1、,0 绪论 1 建筑结构计算基本原则 2 建筑结构材料 3 钢筋混凝土受弯构件 4 钢筋混凝土纵向受力构件 5 钢筋混凝土受扭构件 6 预应力混凝土构件 7 钢筋混凝土楼屋盖,钢筋混凝土结构 Reinforced Concrete Structure,第一节 受力特点与配筋构造,第五章 钢筋混凝土受扭构件,凡是构件截面中有扭矩作用的，都称为受扭构件。,例如：钢筋混凝土雨篷、平面曲梁或折梁、现浇框架边梁、 吊车梁、螺旋楼梯等。,根据截面所受内力的不同，分为： 纯扭、剪扭、弯扭、弯剪扭等多种受力情况。 T V+T M+T M+V+T,1、素混凝土纯扭构件 (T) 2、钢筋混凝土纯扭构件 (T) 3
2、、钢筋混凝土弯、剪、扭构件 (M+V+T),第一节 受力特点与配筋构造,第五章 钢筋混凝土受扭构件,受扭构件的扭转分为：平衡扭转和协调扭转,平衡扭转构件中的扭矩由荷载直接引起，其值可由平衡条件直接求出,构件中的扭矩可以直接由荷载静力平衡求出 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。,第一节 受力特点与配筋构造,第五章 钢筋混凝土受扭构件,受扭构件的扭转分为：平衡扭转和协调扭转,约束扭转在超静定结构，扭矩是由相邻构件的变形受到约束而产生的，扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有关,超静定结构中由于变形的协调使截面产生扭转,第一节 受力特点与配筋构造,第五章 钢筋混凝土受扭构
3、件,1.素混凝土纯扭构件,裂缝与轴线成45角。,素混凝土既非完全弹性，又非理想塑性，是介于两者之间的 弹塑性材料，因而受扭极限应力分布介于两种情况之间。,Tcr=0.7ftWt,ft混凝土抗拉强度设计值； Wt受扭构件的截面抗扭塑性抵抗矩。矩形截面Wt=b2(3h - b) / 6。,素混凝土构件的受扭承载力=开裂扭矩,第一节 受力特点与配筋构造,第五章 钢筋混凝土受扭构件,2、钢筋混凝土纯扭构件,扭矩在匀质弹性材料构件中引起的主拉应力方向与构件轴线成45。,最合理的配筋方式 为45螺旋形配筋 ，但不便于施工。,在实际工程中，采用构件表面设置的横向箍筋和构件周边均匀对称设置纵向钢筋，共同形成抗
4、扭钢筋骨架。,第一节 受力特点与配筋构造,第五章 钢筋混凝土受扭构件,3、钢筋混凝土纯扭构件破坏形式,当受扭箍筋和纵筋配置过少时，构件的受扭承载力与素混凝土没有实质差别，破坏过程迅速而突然，类似于受弯构件的少筋破坏，称为少筋受扭构件。,如果箍筋和纵筋配置过多，箍筋和纵筋均未达到屈服强度，构件即由于斜裂缝间混凝土被压碎而破坏，这种破坏与受弯构件的超筋梁类似，称为完全超筋受扭构件。,为了防止这种少筋破坏，混凝土结构设计规范规定，受扭箍筋和纵向受扭钢筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率，并应符合受扭钢筋的构造要求。,为了避免此种破坏，混凝土结构设计规范对构件的截面尺寸作了限制，间接限定抗扭钢筋最大用量
5、。,第一节 受力特点与配筋构造,第五章 钢筋混凝土受扭构件,3、钢筋混凝土纯扭构件破坏形式,当箍筋和纵筋中有一种含量太多时，构件破坏时，箍筋、纵筋中只有一种屈服，称为部分超筋受扭构件。,为了防止这种少筋破坏，混凝土结构设计规范规定，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比应符合要求,第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,1、承载力计算公式,上式可认为由两部分组成： （1）混凝土的受扭承载力Tc （2）受扭纵筋和箍筋的受扭承载力Ts,式中：Acor截面核心部分的面积，Acor=bcorhcor,第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,2、矩形截面受扭构件承载力
6、计算,适用条件：,矩形截面或箱形截面-设计步骤,第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,矩形截面或箱形截面-构造要求,纵筋沿截面均匀布置，否则亦可能出现局部超筋，对设计题可能会出现不安全的结果,箍筋带135的弯钩，当采用复合箍时，位于内部的箍筋不应计入受扭箍筋的面积,第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,T形截面或I形截面-配筋构造,第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,T形截面或I形截面-设计步骤,将截面分成若干个矩形,第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,矩形截面或箱形截面,按纵筋均匀布置
7、的原则，确定抗扭纵筋的截面积,第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,练习题:,5.1 钢筋混凝土矩形截面纯扭构件的截面尺寸bh=150mm300mmm，承受扭矩设计值T=4.6kN.m，纵向钢筋混凝土保护层厚度c=25mm。混凝土强度等级为C30，纵向钢筋和箍筋均采用HPB235级钢筋，试设计该截面。,V不起控制作用，且T/M较小，配筋适量时,斜裂缝首先在弯曲受拉的底部开裂，再发展,破坏时，底部受拉纵筋已屈服,第五章 钢筋混凝土受扭构件,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,1、破坏类型,V不起控制作用，
8、T/M较大，且AsAs时,由M引起的As的压力不足以抵消T引起的As中的拉力,由于AsAs， As 先受拉屈服，之后构件破坏,第五章 钢筋混凝土受扭构件,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,1、破坏类型,M不起控制作用,V、T的共同工作使得一侧混凝土剪应力增大，一侧混凝土应力减小,剪应力大的一侧先受拉开裂，最后破坏， T很小时，仅发生剪切破坏,第五章 钢筋混凝土受扭构件,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,1、破坏类型,只考虑Vc、Tc的相关性，不考虑Vs、Ts的相关性,得出公式后再用试验验证,第五章 钢筋混凝土受扭构件,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,2、矩形截面剪扭构件承载力计算
9、,扭剪构件混凝土对抗扭承载力的贡献,纯扭构件混凝土对抗扭承载力的贡献,扭剪构件混凝土对抗剪承载力的贡献,纯剪构件混凝土对抗剪承载力的贡献,2、矩形截面剪扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,扭剪构件受扭承载力降低系数,第五章 钢筋混凝土受扭构件,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,2、矩形截面剪扭构件承载力计算,扭矩对抗剪承载力无影响,剪力对抗扭承载力无影响,第五章 钢筋混凝土受扭构件,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,2、矩形截面剪扭构件承载力计算,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,2、矩形截面剪扭构件承载力
10、计算,剪力的存在会使混凝土构件的受扭承载力降低，降低系数为t，同时，扭矩的存在也会使混凝土的受剪承载力降低，降低系数为（1.5-t）,纯扭构件受扭承载力公式：,弯剪构件受剪承载力公式：,式中：,剪扭构件受扭承载力公式：,剪扭构件受剪承载力公式：,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,2、矩形截面剪扭构件承载力计算,式中：,集中荷载为主的剪扭构件受剪承载力公式：,其他和上一节相同,弯扭构件的抗扭承载力,纯扭构件的抗扭承载力,弯扭构件的抗弯承载力,纯弯构件的抗弯承载力,第五章 钢筋混凝土受扭构件,3、矩形截面弯扭构件承载力计算,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,实用
11、的承载力计算方法,确定弯扭钢筋后，分别计算其抗弯和抗扭承载力，不考虑弯、扭的相关作用,第五章 钢筋混凝土受扭构件,3、矩形截面弯扭构件承载力计算,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,3、矩形截面弯扭构件承载力计算,混凝土规范近似采用叠加法进行计算，即先本别按受弯和受扭计算，然后将所需的纵向钢筋数量按以下原则布置并叠加：,1）抗弯所需纵筋布置在截面受拉区 2）抗扭所需纵筋沿截面核心周边均匀、对称布置,例：某矩形截面弯扭构件按受弯承载力计算需配置As=1260mm的纵筋，按受扭承载力计算需配置Astl=800mm的纵筋，试选配钢筋并绘制断面图。,第三节 矩形截面弯剪扭
12、构件承载力计算,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,4、矩形截面弯剪扭构件承载力计算,计算方法：通过剪扭计算配置箍筋，通过弯扭计算配置纵筋,适用条件：,防完全超筋破坏及斜压破坏,防少筋破坏及斜拉破坏,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,4、矩形截面弯剪扭构件承载力计算,简化条件：,可不进行剪扭计算，而按构造配置箍筋和受扭纵筋,可不考虑剪力，仅按弯扭构件计算,可不考虑扭矩，仅按弯剪构件计算,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,4、矩形截面弯剪扭构件截面设计步骤,已知：M、V、T，bh、fc、fy、fyv；求
13、：As、Astl、Asv,（1）验算截面尺寸,若不满足，应增大截面尺寸,（2）确定是否需要进行受扭和受剪承载力计算,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,4、矩形截面弯剪扭构件截面设计步骤,（3）确定箍筋用量,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,4、矩形截面弯剪扭构件截面设计步骤,（4）确定纵筋用量,第三节 矩形截面弯剪扭构件承载力计算,第五章 钢筋混凝土受扭构件,练习题:,5.2 均布荷载作用下的钢筋混凝土矩形截面构件，其截面尺寸为bh=250mm600mmm，纵向钢筋的混凝土保护层厚度c=25mm，承受弯矩设计值M=175kN.m，剪力设计值V=155kN，扭矩设计值T=13.95kN.m。混凝土强度等级为C30，纵向钢筋用HRB335级钢筋，箍筋用HPB235级钢筋，试设计该截面。,休息一下,点击返回,钢筋混凝土结构 Reinforced Concrete Structure,
