《钢筋混凝土结构设计》课程教学资源（PPT课件讲稿）受扭构件的强度计算

§5受扭构件的强度计算 提要 本章的主要内容 开裂扭矩的计算,各种截面的受扭抵抗矩 ■钢筋混凝土受扭构件的配筋特点和构造要求 纯扭构件的受扭性能,箍筋和纵筋配筋率的影响 ■配筋强度比概念及其对受扭性能的影响 ■纯扭构件的受扭承载力计算公式和配筋设计方法 ■剪-扭相关作用及其计算 ■弯-剪-扭构件的承载力计算及配筋 受扭构件计算的截面限制条件、最小配筋率

§5受扭构件的强度计算 提 要 本章的主要内容： ◼开裂扭矩的计算，各种截面的受扭抵抗矩 ◼钢筋混凝土受扭构件的配筋特点和构造要求 ◼纯扭构件的受扭性能，箍筋和纵筋配筋率的影响 ◼配筋强度比概念及其对受扭性能的影响 ◼纯扭构件的受扭承载力计算公式和配筋设计方法 ◼剪-扭相关作用及其计算 ◼弯-剪-扭构件的承载力计算及配筋 ◼受扭构件计算的截面限制条件、最小配筋率

概述 基本概念 1受扭构件:凡外荷载在截面上产生扭矩的构件 分为「纯扭构件 剪扭、弯扭构件、弯剪扭构件 2例:①T形梁桥、集中荷載不通过对称轴 ②弯梁桥内产生较大的内扭矩

概述 ◼ 基本概念 1.受扭构件：凡外荷载在截面上产生扭矩的构件 分为 2.例：①T形梁桥、集中荷载不通过对称轴 ②弯梁桥内产生较大的内扭矩

A

纯纽构件开裂过程 开裂扭矩:构件受扭后,截面内产生剪应力τ,形 成如m和σ σ与轴线相交45°,若→构件就会开裂 无筋的矩形砼构件 在扭矩作用下,长边最弱处产生一条斜裂缝向两端 延伸与梁轴线交角a=45°三面开裂。第四个面上处 于受压最大的应力状态,直至压碎,破坏截面为 空间扭曲裂面 抗扭钢筋组成:纵筋+箍筋,缺一不可 ■抗扭钢筋对提高构件抗裂性作用不大,但可以提高 极限抗扭强度、延性

◼ 纯纽构件开裂过程 开裂扭矩：构件受扭后，截面内产生剪应力τ，形 成σtp和σcp σtp=σcp与轴线相交45°，若σtp→ft构件就会开裂 ◼ 无筋的矩形砼构件 在扭矩作用下，长边最弱处产生一条斜裂缝向两端 延伸与梁轴线交角α=45°三面开裂。第四个面上处 于受压最大的应力状态，直至压碎，破坏截面为一 空间扭曲裂面 ◼ 抗扭钢筋组成：纵筋+箍筋，缺一不可 ◼ 抗扭钢筋对提高构件抗裂性作用不大，但可以提高 极限抗扭强度、延性

ft (a)纯扭作用下裂縫 b)弹性剪应力分布(c)塑性剪应力分布 图5-4矩形截面纯扭构件

图5-2 纯扭构件开裂前的剪应力状态 T T 45° σcp σtp 45° τ A B C D σtp 图5-4 矩形截面纯扭构件

碰出受 配置箍筋的纵筋的受扭构件,当配筋适当时 开裂后穿过斜缝的箍筋和纵筋屈服,主裂缝,第 四个面压坏。 开裂扭矩 衡量受扭构件的承载能力 极限抗扭强度

◼配置箍筋的纵筋的受扭构件，当配筋适当时， 开裂后穿过斜缝的箍筋和纵筋屈服,主裂缝，第 四个面压坏。 衡量受扭构件的承载能力

S51矩形截面纯纽构件的计算 1)开裂扭矩的计算 1)理想弹性材料的抗扭强度 yt/bh 式中 11K T计算扭矩 b一矩形截面短边 h一矩形截面长边 y应力系数,随b/h的增大而增大 bh=1.0y=4.79 b/h=0y=330

§5.1 矩形截面纯纽构件的计算 1）开裂扭矩的计算 （1）理想弹性材料的抗扭强度 式中 T—计算扭矩 b—矩形截面短边 h—矩形截面长边 ψt—应力系数，随b/h的增大而增大 b/h=1.0 ψt=4.79 b/h=0 ψt=3.30

45° 2)理想塑性材料 分布规律 最大剪力 (3h-b) f m ax m ax 图5-5 max max bh (3h-b) 3h

(2)理想塑性材料 分布规律 最大剪力 ft ft f 45 ° t 图 5 - 5

式中当b/h=1=3.0 当b/h=0=20 复杂截面可用堆砂比拟法来确定m和τ之间的数 值关系。 堆砂底面积同抗扭横截面可得到 T(由2V模拟)及τ(由g模拟)之间的数值关系 (3)砼构件 《公桥规》规定:非理想弹塑性体 Tn=0.7f=0.7×(3/-b)fa 6

式中 当b/h=1 ψty=3.0 当b/h=0 ψty=2.0 复杂截面可用堆砂比拟法来确定Tmax和τ之间的数 值关系。 堆砂底面积同抗扭横截面可得到 T（由2V模拟）及τ（由tgθ模拟）之间的数值关系。 (3)砼构件 《公桥规》规定：非理想弹塑性体

512矩形截面纯扭构件的破坏特征 RC砼受扭构件裂缝出现前,其工作状态同无筋时, 钢筋应力很小 67.5 几=2.61% 2.13% 52.5 g4501 1.61% 37.5I 1.17% 30.0 22.5 0.823% 0.537% 15.0 7.5 鸟25 081624324048 0×10-2(de 图56T0关系试验曲线(尺寸单位:mm)

5.1.2 矩形截面纯扭构件的破坏特征 ◼ RC砼受扭构件裂缝出现前，其工作状态同无筋时， 钢筋应力很小