陇东学院：《混凝土结构设计原理》课程教学资源（PPT课件）第七章 受扭构件扭曲截面的承载力计算

混碳土结构设计原理 第七章受扭构件扭曲截面的承 载力计算 B求院

混凝土结构设计原理 第七章 受扭构件扭曲截面的承 载力计算

混碳土结构设计原理 §7.1概述 受扭构件也是一种基本构件 平衡扭转 两类受扭构件 协调扭转 B求院

混凝土结构设计原理 受扭构件也是一种基本构件 平衡扭转 两类受扭构件 协调扭转 §7.1 概述

混碳土结构设计原理 平衡扭转 ◆静定的受扭构件,由荷载产生的扭矩是由构件的静力平 衡条件确定而与受扭构件的刚度无关。 ◆受扭构件必须提供足够的抗扭承载力,否则不能与作用 扭矩相平衡而引起破坏 B求院

混凝土结构设计原理 平衡扭转 ◆ 静定的受扭构件，由荷载产生的扭矩是由构件的静力平 衡条件确定而与受扭构件的刚度无关。 ◆ 受扭构件必须提供足够的抗扭承载力，否则不能与作用 扭矩相平衡而引起破坏

混碳土结构设计原理 协调扭转 边梁抗扭刚度大 协调扭转 边梁抗扭刚度小 ◆在超静定受扭构件,作用在构件上的扭矩除了静力平 衡条件外,还必须由相邻构件的变形协调条件才能确定。 扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有关, B求院

混凝土结构设计原理 协调扭转 协调扭转 边梁抗扭刚度大 边梁抗扭刚度小 ❖在超静定受扭构件，作用在构件上的扭矩除了静力平 衡条件外，还必须由相邻构件的变形协调条件才能确定。 扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有关

混碳土结构设计原理 §7.2纯扭构件的试验研究 T ■裂缝出现前的性能 按弹性理论 裂缝出现前,钢筋混凝 4 土纯扭构件的受力性能大 体符合圣维南弹性扭转理 论,如右图。 18 招转角p(出) 图2开裂前的能 B求院

混凝土结构设计原理 §7.2 纯扭构件的试验研究 ■ 裂缝出现前的性能 裂缝出现前，钢筋混凝 土纯扭构件的受力性能大 体符合圣维南弹性扭转理 论，如右图。 §7.2 纯扭构件的试验研究

混碳土结构设计原理 ■裂缝出现后的性能 试验表明:矩形截面钢筋混凝土受扭构件的初始裂缝 般发生在剪力最大处,即截面长边中点附近且与构 件轴线约呈45角,此后这条裂缝逐渐想两边缘延伸并 相继出现许多新的螺旋型裂缝,如下图 2/团

混凝土结构设计原理 ■ 裂缝出现后的性能 试验表明：矩形截面钢筋混凝土受扭构件的初始裂缝 一般发生在剪力最大处，即截面长边中点附近且与构 件轴线约呈450角，此后这条裂缝逐渐想两边缘延伸并 相继出现许多新的螺旋型裂缝，如下图

混土结构设计原理 pa+p=444% ,T-6关系基本呈直线 关系。 270% 197% ■开裂后,由于部分混凝土退出叶 1,39% 受拉工作,构件的抗扭刚度明显 0.90% 254 降低,T-0关系曲线上出现一不 pulE 大的水平段。 40 8〔10rad/mm) ■对配筋适量的构件,开裂后 将承担扭矩产生的 拉应力,荷载可以继续增大,T-q关系沿斜线上升,裂 缝不断向构件内部和沿主压应力迹线发展延伸,在构件 表面裂缝呈螺旋状 B求院

混凝土结构设计原理 ■ 对配筋适量的构件，开裂后受扭钢筋将承担扭矩产生的 拉应力，荷载可以继续增大，T-q 关系沿斜线上升，裂 缝不断向构件内部和沿主压应力迹线发展延伸，在构件 表面裂缝呈螺旋状。 ■ 开裂前，T-q 关系基本呈直线 关系。 ■ 开裂后，由于部分混凝土退出 受拉工作，构件的抗扭刚度明显 降低，T-q 关系曲线上出现一不 大的水平段

混碳土结构设计原理 ■当接近极限扭矩时,在构件 pa+p=444% 356% 长边上有一条裂缝发展成为临o 270% 界裂缝,并向短边延伸,与这 条空间裂缝相交的箍筋和纵筋 197% 1.39% 达到屈服,T-0关系曲线趋于水到 090% 平 254 A pul ■最后在另一个长边上的混凝 2Autt PIs 土受压破坏,达到极限扭矩。 0 8(10-rad/mm) 虎求疏

混凝土结构设计原理 ■ 当接近极限扭矩时，在构件 长边上有一条裂缝发展成为临 界裂缝，并向短边延伸，与这 条空间裂缝相交的箍筋和纵筋 达到屈服，T-q 关系曲线趋于水 平。 ■ 最后在另一个长边上的混凝 土受压破坏，达到极限扭矩

混碳土结构设计原理 受扭构件的破坏形态分为适筋破坏、部分适筋破坏、少 筋破坏和超筋破坏。 ◆适筋破坏:纵筋和箍筋先达到屈服,然后混凝土压坏, 与受弯适筋梁的破坏类似,具有一定的延性。 ◆部分适筋破坏:当纵筋和箍筋配筋量相差过大时,会 出现一个未达到屈服、另一个达到屈服,但破坏时的延 性较适筋受扭构件的小 ◆超筋破坏:当箍筋和纵筋配置都过大时,箍筋和纵筋 没有达到屈服而混凝土先行破坏,属脆性破坏,这种受 扭构件为超筋受扭构件。 ◆少筋破坏:当箍筋和纵筋配置钧较少时,一旦裂缝出 现_构件立即破坯此种破坯的构件称为少筋受扭构件 B胞求院

混凝土结构设计原理 受扭构件的破坏形态 分为适筋破坏、部分适筋破坏、少 筋破坏和超筋破坏。 ◆适筋破坏：纵筋和箍筋先达到屈服，然后混凝土压坏， 与受弯适筋梁的破坏类似，具有一定的延性。 ◆部分适筋破坏：当纵筋和箍筋配筋量相差过大时，会 出现一个未达到屈服、另一个达到屈服，但破坏时的延 性较适筋受扭构件的小。 ◆超筋破坏：当箍筋和纵筋配置都过大时，箍筋和纵筋 没有达到屈服而混凝土先行破坏，属脆性破坏，这种受 扭构件为超筋受扭构件。 ◆少筋破坏：当箍筋和纵筋配置钧较少时，一旦裂缝出 现，构件立即破坏。此种破坏的构件称为少筋受扭构件

混碳土结构设计原理 §7.3纯扭构件的扭曲截面承载力 7.3.1开裂扭矩的计算 令对理想弹塑性材料,矩形截面受扭构件在扭矩T作用下截 面上的剪应力分布情况如图(a),最大剪应力τ及最大 主应力发生在截面长边中点。 令当截面边缘的拉应变达到混凝土的极限拉应变值,截面 上各点的应力达到混凝土的抗拉强度后,混凝土开裂。截 面承受的扭矩称为开裂扭矩Tr,图(b)。 45 求E (a) f

混凝土结构设计原理 7.3.1 开裂扭矩的计算 ❖对理想弹塑性材料，矩形截面受扭构件在扭矩T作用下截 面上的剪应力分布情况如图（a） ，最大剪应力tmax及最大 主应力发生在截面长边中点 。 ❖当截面边缘的拉应变达到混凝土的极限拉应变值，截面 上各点的应力达到混凝土的抗拉强度后，混凝土开裂。截 面承受的扭矩称为开裂扭矩Tcr，图 （b） 。 （a） ft ft f 45° t （b） §7.3 纯扭构件的扭曲截面承载力