同济大学土木工程学院建筑工程系：《混凝土结构基本原理》第七章 混凝土构件受扭性能（顾祥林）

混廢土结构基本原理 第七章凝土构件受扭性能 同济大学土木工程学院建筑工程系 顾祥林

第七章 混凝土构件受扭性能 同济大学土木工程学院建筑工程系 顾祥林

工程买例 平衡扭转-静定问题 约束扭转-超静定问题 受扭构件中通常也配置纵筋和箍筋以抵御扭矩

一、工程实例 平衡扭转----静定问题 约束扭转----超静定问题 受扭构件中通常也配置纵筋和箍筋以抵御扭矩

二、纯扭构件的破坏特征 素混凝土纯扭构件 素混凝土纯扭构件 先在某长边中点开裂 裂缝 T(6 形成一螺旋形裂缝,一裂即坏 受压区 三边受拉,一边受压

二、纯扭构件的破坏特征 1. 素混凝土纯扭构件 Tmax 裂缝 1 1 2 2 T(T ) T(T ) 受压区 素混凝土纯扭构件 先在某长边中点开裂 形成一螺旋形裂缝，一裂即坏 三边受拉，一边受压

二、纯扭构件的破坏特征 1.钢筋混凝土纯扭构件 钢筋混凝土纯扭构件 开裂前钢筋中的应力很小 T(6 开裂后不立即破坏,裂缝可 以不断增加,随着钢筋用量 的不同,有不同的破坏形态

二、纯扭构件的破坏特征 1. 钢筋混凝土纯扭构件 T(T ) T(T ) 钢筋混凝土纯扭构件 开裂前钢筋中的应力很小 开裂后不立即破坏，裂缝可 以不断增加，随着钢筋用量 的不同，有不同的破坏形态

二、纯扭构件的破坏特征 1.钢筋混凝土纯扭构件 破坏形态 少筋破坏:适筋破坏:超筋破坏:部分超筋 裂后钢筋应力裂后钢筋应力 裂后钢筋应力 破坏 激增,构件破增加,继续开 增加,继续开 裂后钢筋应力 坏 裂,钢筋屈服,裂,混凝土压 增加,继续开 混凝土压碎, 碎,构件破坏 裂,混凝土压 构件破坏 钢筋未屈服 碎,构件破坏 纵筋或箍筋未 屈服 设计的应避免出现

二、纯扭构件的破坏特征 1. 钢筋混凝土纯扭构件 破坏形态 少筋破坏： 裂后钢筋应力 激增，构件破 坏 适筋破坏： 裂后钢筋应力 增加，继续开 裂，钢筋屈服， 混凝土压碎， 构件破坏 超筋破坏： 裂后钢筋应力 增加，继续开 裂，混凝土压 碎，构件破坏， 钢筋未屈服 部分超筋 破坏： 裂后钢筋应力 增加，继续开 裂，混凝土压 碎，构件破坏， 纵筋或箍筋未 屈服 设计时应避免出现

纯扭构件的开裂扭矩 矩形截面纯扭构件 弹性材料 理想弹塑性材料 T=2(F1d1+F2d2)=(3h-b)f=Wf 矩形截面的抗扭塑性抵抗矩 亦可用砂堆比导出

三、纯扭构件的开裂扭矩 1. 矩形截面纯扭构件 b h max b h f t f t f t f t d2 d1 F2 F2 F1 F1 b h b/2 b/2 弹性材料 理想弹塑性材料 cr t t t h b f W f b T = F d + F d = (3 − ) = 6 2( ) 2 1 1 2 2 矩形截面的抗扭塑性抵抗矩 亦可用砂堆比拟导出

纯扭构件的开裂扭矩 矩形截面纯扭构件 T=2(F1d1+F2d2)=(3h-b)f=W,f 混凝土材料并非理想弹塑性材料,故可取 T=0.7W,r 理想弹塑性材料

三、纯扭构件的开裂扭矩 1. 矩形截面纯扭构件 d2 d1 F2 F2 F1 F1 b h b/2 b/2 理想弹塑性材料 cr t t t h b f W f b T = F d + F d = (3 − ) = 6 2( ) 2 1 1 2 2 混凝土材料并非理想弹塑性材料，故可取 cr t t T = 0.7W f

纯扭构件的开裂扭矩 2.7形、Ⅰ形截面纯扭构件 简化成三棱柱 对形形截面的受扭构件,可分成 若干个矩形求Te。再求和∑Te 划分矩形的原则:使W最大。以T 33用123填补123 形截面为例 V=p",(b-b) 4 b 试验表明,挑出部分不 应超过翼缘厚度的3倍 同理 1,M (b-b) (6-6 2

三、纯扭构件的开裂扭矩 2. T形、 I形截面纯扭构件 bf ’ b h hf ’ 1’ 3’ 2’ 1 3 2  用1‘2’3‘填补123 简化成三棱柱 对T形I形截面的受扭构件，可分成 若干个矩形求Tcr i。再求和Tcr i 。 划分矩形的原则：使Wt最大。以T 形截面为例 ( ) 4 ' 2 ' ' b b h V f f f =  − ( ) 2 2 ' 2 ' ' ' b b V h W f f f t f = = −  同理 ( ) 2 2 b b h W f f tf = − 试验表明，挑出部分不 应超过翼缘厚度的3倍

纯扭构件的开裂扭矩 3.闭口薄壁纯扭构件 砂堆体积=相应实心砂堆体积-将空心部分 看作是实心而得的砂堆体积 得出W

三、纯扭构件的开裂扭矩 3. 闭口薄壁纯扭构件 砂堆体积 = 相应实心砂堆体积– 将空心部分 看作是实心而得的砂堆体积 得出Wt

矩形截面纯扭构件承载力 1.基本假定 *箱形截面:忽略核心区混凝土的作用 *空间桁架 *混凝土开裂后不承受拉力 裂缝 箍筋 *忽略混凝土斜杄的抗剪作用 纵筋 F4+F4= *忽略纵筋和箍筋的销栓作用 FI+Fi=Aslo F3+F3=Asos F2+F2=As0

四、矩形截面纯扭构件承载力 1. 基本假定 T F4+F4 =Ast4st F3+F3 =Ast3st F2+F2 =Ast2st F1+F1 =Ast1st s T 箍筋 纵筋 裂缝  *箱形截面：忽略核心区混凝土的作用 *空间桁架 *混凝土开裂后不承受拉力 *忽略混凝土斜杆的抗剪作用 *忽略纵筋和箍筋的销栓作用