PPT混凝土结构设计原理之受扭构件承载力计算

第六六章章受受扭扭构构件件承承载载力力计计算算第一一节节纯纯扭扭构构件件承承载载力力计计算算第二二节节弯弯剪剪扭扭构构件件承承载载力力计计算算第一一节节纯纯扭扭构构件件承承载载力力计计算算一、、受受扭扭构构件件的的破破坏坏特特征征混凝凝土土结结构构构构件件，，除除承承受受弯弯矩矩、、轴轴力力、、剪剪力力外外，，还还可可能能承承受受扭扭矩矩的的作作用用。。工工程程中中，，混混凝凝土土构构件件受受到到的的扭扭转转有有两两类类:一类类是是由由外外荷荷载载直直接接作作用用产产生生的的扭扭转转，，其其扭扭矩矩可可由由静静力力平平衡衡条条件件求求得得，，与与构构件件的的抗抗扭扭刚刚度度无无关关，，一一般般也也称称为为平平衡衡扭扭转转。。图6-1(a),(b)中的的受受檐檐口口竖竖向向荷荷载载作作用用的的挑挑檐檐梁梁，，受受水水平平制制动动力力作作用用的的起起重重机机梁梁，，截截面面上上承承受受有有扭扭矩矩，，都都是是这这一一类类扭扭转转。。另一一类类是是超超静静定定结结构构中中由由于于变变形形的的协协调调使使截截面面产产生生的的扭扭转转，，称称为为协协调调扭扭转转。。如如图6-1(c)中的的现现浇浇框框架架的的边边梁梁，，由由于于次次梁梁梁梁端端的的弯弯曲曲转转动动变变形形使使得得边边梁梁产产生生扭扭转转，，截截面面承承受受扭扭矩矩。。但但在在边边梁梁受受扭扭开开裂裂后后，，其其抗抗扭扭刚刚度度迅迅速速降降低低，，从从而而截截面面所所承承受受的的扭扭矩矩也也会会随随之之而而减减少少。。下一一页页返回回第一一节节纯纯扭扭构构件件承承载载力力计计算算扭矩矩在在构构件件中中引引起起的的主主拉拉应应力力轨轨迹迹线线为为一一组组与与构构件件纵纵轴轴大大致致成成45度。。角角，，并并绕绕四四周周面面连连续续的的螺螺旋旋线线。。因因此此，，最最合合理理的的配配筋筋应应是是沿沿45度。。方方向向布布置置的的螺螺旋旋箍箍筋筋。。但但在在实实际际工工程程中中，，扭扭矩矩在在构构件件全全长长上上常常常常要要改改变变方方向向。。扭扭矩矩方方向向一一改改变变，，螺螺旋旋筋筋的的旋旋角角方方向向也也要要相相应应地地加加以以改改变变，，这这在在配配筋筋构构造造措措施施上上就就会会造造成成很很大大的的困困难难。。所所以以，，在在实实际际工工程程结结构构中中都都采采用用垂垂直直构构件件纵纵轴轴的的箍箍筋筋和和沿沿截截面面周周边边布布置置的的纵纵向向钢钢筋筋组组成成的的空空间间钢钢筋筋骨骨架架来来承承担担扭扭矩矩。。试验表表明，，对于于钢筋筋混凝凝土矩矩形截截面受受扭构构件，，其破破坏形形态与与配置置钢筋筋的数数量多多少有有关，，可以以分为为三类类:(1)少筋破破坏。。(2)适筋破破坏。。(3)超筋破破坏。。下一页页返回上一页页第一节节纯扭扭构件件承载载力计计算二、矩矩形截截面纯纯扭构构件承承载力力计算算矩形截截面纯纯扭构构件承承载力力按下下式计计算:(6-2)(6-3)三、T形和I形截面面纯扭扭构件件承载载力计计算T形和I形截面面纯扭扭构件件可分分为腹腹板、、受压压翼缘缘及受受拉翼翼缘3个矩形形块，，其受受扭承承载力力按式式(6-2)计算，，各矩矩形块块的扭扭矩为为:下一页页返回上一页页第一节节纯扭扭构件件承载载力计计算腹板(6-4)受压翼翼缘(6-5)受拉翼翼缘(6-6)T------构件截截面所所承受受的扭扭矩设设计值值;TW------腹板所所承受受的扭扭矩设设计值值;Tf′、Tf------受压翼翼缘、、受拉拉翼缘缘所承承受的的扭矩矩设计计值;Wt------T形和I形截面面受扭扭塑性性抵抗抗矩，，下一页页返回上一页页第一节节纯扭扭构件件承载载力计计算WtW、Wtf′、Wtf------T形和I形截面面腹板板、受受压翼翼缘及及受拉拉翼缘缘的矩矩形截截面受受扭塑塑性抵抵抗矩矩。对T形和1形构件件腹板板、受受压翼翼缘及及受拉拉翼缘缘部分分的矩矩形截截面受受扭塑塑性抵抵抗矩矩WtW、Wtf′、Wtf应按下下列规规定计计算。。(1)腹板(6-8)(2)受压翼翼缘(6-9)(3)受拉翼翼缘(6-10)下一页页返回上一页页第一节节纯扭扭构件件承载载力计计算四、箱箱形截截面纯纯扭构构件承承载力力计算算箱形截截面纯纯扭构构件承承载力力按下下式计计算:(6-11)(6-12)(6-13)返回上一页页第二节节弯剪剪扭构构件承承载力力计算算一、弯弯剪扭扭构件件截面面限制制条件件(1)在弯矩矩、剪剪力和和扭矩矩共同同作用用下，，对hw/b毛6的矩形形、T形、I形截面面和hw/tw≤6的箱形形截面面构件件(图6-2)，其截截面应应符合合下列列条件件:(6-14)(6-15)下一页页返回第二节节弯剪剪扭构构件承承载力力计算算(2)在弯矩矩、剪剪力和和扭矩矩共同同作用用下的的构件件(图6-2)，当符符合下下列公公式的的要求求时，，均可可不进进行构构件受受剪扭扭承载载力计计算，，仅需需按构构造要要求配配置纵纵向钢钢筋和和箍筋筋。(6-16)(6-17)下一页页返回上一页页第二节节弯剪剪扭构构件承承载力力计算算二、矩矩形截截面构构件弯弯剪扭扭承载载力计计算1.轴向压压力和和扭矩矩共同同作用用下在轴向向压力力和扭扭矩共共同作作用下下的矩矩形截截面钢钢筋混混凝土土构件件，其其受扭扭承载载力应应符合合下列列规定定:(6-18)2.剪力和和扭矩矩共同同作用用下(1)矩形截截面一一般剪剪扭构构件的的承载载力应应按下下列公公式计计算:受剪承承载力力(6-19)下一页页返回上一页页第二节节弯剪剪扭构构件承承载力力计算算受扭承承载力力(6-20)(2)矩形截截面集集中荷荷载作作用下下的独独立剪剪扭构构件的的承载载力应应按下下列公公式计计算:(6-21)下一页页返回上一页页第二节节弯剪剪扭构构件承承载力力计算算3.轴向压压力、、弯矩矩、剪剪力和和扭矩矩共同同作用用下(1)在轴向向压力力、弯弯矩、、剪力力和扭扭矩共共同作作用下下的钢钢筋混混凝土土矩形形截面面框架架柱，，其受受剪扭扭承载载力应应符合合下列列规定定:受剪承承载力力(6-22)受扭承承载力力(6-23)下一页页返回上一页页第二节节弯剪剪扭构构件承承载力力计算算(2)在轴向向压力力、剪剪矩、、剪力力和扭扭矩共共同作作用下下的钢钢筋混混凝土土矩形形截面面框架架柱，，当T≤(0.175f1十0.035N/A)Wt，时，，可仅仅按偏偏心受受压构构件的的正截截面受受压承承载力力和框框架柱柱斜截截面受受剪承承载力力分别别进行行计算算。(3)在轴向向压力力、弯弯矩、、剪力力和扭扭矩共共同作作用下下的钢钢筋混混凝土土矩形形截面面框架架柱，，其纵纵向钢钢筋截截面面面积应应分别别按偏偏心受受压构构件的的正截截面受受压承承载力力和剪剪扭构构件的的受扭扭承载载力计计算确确定，，并应应配置置在相相应的的位置置;箍筋截截面面面积应应分别别按剪剪扭构构件的的受剪剪承载载力和和受扭扭承载载力计计算确确定，，并应应配置置在相相应的的位置置。下一页页返回上一页页第二节节弯剪剪扭构构件承承载力力计算算4.弯矩、、剪力力和扭扭矩共共同作作用下下在弯矩矩、剪剪力和和扭矩矩共同同作用用下的的矩形形截面面构件件，可可按下下列规规定进进行承承载力力计算算:C1)当V≤0.35ftbh0或V≤0.875ftbh0/(λ+1)时，可可仅按按受弯弯构件件的正正载面面受弯弯承载载力和和纯扭扭构件件的受受扭承承载力力分别别进行行计算算;(2)当T≤0.175ftWt或T≤0.175αhftWt，时，，可仅仅按受受弯构构件的的正载载面受受弯承承载力力和斜斜截面面受剪剪承载载力分分别进进行计计算。。下一页页返回上一页页第二节节弯剪剪扭构构件承承载力力计算算三、T形和I形截面面构件件弯剪剪扭承承载力力计算算(1)T形和I形截面面剪扭扭构件件的受受剪扭扭承载载力应应按下下列规规定计计算:1)受剪承承载力力。T形和I形截面面剪扭扭构件件的受受剪承承载力力，可可按式式(6-19)或式(6-21)计算，，但应应将T及W分别以以Tw及Wtw代替。。2)受扭承承载力力。T形和I形截面面剪扭扭构件件受扭扭承载载力可可按相相关规规定划划分为为2个或3个矩形形块分分别进进行计计算。。其中中腹板板为剪剪扭构构件，，其受受扭承承载力力按式式(6-20)计算，，计算算时，，式中中的T及W分别以以Tw及Wtw替代。。受压压翼缘缘和受受拉翼翼缘不不考虑虑其承承受剪剪力，，故为为纯扭扭构件件，其其受扭扭承载载力按按式(6-20)计算。。计算算时，，式中中的T及Wt分别以以Tf′及Wtf′或Tf及Wtf替代。。(2)T形和I形截面面构件件在弯弯矩、、剪力力和扭扭矩共共同作作用下下的承承载力力计算算可参参照矩矩形截截面构构件在在弯矩矩、剪剪力和和扭矩矩共同同作用用下的的承载载力计计算方方法进进行。。下一页页返