《建筑力学与结构分析》课件-4.2受扭构件的构造要求

建筑力学与结构

4钢筋混凝土受扭构件的力学分析与构造要求02受扭构件的构造要求01扭转的概念、外力偶矩计算、扭矩图绘制课程学习内容和方法受扭构件构造要求01受扭构件的受力特点课程学习内容和方法02受扭构件的构造要求受扭构件的受力特点1

受扭构件的受力特点01扭转的定义及分类课程学习内容和方法04钢筋混凝土弯剪扭构件03钢筋混凝土纯扭构件02素混凝土纯扭构件一、受扭构件的定义及分类1

、受扭构件的定义：在构件截面中有扭矩（T)作用的构件。2

、受扭构件的分类：1）纯扭2）剪扭

3）弯扭

4）弯剪扭构件一、受扭构件的定义及分类钢筋混凝土弯剪扭构件素混凝土纯扭构件受扭构件钢筋混凝土纯扭构件二、素混凝土纯扭构件1.开裂前的受力性能构件在扭矩作用下主要产生剪应力。最大剪应力发生在截面长边中点，与该点剪应力作用相对应的主拉应力σtp和主压应力σcp分别与构件轴线成45°角，其大小为σtp=σcp=τmax。当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土将首先在截面长边中点处，垂直于主拉应力方向开裂,在纯扭构件中，构件裂缝与轴线成45°角。

对于理想的弹塑性材料而言，截面上某点的应力达到强度极限时并不会立即破坏，该点能保持极限应力不变而继续变形，整个截面仍能继续承受荷载，直到截面上各点的应力都达到极限值ft时，构件才达到极限抗扭能力二、素混凝土纯扭构件纯扭构件的破坏形态开裂前的应力状态

在纯扭矩作用下，无筋矩形截面混凝土构件开裂前具有与均质弹性材料类似的性质。

无筋矩形截面截面长边中点剪应力最大在截面四角点处剪应力为零二、素混凝土纯扭构件当截面长边中点附近最大主拉应变达到混凝土的极限拉应变时，构件就会开裂。随着扭矩的增加，裂缝与构件纵轴线成450角向相邻两个面延伸，最后构件三面开裂，一面受压，形成一空间扭曲斜裂面而破坏。自开裂至构件破坏的过程短暂，破坏突然，属于脆性破坏，抗扭承载力很低。二、素混凝土纯扭构件

2.矩形截面开裂扭矩素混凝土既非完全弹性，又非理想塑性，是介于两者之间的弹塑性材料。因而受扭时的极限应力分布将介于上述两种情况之间。素混凝土构件的受扭承载力即开裂扭矩

Tcr=0.7ftWt

式中ft—-混凝土抗拉强度设计值；

Wt—受扭构件的截面抗扭塑性抵抗矩。对矩形截面Wt=b2(3h-b)

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6。三、钢筋混凝土纯扭构件

1.配筋方式配置受扭钢筋对提高受扭构件抗裂性能的作用不大，当混凝土开裂后，可由钢筋继续承担拉力，最合理的配筋方式是在构件靠近表面处设置呈45°走向的螺旋形钢筋。但这种配筋方式不便于施工，且当扭矩改变方向后则将完全失去效用。在实际工程中，一般是采用由靠近构件表面设置的横向箍筋和沿构件周边均匀对称布置的纵向钢筋共同组成的抗扭钢筋骨架。三、钢筋混凝土纯扭构件三、钢筋混凝土纯扭构件2.破坏形态（1）适筋受扭构件配置了适量受扭钢筋的构件，在裂缝出现以后不会立即破坏。随着外扭矩的不断增大，在构件表面逐渐形成多条大致沿45°方向呈螺旋形发展的裂缝(图5.1.3b)。在裂缝处，原来由混凝土承担的主拉应力主要改由与裂缝相交的钢筋来承担。随着其中一条裂缝所穿越的纵筋和箍筋达到屈服时，该裂缝不断加宽，直到最后形成三面开裂一边受压的空间扭曲破坏面，进而受压边混凝土被压碎，构件破坏（图5.1.4）。整个破坏过程具有一定延性和较明显的预兆，类似受弯构件适筋破坏。三、钢筋混凝土纯扭构件三、钢筋混凝土纯扭构件（2）少筋受扭构件构件的受扭承载力与素混凝土没有实质差别，破坏过程迅速而突然，类似于受弯构件的少筋破坏。（3）超筋受扭构件钢筋未达到屈服强度，构件即由于斜裂缝间混凝土被压碎而破坏，这种破坏与受弯构件的超筋梁类似。注意：少筋受扭构件和超筋受扭构件均属脆性破坏，设计中应予避免。四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件四、钢筋混凝土弯剪扭构件

弯剪扭复合受扭构件由于其三种内力的比值及配筋情况的不同影响，有三种典型的破坏形态：（1）弯型破坏构件破坏开始于底面及两侧的混凝土开裂，底部钢筋屈服，然后顶部混凝土压碎。这类破坏主要因弯矩引起。

四、钢筋混凝土弯剪扭构件（2）扭型破坏

构件破坏开始于构件顶面及两侧面的混凝土开裂，顶部钢筋因受扭而先屈服，最后底部混凝土压碎。此类破坏主要因扭矩引起。四、钢筋混凝土弯剪扭构件

（3）剪扭破坏

构件破坏开始于截面长边的一侧开裂和该侧的受扭纵筋和受扭、受剪箍筋屈服，最后另一长边压区混凝土压碎。此类破坏主要因剪力和扭矩引起。受扭构件的构造要求2

受扭构件的构造要求01受扭纵筋课程学习内容和方法02受扭箍筋一、受扭纵筋

1.受扭纵筋一、受扭纵筋二、受扭箍筋

2.受扭箍筋二、受扭箍筋

2.受扭箍筋二、受扭箍筋

2.受扭箍筋三、受扭构件构造

雨篷的受力特点（由雨篷梁和雨篷板组成）

雨篷梁一方面支承雨篷板，另一方面又兼作门过梁，除承受自重及雨篷板传来的荷载外，还承受着上部墙体的重量以及楼面梁、板可能传来的荷载。雨篷可能发生的破坏形态

(a)雨篷板断裂

(b)雨篷梁弯扭

(c)雨篷倾覆三、受扭构件构造1.雨篷梁雨篷梁的宽度一般与墙厚相同，梁高应符合砖的模数。为防止雨水沿墙缝渗入墙内，通常在梁顶设置高过板顶60mm的凸块。雨篷梁嵌入墙内的支承长度不应小于370mm。雨篷梁的配筋按弯、剪、扭构件计算配置纵筋和箍筋，雨篷梁的箍筋必须满足抗扭箍筋的要求。雨篷截面及配筋图三、受扭构件构造三、受扭构件构造

2.雨篷板

雨篷板通常都做成变厚度板，根部厚度通常不小于70mm，而端部厚度不小于50mm。雨篷板按悬臂板计算配筋，计算截面在板的根部