《混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)》教材配套PPT課件
混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)教材配套PPT課件,混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu),混凝土結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu),教材,配套,PPT,課件
混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)模塊模塊6 6 受扭構(gòu)件承載力計(jì)算受扭構(gòu)件承載力計(jì)算 6.1 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算 6.2彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 (1)掌握純扭構(gòu)件、彎剪扭構(gòu)件承載力的計(jì)算方法。(2)能夠根據(jù)要求進(jìn)行截面設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)模塊模塊6 6 受扭構(gòu)件承載力計(jì)算受扭構(gòu)件承載力計(jì)算 6.1 6.1 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算純扭構(gòu)件承載力計(jì)算 受扭構(gòu)件的破壞特征6.1.1 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,除承受彎矩、軸力、剪力外,還可能承受扭矩的作用。在工程實(shí)際中,混凝土構(gòu)件受到的扭轉(zhuǎn)有以下兩類:一類是由外荷載直接作用產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn),其扭矩可由靜力平衡條件求得,與構(gòu)件的抗扭剛度無關(guān),一般也稱為平衡扭轉(zhuǎn)。圖6-1(a)、圖6-1(b)所示的受檐口豎向荷載作用的挑檐梁、受水平制動(dòng)力作用的吊車梁,其截面上承受的扭矩都屬于平衡扭轉(zhuǎn)。另一類是超靜定結(jié)構(gòu)中由于變形的協(xié)調(diào)使截面產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn),稱為協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)。如圖6-1(c)所示的現(xiàn)澆框架的邊梁,由于次梁梁端的彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)變形使邊梁產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),截面承受扭矩。6.1 6.1 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算純扭構(gòu)件承載力計(jì)算圖6-1 工程中常見的受扭構(gòu)件(a)挑檐梁 (b)吊車梁 (c)現(xiàn)澆框架的邊梁 6.1 6.1 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算純扭構(gòu)件承載力計(jì)算 1 1)少筋破壞)少筋破壞 當(dāng)配筋(垂直于構(gòu)件縱軸的箍筋和沿截面周邊布置的縱向鋼筋)過少或配筋間距過大時(shí),在扭矩作用下,在構(gòu)件截面的長(zhǎng)邊最薄弱處會(huì)產(chǎn)生一條與縱軸成45左右的斜裂縫,構(gòu)件一旦開裂,鋼筋不足以承擔(dān)由混凝土開裂后轉(zhuǎn)移給鋼筋所承擔(dān)的拉力,裂縫就迅速向相鄰兩側(cè)面呈螺旋形延伸,形成三面開裂、一面受壓的空間扭曲裂面,構(gòu)件隨即被破壞。破壞過程迅速且突然,這種破壞屬于脆性破壞。其破壞扭矩Tu基本上等于開裂扭矩Tcr。這種破壞形態(tài)稱為少筋破壞。6.1 6.1 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算純扭構(gòu)件承載力計(jì)算2 2)適筋破壞)適筋破壞 當(dāng)配筋適量時(shí),在扭矩作用下,首條斜裂縫出現(xiàn)后構(gòu)件并不會(huì)立即被破壞。隨著扭矩的增加,構(gòu)件將陸續(xù)出現(xiàn)多條大體平行的連續(xù)的螺旋形裂縫。與斜裂縫相交的縱筋和箍筋先后達(dá)到屈服,斜裂縫進(jìn)一步展開,最后受壓面上的混凝土也被壓碎,構(gòu)件隨之被破壞。這種破壞形態(tài)稱為適筋破壞,屬于具有一定延性的破壞。6.1 6.1 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算純扭構(gòu)件承載力計(jì)算3 3)超筋破壞)超筋破壞 若配筋量過大,在縱筋和箍筋尚未達(dá)到屈服時(shí)混凝土就因受壓而被壓碎,構(gòu)件被破壞。為防止出現(xiàn)這種破壞,規(guī)范對(duì)抗扭縱筋和抗扭箍筋的配筋強(qiáng)度比值的范圍做了限定。按式(6-1)計(jì)算。(6-1)6.1 6.1 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算純扭構(gòu)件承載力計(jì)算 矩形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算6.1.2 矩形截面純扭構(gòu)件承載力按式(6-2)計(jì)算。T (6-2)(6-3)式中,T為扭矩設(shè)計(jì)值;ft為混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;Wt為截面受扭塑性抵抗矩;b、h分別為矩形截面的短邊尺寸、長(zhǎng)邊尺寸;Acor為截面核心部分的面積:Acorbcorhcor,此處,bcor、hcor為箍筋內(nèi)表面范圍內(nèi)截面核心部分的短邊、長(zhǎng)邊尺寸;式中其他符號(hào)意義同前。當(dāng)1.7或ep0h/6時(shí),不應(yīng)考慮預(yù)加力影響項(xiàng),而應(yīng)按鋼筋混凝土純扭構(gòu)件計(jì)算。6.1 6.1 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算純扭構(gòu)件承載力計(jì)算 T形和I形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算6.1.3 T形和I形截面純扭構(gòu)件可分為腹板、受壓翼緣及受拉翼緣三個(gè)矩形塊,其受扭承載力按式(6-2)計(jì)算,各矩形塊的扭矩設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:腹板:TW=(6-4)受壓翼緣:(6-5)受拉翼緣:(6-6)(6-7)6.1 6.1 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算純扭構(gòu)件承載力計(jì)算 對(duì)T形和I形構(gòu)件腹板、受壓翼緣及受拉翼緣部分的矩形截面受扭塑性抵抗矩 Wtw、Wtf、Wtf應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:腹板:(6-8)受壓翼緣:(6-9)受拉翼緣:(6-10)式中,b、h分別為腹板寬度、截面高度;bf、bf分別為截面受壓區(qū)、受拉區(qū)的翼緣寬度;hf、hf分別為截面受壓區(qū)、受拉區(qū)的翼緣高度。6.1 6.1 純扭構(gòu)件承載力計(jì)算純扭構(gòu)件承載力計(jì)算 箱形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算6.1.4 箱形截面純扭構(gòu)件承載力按式(6-11)計(jì)算:(6-11)(6-12)式中,h為箱形截面壁厚系數(shù),當(dāng)h10時(shí),取h=10;bh、hh為箱形截面的短邊尺寸、長(zhǎng)邊尺寸。箱形截面受扭塑性抵抗矩為(6-13)6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 彎剪扭構(gòu)件截面限制條件6.2.1 (1)在彎矩、剪力和扭矩的共同作用下,hw/b6的矩形、T形、I形截面和 hw/t w6的箱形截面構(gòu)件(見圖6-2)應(yīng)符合下列條件:當(dāng)hw/b(或 hw/t w)4時(shí):(6-14)當(dāng)4hw/b(或 hw/tw)6時(shí),按線性內(nèi)插法確定。當(dāng) hw/b(或 hw/tw)=6時(shí):(6-15)6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算圖6-2 受扭構(gòu)件截面(a)矩形截面 (b)T形、I形截面 (c)箱形截面(twtw)1彎矩、剪力作用平面 6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 (2)在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的構(gòu)件,當(dāng)符合下列公式的要求時(shí),均可不進(jìn)行構(gòu)件受剪扭承載力計(jì)算,僅需按構(gòu)造要求配置縱向鋼筋和箍筋。(6-16)(6-17)式中,N p0為計(jì)算截面上混凝土法向預(yù)應(yīng)力等于零時(shí)的縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋及非預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力,當(dāng)Np00.3 fcA0時(shí),取Np0=0.3f c A0;N 為與剪力、扭矩設(shè)計(jì)值V、T相應(yīng)的軸向壓力設(shè)計(jì)值,當(dāng)N0.3fc A時(shí),取N=0.3fcA,其中,A為構(gòu)件的截面面積。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 矩形截面構(gòu)件彎剪扭承載力計(jì)算6.2.21 1)軸向壓力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算)軸向壓力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算 在軸向壓力和扭矩共同作用下的矩形截面鋼筋混凝土構(gòu)件,其受扭承載力應(yīng)符合下列公式:T (6-18)式中,N為與扭矩設(shè)計(jì)值 T相應(yīng)的軸向壓力設(shè)計(jì)值,當(dāng) N0.3f cA 時(shí),取 N =0.3fcA;A為構(gòu)件截面面積。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算2 2)剪力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算)剪力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算 (1)矩形截面一般剪扭構(gòu)件的承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算:受剪承載力:(6-19)受扭承載力:(6-20)式中,Asv為受剪承載力所需的箍筋截面面積;t為一般剪扭構(gòu)件混凝土的受扭承載力降低系數(shù)(見表6-1),當(dāng) t0.5時(shí),取 t=0.5,當(dāng) t1.0時(shí),取t=1.0;其他符號(hào)意義同前。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算表6-1 剪扭構(gòu)件混凝土的受扭承載力降低系數(shù) t (2)矩形截面集中荷載作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件的承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算:受剪承載力(6-21)式中,為計(jì)算截面的剪跨比;其他符號(hào)意義同前。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 3 3)軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算)軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算 (1)在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下的鋼筋混凝土矩形截面框架柱,其受剪扭承載力應(yīng)符合下列公式:受剪承載力:(6-22)受扭承載力:(6-23)式中,符號(hào)意義同前,其中受扭承載力降低系數(shù)t應(yīng)按集中荷載作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件的相關(guān)規(guī)定計(jì)算,如表6-1所示。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 (2)在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下的鋼筋混凝土矩形截面框架柱,當(dāng)T(0.175ft+0.035N/A)Wt時(shí),可僅計(jì)算偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力和斜截面受剪承載力。(3)在軸向壓力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下的鋼筋混凝土矩形截面框架柱,其縱向普通鋼筋的截面面積應(yīng)分別按偏心受壓構(gòu)件的正截面承載力和剪扭構(gòu)件的受扭承載力計(jì)算確定,并應(yīng)配置在相應(yīng)的位置;箍筋截面面積應(yīng)分別按剪扭構(gòu)件的受剪承載力和受扭承載力計(jì)算確定,并應(yīng)配置在相應(yīng)的位置。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算4 4)彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算)彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算 在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的矩形截面構(gòu)件,可按下列規(guī)定進(jìn)行承載力計(jì)算:(1)當(dāng)V0.35ftbh0或 V0.875ftbh0/(+1)時(shí),可僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和純扭構(gòu)件的受扭承載力分別進(jìn)行計(jì)算。(2)當(dāng)T0.175ftW t或T0.175hftWt時(shí),可僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力分別進(jìn)行計(jì)算。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 T形和I形截面構(gòu)件彎剪扭承載力計(jì)算6.2.3 (1)T形和I形截面剪扭構(gòu)件的受剪扭承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:受剪承載力。T形和I形截面剪扭構(gòu)件的受剪承載力,可按式(6-19)或式(6-21)計(jì)算,但應(yīng)將T及Wt分別以Tw及Wtw代替。受扭承載力。T形和I形截面剪扭構(gòu)件受扭承載力可按相關(guān)規(guī)定劃分為2個(gè)或3個(gè)矩形塊分別進(jìn)行計(jì)算。其中,腹板為剪扭構(gòu)件,其受扭承載力按式(6-20)計(jì)算。(2)T形和I形截面構(gòu)件在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算可參照矩形截面構(gòu)件在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算方法進(jìn)行。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 箱形截面構(gòu)件彎剪扭承載力計(jì)算6.2.4 (1)T形和I形截面剪扭構(gòu)件的受剪扭承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:受剪承載力:V (6-24)受扭承載力:T (6-25)以上兩式中t的計(jì)算方法如表6-1所示。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 (2)箱形截面集中荷載作用下的獨(dú)立剪扭構(gòu)件的受剪扭承載力計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:受剪承載力:V (6-26)受扭承載力按式(6-25)計(jì)算。式(6-26)中t的計(jì)算方法如表6-1所示。(3)箱形截面構(gòu)件在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算可參照矩形截面構(gòu)件在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的承載力計(jì)算方法進(jìn)行。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 受扭構(gòu)件配筋的構(gòu)造要求6.2.5 1 1)最小配筋率要求)最小配筋率要求 (1)純扭構(gòu)件的最小配筋率應(yīng)符合下列要求。0.28 (6-27)式中,tl為梁內(nèi)受扭縱向鋼筋的配筋率;Astl為沿截面周邊布置的受扭縱向鋼筋總截面面積;當(dāng)T/Vb2.0時(shí),取T/Vb=2.0。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算 (2)彎剪扭構(gòu)件的最小配筋率應(yīng)符合式(6-28)的要求。0.28 (6-28)式中,sv為箍筋的配筋率。式(6-27)和式(6-28)中的b為受剪的截面寬度,對(duì)箱形截面應(yīng)以bh代替。6.2 6.2 彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算彎剪扭構(gòu)件承載力計(jì)算2 2)受扭構(gòu)件縱筋的構(gòu)造要求)受扭構(gòu)件縱筋的構(gòu)造要求表6-2 受扭構(gòu)件縱筋的構(gòu)造要求Thank you
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混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)
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