1) 验算构件的截面尺寸要求 (2) 计算弯矩作用下的配筋。(3) 在剪力和扭矩共同作用下的配筋,可按上一节剪扭构件进行。(4) 进行截面设计时,构件的配筋为第2步和第3步两项钢筋之和,并应符合本章各节中之构造规定
13、。 一、 计算方法7.4 弯剪扭构件承载力计算第28页,共36页。【例7.1】某框架边梁截面尺寸bh=250mm600mm,承受弯矩设计值M=105kNm,剪力设计值V=60kN,扭矩设计值T=10kNm,混凝土强度等级C20(fc=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2),纵向钢筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HPB235级钢筋,纵向钢筋混凝土保护层厚度c=25mm。试求截面所需的受弯、受剪及受扭钢筋,并绘出截面配筋图。【解】(1) 验算截面尺寸。设as=35mm,则h0=h-as=600-35=565mm。截面受扭塑性抵抗矩二、 设计实例7.4 弯剪扭构件承载力计算第29页,共36页。
14、Wt=b2/6 (3h-b)=16.15106mm3V/bh0+T/0.8Wt=1.198N/mm20.25cfc=2.4N/mm2截面尺寸满足要求。(2) 验算是否需考虑剪力。V=60000N0.35ftbh0=54381.25N故应考虑剪力的影响。(3) 验算是否需考虑扭矩。T=10106Nmm0.175ftWt=3.11106Nmm故应考虑扭矩的影响。7.4 弯剪扭构件承载力计算第30页,共36页。(4) 验算是否需要进行受剪和受扭承载力计算。V/bh0+T/Wt=1.04N/mm20.7ft=0.77N/mm2故应进行剪扭承载力计算。(5) 计算受剪箍筋。由式(7.6)可得:t=1.1
15、171.0取t=1.0。由式(7.8)可得:Asv/s=0.038mm2/mm7.4 弯剪扭构件承载力计算第31页,共36页。(6) 计算受扭钢筋。bcor=250-50=200mmhcor=600-50=550mmucor=2(200+550)=1500mmAcor=200550=110000mm2取=1.2,则由式(7.10)可得:Ast1/s=0.124mm2/mm由式(7.3)可得受扭纵筋量Astl=156.24mm27.4 弯剪扭构件承载力计算第32页,共36页。(7) 计算受弯纵向钢筋。s=M/1fcbh02=0.137由附表10查得s=0.927。则As=M/fysh0=668.25mm2(8) 配置钢筋并验算条件。 箍筋用量箍筋单肢总用量为A*sv1/s=0.143mm2/mm选用箍筋直径为8,Asv1=50.3mm2,则s=50.3/0.143=351.7mm,取s=150mm。7.4 弯剪扭构件承载力计算第33页,共36页。验算最小配箍率条件。实际配箍率svsv=nAsv1/bs=0.268%最小配筋率sv,min=0.28ft/fyv=0.146%sv(满足要求) 确定纵筋用量受扭纵筋最小配筋率验算:tl=Astl/bh=0.104%tl,min=0.17
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 开放获取科技期刊管理新动向
- 期货公司税务筹划指南
- 电子商务外协产品管理办法
- 家具制造业质量异常管理策略
- 桌球室墙面施工协议
- 别墅装修隔层施工合同
- 军工级元器件选用管理办法
- 广告宣传居间人管理规则
- 电力设施安装简易合同
- 建筑改造安全施工合同范本
- 彩色多普勒超声诊断仪投标方案(技术标)
- 2023-2024学年浙江省宁波市海曙区部分校八年级(上)期中数学试卷(含解析)
- 营养与健康学校建设方案
- 2023年新改版教科版六年级上册科学期中检测卷(含答案)
- 第十章 其他类型天然产物
- 被执行人财产线索表
- (6.6)-第一章 领悟人生真谛 把握人生方向
- 初中物理第二章 声现象作业设计初中物理第二章 声现象作业设计
- 小学心理健康教育-我当哥哥姐姐了教学设计学情分析教材分析课后反思
- 冬季四防安全介绍课件
- 国网基建各专业考试题库大全-技术专业(考题汇总)
评论
0/150
提交评论