第六章：钢筋混凝土受扭构件承载力计算学习教案

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1、会计学1第六章：钢筋混凝土受扭构件第六章：钢筋混凝土受扭构件(gujin)承承载力计算载力计算第一页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助特点：特点：弯、剪、弯、剪、扭构件扭构件 。 6.1 概概 述述土木工程中常见的受扭构件土木工程中常见的受扭构件第1页/共31页第二页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助平衡扭转与协调扭转平衡扭转与协调扭转1.平衡扭转平衡扭转 对于静定的受

2、扭构件，如扭转由外荷载产生，扭矩由构件对于静定的受扭构件，如扭转由外荷载产生，扭矩由构件的的静力平衡条件静力平衡条件所确定，与构件的抗扭刚度无关，称为所确定，与构件的抗扭刚度无关，称为平衡扭转平衡扭转。如上述各梁。如上述各梁。2.协调扭转协调扭转 扭转由变形引起，并由变形连续条件所决定。如与次梁相扭转由变形引起，并由变形连续条件所决定。如与次梁相连的边框主梁。连的边框主梁。本章主要讨论平衡扭转计算。本章主要讨论平衡扭转计算。协调扭转可用构造钢筋或内力重分布方法处理。协调扭转可用构造钢筋或内力重分布方法处理。第2页/共31页第三页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章

3、主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助平衡扭转与协调扭转平衡扭转与协调扭转1.平衡扭转平衡扭转 扭转由荷载引起，内扭矩为平衡外扭矩所必需。扭转由荷载引起，内扭矩为平衡外扭矩所必需。如上述各梁。如上述各梁。第3页/共31页第四页，共31页。 吊车的横向吊车的横向(hn xin)水平制动力及吊车竖向轮压偏心水平制动力及吊车竖向轮压偏心 都可使吊车梁受扭。都可使吊车梁受扭。平衡平衡(pnghng)扭转扭转第4页/共31页第五页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y z

4、hn)帮帮 助助平衡扭转与协调扭转平衡扭转与协调扭转2.协调扭转或附加扭转协调扭转或附加扭转 扭转由变形引起，并由变形连续条件所决定。如与扭转由变形引起，并由变形连续条件所决定。如与次梁相连的边框主梁。次梁相连的边框主梁。本章主要讨论平衡扭转计算。本章主要讨论平衡扭转计算。协调扭转可用构造钢筋或内力重分布方法处理。协调扭转可用构造钢筋或内力重分布方法处理。第5页/共31页第六页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助抗扭钢筋的形式抗扭钢筋的形式抗弯抗弯 受拉区纵筋受拉区纵筋抗剪抗剪 箍筋

5、或箍筋箍筋或箍筋+ +弯筋弯筋抗扭抗扭 箍筋箍筋+ +沿截面周边沿截面周边 均匀布置的纵筋，均匀布置的纵筋， 箍筋与纵筋的比例箍筋与纵筋的比例 要适当。要适当。受扭构件分类受扭构件分类纯扭纯扭剪扭剪扭 土土木工程中少见木工程中少见 弯扭弯扭弯剪扭：土木工程中常见弯剪扭：土木工程中常见 第6页/共31页第七页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助纯扭构件承载力计算纯扭构件承载力计算6.2 建筑工程中受扭构件承载力计算建筑工程中受扭构件承载力计算1.理想弹塑性材料纯扭构件理想弹塑性材料纯扭

6、构件第7页/共31页第八页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助塑性状态下能抵抗的扭矩为：塑性状态下能抵抗的扭矩为：61ttUWfT 式中：式中： Wt 截面抗扭塑性抵抗矩截面抗扭塑性抵抗矩;对于矩形截面对于矩形截面 h为截面长边边长为截面长边边长;b为截面短边边长。为截面短边边长。2.素砼纯扭构件素砼纯扭构件 bhbW 362t62tt7 . 0WfT 63第8页/共31页第九页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y z

7、hn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助式中：式中： s 箍筋间距箍筋间距; Ast1 抗扭箍筋单肢截面面积抗扭箍筋单肢截面面积; Acor 截面核心部分面积截面核心部分面积, Acor = bcor hcor; z 抗扭纵筋与抗扭箍筋的配筋强度比值抗扭纵筋与抗扭箍筋的配筋强度比值;3.钢筋砼纯扭构件钢筋砼纯扭构件sAAfWfTcor1styvtt2 . 135. 0z z 64cor1styvstyuAfsAfl z z65第9页/共31页第十页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助

8、助式中：式中： Ast1 全部抗扭纵筋截面面积全部抗扭纵筋截面面积; ucor 截面核心部分周长截面核心部分周长, ucor = 2(bcor + hcor)。cor1styvstyuAfsAfl z z65为了保证抗扭纵筋和抗扭箍筋都能充分被利用，要求：为了保证抗扭纵筋和抗扭箍筋都能充分被利用，要求：设计时，可先按式（设计时，可先按式（6-6）假定一个）假定一个z值，然后由式值，然后由式（6-4）求）求Ast1 ，再由式（，再由式（6-5）求）求Astl 。第10页/共31页第十一页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn

9、)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助剪力的存在会降低剪力的存在会降低截面的抗扭能力；截面的抗扭能力；扭矩的存在会降低扭矩的存在会降低截面的抗剪能力截面的抗剪能力。剪扭构件承载力计算剪扭构件承载力计算1.剪扭相关性剪扭相关性（ttco0tco35. 0,7 . 0WfTbhfV） 第11页/共31页第十二页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助 规范经简化后的结果为规范经简化后的结果为 ：（1）当）当Tc/Tco 0.5时，即时，即T 0.175ftWt时，可忽略扭时，可忽略扭 矩影响

10、，按纯剪构件设计；矩影响，按纯剪构件设计；（2）当）当Vc/Vco 0.5时，即时，即V 0.35ftbh0时，可忽略剪时，可忽略剪 力影响，按纯扭构件设计；力影响，按纯扭构件设计；（3）当）当T0.175ftWt和和V 0.35ftbh0时，要考虑剪扭的相时，要考虑剪扭的相 关性。关性。2.考虑剪扭相关性的计算考虑剪扭相关性的计算0v1vsyvt0t25. 1)5 . 1 (7 . 0hsnAfbhfV 67tcor1styvttt2 . 135. 0sAAfWfTz z 68第12页/共31页第十三页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一

11、章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助式中：式中： t 剪扭构件中砼受扭承载力降低系数剪扭构件中砼受扭承载力降低系数，0tt5 . 015 . 1TbhVW 69当当 t 0.5时，取时，取t0.5；当；当 t 1.0 时，取时，取h1.0 ; Wt 箱形截面壁厚箱形截面壁厚, 其值不应小于其值不应小于bh/7。z 值仍按公式（值仍按公式（6-9）计算）计算 ，且应，且应0.6z 1.7符合的符合的要求要求 ，当z1.7 时，取z1.7 。剪扭构件剪扭构件一般剪扭构件一般剪扭构件0svyv0tt25. 17 . 0)5 . 1 (hsAfbhfV sAAfWfTcor1st

12、yvtth2 . 135. 0z z 622623第21页/共31页第二十二页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助式中：式中： t 按式（按式（6-11）计算；）计算；Wt 应以应以ht代替代替。集中力作用下的独立剪扭构件集中力作用下的独立剪扭构件0svyv0tt25. 1175. 1)5 . 1 (hsAfbhfV sAAfWfTcor1styvtth2 . 135. 0z z 624625弯剪扭构件弯剪扭构件 像矩形、像矩形、T形和形和I形截面一样，弯矩按纯弯构件计形截面一样，弯

13、矩按纯弯构件计 算剪力和扭矩按剪扭构件计算。算剪力和扭矩按剪扭构件计算。第22页/共31页第二十三页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助压弯剪扭构件压弯剪扭构件7.受扭构件公式使用条件及构造要求受扭构件公式使用条件及构造要求为了防止超筋为了防止超筋,要求截面尺寸满足要求截面尺寸满足 0svyv0tt07. 0175. 115 . 1hsAfNbhfV 626627sAAfWANfTcorst1yvttt2 . 107. 035. 0z z cct025. 08 . 0fWTbhV 6

14、28当当hw/b4时时,cct020. 08 . 0fWTbhV 629当当hw/b6时时,第23页/共31页第二十四页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助为了防止少筋为了防止少筋,要求要求630yvtminsv,sv/28. 0ff 受剪及受扭箍筋受剪及受扭箍筋631 受扭纵筋受扭纵筋VbTffllyvtmin,tt6 . 0 2/,2/ VbTVbT取取时时当当第24页/共31页第二十五页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章

15、上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助可按构造配置抗扭纵筋和箍筋的条件。可按构造配置抗扭纵筋和箍筋的条件。632tt07 . 0fWTbhV 纵筋的配筋率应不小于受弯时的最小配筋率纵筋的配筋率应不小于受弯时的最小配筋率和受扭时最小配筋率之和。和受扭时最小配筋率之和。构造要求。构造要求。受扭箍筋应采用封闭式箍筋，做法见下图。受扭箍筋应采用封闭式箍筋，做法见下图。135受扭钢筋应受扭钢筋应对称对称设置于截设置于截面周边，面周边，角点角点处应有处应有纵筋纵筋。第25页/共31页第二十六页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一

16、章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助矩形和箱形截面纯扭构件矩形和箱形截面纯扭构件6.3 公路桥梁工程中受扭构件承载力计算公路桥梁工程中受扭构件承载力计算633vcorsv1svttdad02 . 135. 0sAAfWfTz z 第26页/共31页第二十七页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助矩形和箱形截面剪扭和弯剪扭构件矩形和箱形截面剪扭和弯剪扭构件剪扭构件剪扭构件fsv 箍筋的抗拉强度设计值，按附表箍筋的抗拉强度设计值，按附表106采用，但取采用，但取 值不大于值

17、不大于280MPa。z 抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比，抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比， 0.6z 1.7。按公式（按公式（6-33）计算的箱形截面构件应满足）计算的箱形截面构件应满足 t20.1b和和t10.1h的条件。的条件。不考虑剪扭相关性，剪力和扭矩分别计算，抗扭按下不考虑剪扭相关性，剪力和扭矩分别计算，抗扭按下公式计算公式计算vcorsv1svttdtad02 . 135. 0sAAfWfTz z 634第27页/共31页第二十八页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助矩形和箱形截面

18、受扭构件截面尺寸应满矩形和箱形截面受扭构件截面尺寸应满 足的条件足的条件弯剪扭构件弯剪扭构件 弯矩按纯弯计算，剪力和扭矩也分别计算再叠加。弯矩按纯弯计算，剪力和扭矩也分别计算再叠加。 式中式中剪扭构件砼抗扭承载力降低系数剪扭构件砼抗扭承载力降低系数0dtdt5 . 015 . 1bhTWV 当当t1.0时时,取取t=1.0。635kcu,3td00d0106 . 0fWTbhV 636第28页/共31页第二十九页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助可不进行构件抗扭承载力计算的条件可不

19、进行构件抗扭承载力计算的条件 td3td00d0105 . 0fWTbhV 637配筋条件配筋条件箍筋的配筋率箍筋的配筋率 剪扭构件剪扭构件 式中，式中，c值当采用值当采用R235 级钢筋时取级钢筋时取0.0018，当采用当采用HRB335级钢筋时取级钢筋时取0.0012。 ccff sdcdtsv055. 012 638 纯扭构件纯扭构件sdcdsv055. 0ff 639第29页/共31页第三十页，共31页。混凝土结构混凝土结构(jigu)基本原理基本原理第六章主主 页页目目 录录上一章上一章(y zhn)下一章下一章(y zhn)帮帮 助助 纵向钢筋的配筋率纵向钢筋的配筋率 剪扭不应小于受弯构件纵向受力钢筋的最小配剪扭不应小于受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率和受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率之筋率和受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率之和，不应小于和，不应小于38ftd/fsd，也不应小于，也不应小于0.15。 抗扭纵筋抗扭纵筋最小配筋率最小配筋率为为 纯扭时纯扭时 弯扭时弯扭时 sdcdt1208. 0ff sdcd/08. 0ff第30页/共31页第三十一页，共31页。