混凝土结构设计原理(路桥第5章)

第5

章受扭构件(gòujiàn)承载力计算5.1纯扭构件的破坏特征和承载力计算5.2复合受力矩形截面(jiémiàn)构件的承载力计算5.3T形和I形截面受扭构件5.4构造要求共二十五页课程目标1.了解简钢筋混凝土纯扭构件的破坏特征和弯剪扭构件的破坏类型(lèixíng)；2.掌握《公桥规》关于纯扭构件的承载力计算方法及其适用条件；3.掌握矩形截面弯剪扭构件的承载力计算方法及其适用条件；4.掌握矩形、T形、Ⅰ形截面的配筋计算方法；2共二十五页5.1纯扭构件的破坏特征(tèzhēng)和承载力计算5.1.1矩形截面纯扭构件的开裂扭矩1）弹性理论(lǐlùn)2）塑性理论3）钢筋混凝土材料3矩形截面共二十五页5.1纯扭构件的破坏特征(tèzhēng)和承载力计算5.1.2矩形截面纯扭构件的破坏(pòhuài)形态及其特征（1）少筋破坏（2）适筋破坏（3）超筋破坏（4）部分超筋破坏4共二十五页5.1纯扭构件(gòujiàn)的破坏特征和承载力计算5.1.3纯扭构件的承载力计算理论(lǐlùn)变角度空间桁架模型↓5内力平衡图→←环向剪力流共二十五页5.1纯扭构件的破坏特征(tèzhēng)和承载力计算5.1.4《公桥规》对矩形截面纯扭构件的承载力计算基于前述计算模型(móxíng)，结合试验数据，考虑一定可靠度，得：6式中ζ为纵筋与箍筋的配筋强度比（配筋见下图）：（5-17）（5-9）共二十五页5.1纯扭构件的破坏(pòhuài)特征和承载力计算应用式（5-17）的限制(xiànzhì)条件：1）上限值2）下限值最小配箍率：最小配筋率：7（5-18）（5-19）（5-20）（5-21）共二十五页举例(jǔlì)已知矩形截面受扭构件(gòujiàn)，截面尺寸为b×h=250×500,承受扭矩组合设计值Td=20kN·m,采用C25混凝土，纵筋HRB335，箍筋R235，试进行配筋设计。解：8共二十五页9共二十五页10共二十五页11共二十五页思考(sīkǎo)1及作业思考(sīkǎo)：1.ζ具有什么物理意义及几何意义？2.比较受扭构件与受弯构件的最小配箍率及配筋率，有何差异？作业：P126习题5-412共二十五页5.2复合受力矩形截面构件(gòujiàn)的承载力计算5.2.1弯剪扭构件的破坏(pòhuài)类型1）第Ⅰ类型（弯型，M较大）受压区在构件顶面2）第Ⅱ类型（剪扭型，V较大）受压区在构件的一个侧面3）第Ⅲ类型（扭型，T较大）受压区在构件底面13共二十五页5.2复合(fùhé)受力矩形截面构件的承载力计算5.2.2弯剪扭构件的配筋计算方法简化计算方法：弯矩、剪力、扭矩“单独”进行(jìnxíng)配筋计算后，相应部位钢筋叠加配置。但剪力扭矩共同作用下，混凝土抗剪和抗扭能力均有所降低，故引入受扭承载力降低系数：14（5-23）规定：共二十五页5.2复合受力矩形(jǔxíng)截面构件的承载力计算1）剪扭构件(gòujiàn)的承载力计算（1）抗剪承载力15（5-22）（2）抗扭承载力（5-24）共二十五页5.2复合受力矩形截面构件(gòujiàn)的承载力计算2）抗剪扭配筋的上下限（1）抗剪扭配筋的上限（截面限制(xiànzhì)条件）16（5-25）（2）抗剪扭配筋的下限（构造配筋界限）箍筋配筋率应满足公式（5-26）纵筋配筋率应满足公式（5-27）共二十五页5.2复合受力矩形截面构件(gòujiàn)的承载力计算3）在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的配筋计算（1）已知弯矩，按第3章方法计算As;（2）已知剪力和扭矩，按本章方法计算抗剪箍筋及抗扭箍筋和抗扭纵筋箍筋按抗剪及抗扭箍筋之和进行配置；抗扭纵筋要求均匀、对称布置在矩形截面周边，间距≤300，四角必须配筋；分配在As一边(yībiān)的抗扭筋与As叠加后再选配钢筋17共二十五页5.3T形和Ⅰ形截面(jiémiàn)受扭构件1）复杂截面分块各矩形分块所承受的扭矩按抗扭塑性抵抗(dǐkàng)矩比例进行分配，如式（5-29、5-30、5-31）。18肋板受压翼缘受拉翼缘共二十五页5.3T形和Ⅰ形截面(jiémiàn)受扭构件（1）整体承受弯矩，按正截面受弯计算所需的纵向钢筋截面面积。（2）腹板承担全部剪力和部分扭矩，按剪扭共同作用下的承载力计算抗剪箍筋和抗扭箍筋及纵筋。（3）翼缘承受部分扭矩，按纯扭的承载力计算抗扭箍筋及纵筋，同时箍筋和抗扭纵筋的配筋率应满足纯扭构件的相应规范值。（4）叠加上述各纵向钢筋和箍筋截面面积，即得最后(zuìhòu)所需的纵向钢筋和箍筋截面面积，并配置在相应的位置处。19共二十五页5.5构造(gòuzào)要求20（1）抗扭纵筋直径、间距及布置(bùzhì)位置（2）箍筋形式、直径及间距要求（形式见下图）（3）最小配筋率要求共二十五页思考(sīkǎo)21.《公桥规》对弯剪扭构件采用简化计算方法进行配筋计算。试以矩形截面为例简述其配筋设计(shèjì)步骤。2.为什么要规定抗扭配筋的上限值？若不满足此规定，应作何处理？3.《公桥规》对弯剪扭构件的配筋率作了哪些规定？试分别用计算式表达之。4.谈谈对各类构件规定最低配筋的认识。21共二十五页22共二十五页23共二十五页课外作业P126习题(xítí)5-624共二十五页内容(nèiróng)总结第5章受扭构件承载力计算。第5章受扭构件承载力计算。5.3T形和I形截面(jiémiàn)受扭构件。3.掌握矩形截面(jiémiàn)弯剪扭构件的承载力计算方法及其适用条件。4.掌握矩形