《混凝土结构设计原理（新形态活页式）》课件 41.纯扭构件的受力性能 -47.截面换算

《结构设计原理》纯扭构件的受力性能1素混凝土纯扭构件2纯扭构件的受力性能钢筋混凝土纯扭构件1、素混凝土纯扭构件由于混凝土的抗拉强度较低，在扭矩作用下，构件长边侧面中点处混凝土沿垂直于

的方向开裂，并很快向相邻两边延伸，形成三面受拉、一面受压的斜向空间扭曲破坏面。这种破坏称为扭曲截面破坏，破坏具有突然性，属于脆性破坏，抗扭承载力很低。2、钢筋混凝土纯扭构件根据抗扭配筋率的多少，钢筋混凝土受扭构件的破坏形态一般分为以下几种。少筋破坏适筋破坏超筋破坏当抗扭钢筋数量过少时，构件开裂之后，由于没有足够的能力承受混凝土开裂后卸给它的那部分扭矩，因而破坏特征与素混凝土构件相似，破坏是脆性的。在正常配筋情况下，随着外扭矩的增大，构件出现临界斜裂缝，与这条临界斜裂缝相交的箍筋和纵筋的应力将首先达到屈服，斜裂缝将进一步加宽，直到空间扭曲破坏面受压边混凝土被压碎。属于塑性破坏。当构件中的箍筋和纵筋配置过多时，根据钢筋是否均发生曲阜，可以分为部分超筋破坏和完全超筋破坏。少筋破坏适筋破坏超筋破坏2、钢筋混凝土纯扭构件2、钢筋混凝土纯扭构件试验研究表明，为了使箍筋和纵筋相互匹配，共同发挥抗扭作用，应将两种钢筋的用量比控制在合理的范围内。采用纵向钢筋与箍筋的配筋强度比进行控制。试验表明，当满足0.6≤≤1.7时，破坏时抗扭箍筋和抗扭纵筋均能达到屈服。工程设计中常采用

=1.0~1.2。纯扭构件的受力性能小结少筋破坏适筋破坏超筋破坏素混凝土纯扭构件钢筋混凝土纯扭构件感谢观看！《结构设计原理》矩形截面纯扭构件的承载力计算目录CONTENTS矩形截面纯扭构件抗扭承载力的计算公式01抗扭承载力上限及下限值02纯扭构件的最小配筋率031、矩形截面纯扭构件抗扭承载力的计算公式在试验研究和理论分析的基础上，《桥规》给出的矩形截面(h>b)钢筋混凝土纯机构件抗扭承载力的计算公式如下：上面给出的抗扭承载力计算公式是以适筋破坏为前提建立的。为此，使用该式时，必须满足下列限制条件。抗扭承载力上限值抗扭承载力下限值2、抗扭承载力上限及下限值纯扭构件的最小配筋率抗扭纵筋的最小配筋率抗扭箍筋的最小配筋率3、纯扭构件的最小配筋率矩形截面纯扭构件的承载力计算小结基本计算公式抗扭承载力上限抗扭承载力下限抗扭构件的最小配筋率感谢观看！《结构设计原理》受弯构件斜截面承载力计算习题例题：有一矩形截面受扭构件，截面尺寸b×h=250mm×500mm，承受的扭矩组合设计值=38kN▪m，采用C35混凝土，纵筋和箍筋分别采用HRB400和HPB300。结构重要性系数γ=1.0，I类环境。要求：进行配筋设计。查表，得到=16.1MPa，=1.52MPa，HRB400钢筋=330MPa，HPB300钢筋=250MPa。截面受扭塑性抵抗矩为了防止出现脆性破坏，《桥规》规定截面的最小尺寸以限制截面应力第一步：公式适用条件复核钢筋混凝土纯扭构件满足下列要求时，可不进行抗扭承载力计算，但必须按构造要求配置抗扭钢筋。钢筋混凝土纯扭构件承载能力计算公式的适用条件就是第一步：公式适用条件复核经计算满足第一步：公式适用条件复核=3.02N/mm2表明截面尺寸满足要求，但需配置抗扭钢筋。取混凝土保护层厚度为20mm，箍筋直径取10mm依据规范规定，取

=1.2第二步：抗扭箍筋设计取混凝土保护层厚度为20mm，箍筋直径取10mm依据规范规定，取

=1.2第二步：抗扭箍筋设计箍筋选

10，箍筋配筋率第二步：抗扭箍筋设计=78.5mm2抗扭纵筋选用6

18，可提供钢筋截面面积1527mm2，分成上、中、下3层布置。此时，抗扭纵筋配筋率第三步：抗扭纵筋设计感谢观看！《结构设计原理》T形、I形、箱形截面受扭承载力计算及受扭钢筋的构造要求目录CONTENTS123T形和工字形截面受扭承载力计算箱形截面受扭承载力计算受扭箍筋的构造要求4受扭纵筋的构造要求1、T形和工字形截面受扭承载力计算将T形、工形截面按照图所示的方法分成若干矩形，近似地认为全截面受扭塑性抵抗矩等于各分块矩形截面所受扭塑性抵抗矩之和。截面分块的原则是，应首先满足腹板截面的完整性，然后再划分受压翼缘和受拉翼缘面积。1、T形和工字形截面受扭承载力计算T形或工形截面受扭构件塑性抵抗矩1、T形和工字形截面受扭承载力计算T形、工形截面构件受剪时，均认为腹板承受全部剪力。每个矩形分块截面承受的扭矩可按下式计算：同T形、工形截面，箱型截面构件受剪时，也认为腹板承受全部剪力。2、箱型截面受扭承载力计算受扭箍筋须采用封闭式，且应沿截面周边布置。当采用复合箍筋时，处于截面内部的箍筋不应计人抗扭箍筋截面面积。受扭箍筋末端应做成135°弯钩，弯钩端部应锚入混凝土核心区，其平直段长度不小于10d，d为钢筋直径。箍筋弯钩应箍牢纵向钢筋，相邻两根箍筋的弯钩和接头沿纵向应交替布置。3、受扭箍筋的构造要求受扭纵筋应沿截面周边均匀对称布置。试验表明，不对称配置的受扭纵筋在受扭过程中不能充分发挥作用。受扭纵筋的间距不应大于300mm；在矩形截面的基本单元的四角必须设有纵筋，其末端应留有规范规定的受拉钢筋最小锚固长度。弯剪扭构件中，纵向受力钢筋的配筋应不小于受弯构件纵筋最小配筋率与受扭构件纵筋最小配筋率之和。受弯构件的受拉纵筋最小配筋率为

和0.002的较大者。受扭构件的纵筋最小配筋率为3、受扭箍筋的构造要求T形、I形、箱形截面受扭承载力计算及受扭钢筋的构造要求小结受扭承载力计算受扭钢筋的构造要求感谢观看！受弯构件的裂缝和裂缝宽度验算《结构设计原理》裂缝是怎么来的？受弯构件的裂缝和裂缝宽度验算01裂缝产生的原因混凝土结构裂缝可以分为结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝主要表现为弯曲裂缝以及剪切裂缝两种形式。混凝土的非结构性裂缝多是受混凝土材料的组成、浇筑方法、养护条件和使用环境等多种因素影响所致。裂缝的分类钢筋混凝土结构的裂缝，按照其产生的原因可以分为以下几类：荷载效应引起的裂缝（由于局部粘结应力过大引起的，沿钢筋长度出现的粘结裂缝也是荷载引起的一种裂缝。）由外加变形或约束变形引起的裂缝钢筋锈蚀裂缝（钢筋锈浊裂缝是沿钢筋长度方向劈裂的纵向裂缝）裂缝的影响混凝土开裂后，钢筋锈蚀的速度会加快，导致混凝土结构耐久性退化；混凝土裂缝会降低混凝土的表层保护作用，裂缝增大从而进入更多水分。裂缝宽度怎么算？受弯构件的裂缝和裂缝宽度验算02裂缝宽度计算方法粘结-滑移理论为基础的半经验半理论公式以试验数据为基础经统计分析得到的经验公式最大裂缝宽度计算《桥规》规定，钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度可按下式计算:钢筋表面形状系数光面钢筋C1=1.4带肋钢筋C1=1.0最外排纵向受拉钢筋的混凝土保护层厚度纵向受拉钢筋的换算直径纵向受拉钢筋的有效配筋率＞0.1时取0.1＜0.01时取0.11钢筋应力最大裂缝宽度计算

《桥规》规定，钢筋混凝土构件计算的最大裂缝宽度不应超过规定的限值：Ⅰ类和Ⅱ类环境为0.2mm，Ⅲ类和Ⅳ类环境为0.15mm。联系我E-mail:406334056@感谢聆听！受弯构件的变形（挠度）验算《结构设计原理》为什么要进行挠度的验算？受弯构件的应力、裂缝和变形计算01挠度验算的目的挠度验算保证结构的使用功能要求防止对结构构件产生不良影响防止对非结构构件产生不良影响保证使用者的感觉在可接受的程度之内如何验算？受弯构件的应力、裂缝和变形计算02受弯构件的变形与刚度根据结构力学知识，荷载作用下受弯构件挠度计算的通式为：单位力作用在挠度计算点时产生的弯矩函数材料的弹性模量受弯构件的计算跨度荷载产生的弯矩函数受弯构件截面的惯性矩受弯构件的变形与刚度受弯构件的变形与刚度钢筋混凝土梁的刚度沿梁轴向并不相等，是在弯矩较大的截面刚度小，在弯矩较小的截面刚度大。为此，通常规定按照弯矩最大截面的刚度计算构件挠度值。最小刚度原则受弯构件的变形与刚度受弯构件的变形与刚度开裂构件等效截面的抗弯刚度全截面的抗弯刚度开裂截面的抗弯刚度联系我E-mail:406334056@感谢聆听！

截面换算《结构设计原理》做个实验吧混凝土受压再看看钢筋混凝土钢筋混凝土受压再看看钢筋混凝土混凝土和钢筋混凝土对比材料的截面怎么选？受弯构件的应力、裂缝和变形计算01等效换算原理等效换算原理（a）应力图及应变图

（b）实际截面图

（c）换算混凝土面积单筋矩形受弯构件正截面应力计算图示单等效换算原理换算原则:换算前后的钢筋承担的总拉力相等单换算截面受弯构件的应力、裂缝和变形计算02单筋矩形截面1.开裂截面换算截面面积2.开裂截面换算截面对中性轴的静距（或面积距）受拉区受压区3.受压区高度单筋矩形截面4.开裂截面换算截面的惯性矩5.开裂截面换算截面抵抗矩对受拉钢筋重心处对混凝土受压边缘单筋T形截面（a）第一类T形截面

（b）第二类T形截面

开裂状态下T形截面换算计算图单筋T形截面（a）第一类T形截面

（b）第二类T形截面

开裂状态下T形截面换算计算图单筋T形截面开裂状态下第一类T形截面

单1.开裂截面换算截面面积2.受压区高度3.开裂截面换算截面抵抗矩对受拉钢筋重心处对混凝土受压边缘单筋T形截面开裂状态下第二类T形截面

单1.开裂截面换算截面面积2.开裂截面换算截面对中性轴的静距（或面积距）受拉区受压区3.受压区高度单筋T形截面开裂状态下第二类T形截面