06-受扭构件扭曲截面承载力哈工大:混凝土结构设计原理
更新时间:2023-08-26 13:59:01 阅读量: 教育文库 文档下载
- 钢筋混凝土受扭构件推荐度:
- 相关推荐
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
第5章 受扭构件§ 5.1 § 5.2 § 5.3 § 5.4 § 5.5 概述 扭曲破坏的机理与形式 纯扭构件的承载力 弯、剪、扭构件的承载力 受扭构件的构造要求
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
§ 5.1 概述扭转是五种基本受力状态之一,以雨蓬为例: 扭转是五种基本受力状态之一,以雨蓬为例: 五种基本受力状态之一 请思考并绘出 雨蓬梁的扭矩图
雨蓬板根部的剪力就是作用在雨蓬梁上的均布荷载, 雨蓬板根部的剪力就是作用在雨蓬梁上的均布荷载, 雨蓬板根部的弯矩就是作用在雨蓬梁上的均布扭矩 弯矩就是作用在雨蓬梁上的均布扭矩, 雨蓬板根部的弯矩就是作用在雨蓬梁上的均布扭矩, 雨蓬梁承受雨蓬板传来的均布荷载及均布扭矩。 雨蓬梁承受雨蓬板传来的均布荷载及均布扭矩。
雨蓬梁要承受弯矩、剪力和扭矩。 雨蓬梁要承受弯矩、剪力和扭矩。工程中只承受纯扭作 要承受弯矩 用的结构很少,大多数情况下结构都处于弯矩 剪力、 弯矩、 用的结构很少,大多数情况下结构都处于弯矩、剪力、扭矩 内力共同作用下的复杂受力状态。 复杂受力状态 等内力共同作用下的复杂受力状态。
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
吊车的横向水平制动力及吊车竖向轮压偏心都可使 吊车梁受扭,屋面板偏心也可导致屋架受扭。 吊车梁受扭,屋面板偏心也可导致屋架受扭。
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
轮 偏 心 轮 压 制动力 制动力 压
偏心轮压和吊车横向水平 制动力都会产生扭矩 制动力都会产生扭矩 T
螺旋楼梯中扭矩也较大
在静定结构中,扭矩是由荷载产生的,可根据平衡条件求 静定结构中 扭矩是由荷载产生的, 平衡扭转( 得,称为平衡扭转(Equilibrium Torsion)。 称为平衡扭转 )。
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
边梁
框架结构楼盖
边梁中的扭矩值与节点处边梁的抗扭刚度及次梁的抗弯 在超静定结构中,扭矩是由于相邻构件的变形互相受到 边梁中的扭矩值与节点处边梁的抗扭刚度及 超静定结构中 节点处边梁的抗扭刚度 结构 约束而产生的,称为约束扭转( 刚度的比值有关。边梁的抗扭刚度越大,其扭矩也越大;当 )。 约束而产生的,称为约束扭转(Compatibility Torsion)。 刚度的比值有关。边梁的抗扭刚度越大,其扭矩也越大; 的比值有关 约束扭转 边梁的抗扭刚度为无穷大时,次梁相当于嵌固在边梁中, 此 例如:单向板肋梁楼盖中次梁的一端支承在边梁上, 边梁的抗扭刚度为无穷大时,次梁相当于嵌固在边梁中,次 例如:单向板肋梁楼盖中次梁的一端支承在边梁上 梁在荷载下在支承处要发生转角,节点处的变形协调, 时的扭矩达到最大值。次梁的抗弯刚度越大,则在
节点处的 梁在荷载下在支承处要发生转角,节点处的变形协调,将迫 时的扭矩达到最大值。次梁的抗弯刚度越大, 使边梁扭转。 转角越小,边梁的扭矩也越小。 使边梁扭转。 转角越小,边梁的扭矩也越小。
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
§ 5.2 扭曲破坏的机理与形式
τ maxτmax
T = Wte
σpt σpt 理想匀质构件的受扭裂缝 理想匀质构件的受扭裂缝 从主拉应力最大处开始
对匀质材料,理想的受扭裂缝应当呈螺旋形。 对匀质材料,理想的受扭裂缝应当呈螺旋形。 螺旋形
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
工程中由于受力不完全对称,构件会突然破坏,形成由歪斜裂缝形成 工程中由于受力不完全对称,构件会突然破坏,形成由歪斜裂缝形成 的空间扭曲破坏面,三面开裂一面受压, 如图。 的空间扭曲破坏面,三面开裂一面受压 如图。
σpt σptT
纵向钢筋 受扭钢筋 箍筋
破坏面呈一空间扭曲曲面
虽然螺旋配筋抗扭最好,但工程中通常采用由箍筋与 虽然螺旋配筋抗扭最好,但工程中通常采用由箍筋与抗扭 箍筋 纵筋组成的钢筋骨架来抵抗扭矩 不但施工方便, 组成的钢筋骨架来抵抗扭矩, 纵筋组成的钢筋骨架来抵抗扭矩,不但施工方便,且沿构件全 可承受正负两个方向的扭矩。 长可承受正负两个方向的扭矩。
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
由于配置钢筋数量的不同,受扭构件的破坏形态可分为: 由于配置钢筋数量的不同,受扭构件的破坏形态可分为: 配置钢筋数量的不同 适筋破坏、少筋破坏和 适筋破坏、少筋破坏和超筋破坏 (1)适筋破坏 ) 当箍筋和纵筋数量配置适当 箍筋和纵筋数量配置适当 数量配置适 时,在受压区混凝土被压坏前, 在受压区混凝土被压坏前 混凝土 与临界斜裂面 与临界斜裂面相交的钢筋都能达 屈服,这种破坏具有一定的延 到屈服,这种破坏具有一定的延 性,与适筋梁的情况类似。 与适筋梁 情况类似。 类似 设计中应当使受扭构件设计 设计中应当使受扭构件设计 受扭构件 成适筋构件。 成适筋构件。
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
(2)少筋破坏 ) 当配筋数量过少时,一旦开裂,钢筋就会被拉断,导致构 当配筋数量过少时,一旦开裂,钢筋就会被拉断,导致构 构件少筋破坏类似 件立即破坏,为脆性破坏特征,与受弯构件少筋破坏类似。设 即破坏, 脆性破坏特征,与受弯构件少筋破坏类似。 计中应适当配置构造钢筋,防止出现少筋破坏。 计中应适当配置构造钢筋,防止出现少筋破坏。 筋破坏 (3)超筋破坏 ) 箍筋和纵筋配置都过多时 在钢筋屈服前混凝土就先被 多时, 当箍筋和纵筋配置都过多时,在钢筋屈服前混凝土就先被 压碎了,为受压脆
性破坏,与受弯构件超筋破坏类似。 碎了, 受压脆性破坏,与受弯构件超筋破坏类似。 构件超筋破坏类似 超筋破坏又可细分为部分超筋和完全超筋。部分超筋是 筋破坏又可细分为部分超筋和完全超筋。 又可细分为部分超筋 纵筋或箍筋中的一种配置过多而没有屈服 中的一种配置过多而没有屈服; 指纵筋或箍筋中的一种配置过多而没有屈服 而完全超筋是指 纵筋和箍筋都没有屈服。 筋破坏时钢筋没有被充分利用, 纵筋和箍筋都没有屈服。超筋破坏时钢筋没有被充分利用, 都没有屈服 时钢筋没有被充分利用 是一种浪费,破坏时的延性也比较差,设计中应避免。 是一种浪费,破坏时的延性也比较差,设计中应避免。
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
纯扭构件的承载力T § 5.3 纯扭构件的承载力 u
Tu = Tc + Ts式中: 混凝土的抗扭承载力; 式中:Tc—混凝土的抗扭承载力; 混凝土的抗扭承载力 Ts—钢筋的抗扭承载力; 钢筋的抗扭承载力; 钢筋的抗扭承载力 的表达式代入上式可得T 将Tc 和Ts 的表达式代入上式可得 u的一般表达式
试 验 结 果 与 计 算 公 式 较 纯 扭 构 件 承 载 力
Tu = α1 f tWt + α 2 ζ
f yv Ast1 s
Acor
比 根据国内试验数据确定系数后, 规范》受扭承载力计算公式为 根据国内试验数据确定系数后,《规范》受扭承载力计算公式为
Tu = 0.35 f tWt + 1.2 ζ
f yv Ast 1 s
Acor
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
设计时应满足: 设计时应满足:T ≤ Tu = 0.35 f tWt + 1.2 时应满足
ζ
f yv Ast1 s
Acor
T —— 扭矩设计值; 扭矩设计值;
f t —— 混凝土的抗拉强度设计值; 混凝土的抗拉强度设计值;箍筋的抗拉强度设计值; f yv —— 箍筋的抗拉强度设计值; Ast1 ——单肢箍筋的截面面积; 单肢箍筋的截面面积; 单肢箍筋的截面面积
s
—— 箍筋的间距 箍筋的间距;
Acor = bcor hcor —— 截面核芯部分的面积 b cor 和 h cor 截面核芯部分的面积,分别为按箍筋内侧计算的截面核芯部分的短边和长边尺寸。 分别为按箍筋内侧计算的截面核芯部分的短边和长边尺寸。
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
45°
ft
Wt
— 截面抗扭塑性抵抗矩,见右图 截面抗扭塑性抵抗矩,
b2 Wt = (3h b) 6ft为避免部分超配筋,引入抗扭纵筋 为避免部分超配筋,引入抗扭纵筋 与箍筋的配筋强度比 与箍筋的配筋强度比ζ,
ft
fy Astl s ζ = Ast1 ucor f yv
Astl ——抗扭纵筋的总面积,应均匀布置在截面周边; 抗扭纵筋的 布置在截面周边; 抗扭纵筋的总面积,应均匀布置在截面周边f y ——抗纽 纵筋的抗拉强度设计值 ; 抗纽截面核芯部分的周长, u cor —— 截面核芯部分的周长, ucor = 2(bcor + hcor )
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
由于受扭钢筋由箍筋和受扭纵筋两部分组成, 由于受扭钢筋由箍筋和受扭纵筋两部分组成,其受扭性能 箍筋 两部分组成 及其极限承载力不仅与总配筋量有关 还与两部分钢筋的配筋 及其极限承载力不仅与总配筋量有关,还与两部分钢筋的配筋 总配筋量有关, 比有关,如果一种钢筋过多,另一种钢筋太少,前一种钢筋就 有关,如果一种钢筋过多,另一种钢筋太少, 可能不屈服,而出现部分超配筋的情况 可能不屈服,而出现部分超配筋的情况。故设计中用配筋强度 部分超配筋的情况。 来控制,防止出现部分超配筋的情况, 部分超配筋的情况 比ζ来控制,防止出现部分超配筋的情况,
fy A stl s ζ = A st 1 u cor f yv
抗扭纵筋强度
抗扭箍筋强度
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
实验研究表明, 时不会发生 部分超配 发生“ 实验研究表明,当 0.6≤ζ ≤1.7 时不会发生“部分超配筋 破坏” 设计中通常可取 相对较 破坏”。设计中通常可取 ζ =1.2。 ζ 越大,表明纵筋相对较 。 越大,表明纵筋相对 多,箍筋相对较少。 箍筋相对较少。 相对较少
T ≤ Tu = 0.35 f tWt + 1.2 ζ b2 Wt = (3h b) 6
f yv Astl s
Acor
由于引入了配筋强度比ζ,式
中只出现抗扭纵筋面积 Astl ; 求出抗扭纵筋面积 Astl 后, 式求解抗扭箍 可由配筋强度比ζ公式求解抗扭箍 筋的单肢截面面积 Ast1。
fy Astl s ζ = Ast1 ucor f yv
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
例题 (Example) )已知: 已知: 矩形截面受扭构件, kN·m 矩形截面受扭构件,承受扭矩设计值T =35 kN m ,截面尺 mm, mm。 寸b=300 mm ,h=600 mm,保护层厚度 C=30 mm。混凝土强 度等级选用C25,钢筋为HPB235级。 度等级选用C25,钢筋为HPB235级 C25 HPB235 ( fc =11.9 N/mm2 , ft =1.27 N/mm2 , fy =210 N/mm2 ) 求解: 求解: 抵抗该扭矩所需的箍筋和纵筋面积,并绘制截面配筋图。 抵抗该扭矩所需的箍筋和纵筋面积,并绘制截面配筋图。
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
§ 5.4 弯、剪、扭构件的承载力 纯扭构件在工程中几乎是没有的。 纯扭构件在工程中几乎是没有的。工程中构件往 往要同时承受轴力、弯矩、剪力和扭矩。 往要同时承受轴力、弯矩、剪力和扭矩。对于钢筋 混凝土弯扭构件,轴力对配筋的影响很小, 混凝土弯扭构件,轴力对配筋的影响很小,可以忽 略不计。为简化计算,设计中可分别计算在弯扭 弯扭和 略不计。为简化计算,设计中可分别计算在弯扭和 剪扭共同作用下的配筋 然后再进行叠加。 共同作用下的配筋, 剪扭共同作用下的配筋,然后再进行叠加。在弯扭共同作用下,扭矩使沿截面周边所有纵筋都受拉 在弯扭共同作用
下,扭矩使沿截面周边所有纵筋都受拉, 纵筋都受 而弯矩只使弯曲受拉区的钢筋受拉,故在弯曲受拉区纵筋的拉 矩只使弯曲受拉区的钢筋受 钢筋 故在弯曲受拉区纵筋 应力是叠加的,从而会降低抗弯承载力。 应力是叠加的,从而会降低抗弯承载力。 是叠加的 在扭剪共同作用下, 在扭剪共同作用下,而扭矩和剪力产生的剪应力总会在 构件的一个侧面上叠加,因此会降低抗剪承载力。 构件的一个侧面上叠加,因此会降低抗剪承载力。 会降低抗剪承载力
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
V T M剪应力叠加 剪应力抵消
T
在弯扭共同作用下,扭矩使沿截面周边所有纵筋都受拉 在弯扭共同作用下,扭矩使沿截面周边所有纵筋都受拉, 纵筋都受 而弯矩只使弯曲受拉区的钢筋受拉,故在弯曲受拉区纵筋的拉 矩只使弯曲受拉区的钢筋受 钢筋 故在弯曲受拉区纵筋 应力是叠加的,从而会降低抗弯承载力。 应力是叠加的,从而会降低抗弯承载力。 是叠加的 在扭剪共同作用下, 在扭剪共同作用下,而扭矩和剪力产生的剪应力总会在 构件的一个侧面上叠加,因此会降低抗剪承载力。 构件的一个侧面上叠加,因此会降低抗剪承载力。 会降低抗剪承载力
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
试验表明: 弯矩、剪力和扭矩共同作用下, 试验表明:在弯矩、剪力和扭矩共同作用下,各项承载力 共同作用下 是相互关联的,其相互影响十分复杂。设计中通常简化为: 是相互关联的,其相互影响十分复杂。设计中通常简化为: 1. 抗弯所需的纵筋要单独计算,在弯曲受拉区抗弯纵筋 弯所需的纵筋要单独计算,在弯曲受拉区抗弯纵筋 要单独计算 要与抗扭纵筋叠加; 要与抗扭纵筋叠加; 2. 在剪扭共同作用下,为避免主压应力方向混凝土的抗 剪扭共同作用下 为避免主压应力方向混凝土的抗 共同作用 主压应力方向 力被重复利用, 力被重复利用, 用系数 混凝土的承载力降低; 混凝土的承载力降低; 3. 近似采用抗剪和纯扭计算公式分别计算抗扭箍筋与抗 近似采用抗剪和纯扭计算公式分别计算抗扭箍筋 分别计算抗扭箍筋与抗 箍筋,然后叠加。 剪箍筋,然后叠加。 考虑在剪扭双重作用下 β t 来考虑在剪扭双重作用下
哈工大:混凝土结构设计原理(全)
第5章 受扭构件 章
剪扭作用下混凝土项的相关关系 剪扭作用下混凝土项的相关关系
主压应力方向剪力和扭矩引起的混凝土压应力是叠加的, 主压应力方向剪力和扭矩引起的混凝土压应力是叠加的,其强 度比分别独立计算时将有所降低。 分别独立计算时将有所降低 度比分别独立计算时将有所降低。 在均布荷载作用下 均布荷载作用下 在集中荷载作用下 集中荷载作用下
Vc
= 0.7(1.5 β t ) f t bh0 Tc = 0.35β t f tWt 式中: 为剪扭构件的混凝土强度降低系数 混凝土强度降低系数。 式中: β t —— 为剪扭构件的混凝土强度降低系数。考虑在
1.5 βt = VWt 1 + 0.5 Tbh0
βt =
1.5 VWt 1 + 0.2(λ + 1) Tbh0
0 .5 ≤ β t ≤ 1 .0
正在阅读:
06-受扭构件扭曲截面承载力哈工大:混凝土结构设计原理08-26
同济大学工程数学线性代数第六版答案(全)04-07
小学语文四年级上册 21、《搭石》03-08
江西省新增的17个历史文化名镇名村简介04-25
sql_server_2005_在win7安装教程08-05
2014混凝土搅拌站年终工作总结07-10
汽车钣金实训指导书 - 图文04-25
C语言练习题111-18
2022母亲节写给妈妈的话唯美简短03-30
- exercise2
- 铅锌矿详查地质设计 - 图文
- 厨余垃圾、餐厨垃圾堆肥系统设计方案
- 陈明珠开题报告
- 化工原理精选例题
- 政府形象宣传册营销案例
- 小学一至三年级语文阅读专项练习题
- 2014.民诉 期末考试 复习题
- 巅峰智业 - 做好顶层设计对建设城市的重要意义
- (三起)冀教版三年级英语上册Unit4 Lesson24练习题及答案
- 2017年实心轮胎现状及发展趋势分析(目录)
- 基于GIS的农用地定级技术研究定稿
- 2017-2022年中国医疗保健市场调查与市场前景预测报告(目录) - 图文
- 作业
- OFDM技术仿真(MATLAB代码) - 图文
- Android工程师笔试题及答案
- 生命密码联合密码
- 空间地上权若干法律问题探究
- 江苏学业水平测试《机械基础》模拟试题
- 选课走班实施方案
- 承载力
- 哈工大
- 截面
- 构件
- 结构设计
- 混凝土
- 扭曲
- 原理
- 06
- 课外文言文阅读训练
- 自然科学史研究201402-从文献记载追溯坩埚炼铁的源流_刘培峰
- 模块四后测 2014教育技术中级培训100分答案
- 老舍《断魂枪》赏析2
- 世界各国不锈钢标准钢号对照表
- 2016-2022年中国电梯检验检测行业监测及投资趋势预测报告
- 科学领域的特点与指导策略
- 钢的回火
- 最新审定西师版数学三年级上册《东西南北》教案第1课时(优秀资料)
- 温州金融改革概念股票
- 安氏亚太解读:六西格玛中分析阶段的作用和常用工具
- 中华人民共和国拍卖法(实施细则)
- 拉拔力测试方法及标准
- 保证金退还
- 生物实验室解说词
- 江苏省《律师收费办法》实施细则
- 法治宣传教育界的“互联网+”
- 专题二 从海水中获得的化学物质 第二单元 钠、镁及其化合物(第1课时)钠的性质和应用学案 苏教版必修1
- CPK与PPM换算表公式
- 劳动法学考试小抄带案例分析