第五章 钢筋混凝土受扭构件承载力计算

第五章 钢筋混凝土受扭构件承载力计算本章的重点是： 本章的重点是：了解受扭构件的分类和受扭构件开裂、 了解受扭构件的分类和受扭构件开裂、破坏 机理； 机理； 掌握受扭构件的设计计算方法； 掌握受扭构件的设计计算方法； 熟悉公路桥涵工程与建筑工程关于受扭构件 计算的相同与不同之处； 计算的相同与不同之处； 熟悉钢筋混凝土受扭构件的构造要求。 熟悉钢筋混凝土受扭构件的构造要求。

§5.1概述扭转是结构承受的五种基本受力状态之一 。在钢 筋混凝土结构中，处于纯扭矩作用的结构很少， 筋混凝土结构中，处于纯扭矩作用的结构很少，大多数 情况下都是处于弯矩、剪力和扭矩或压力、弯矩、剪力 情况下都是处于弯矩、剪力和扭矩或压力、弯矩、 和扭矩共同作用下的复合受力状态。例如雨篷梁.曲梁 曲梁、 和扭矩共同作用下的复合受力状态。例如雨篷梁 曲梁、 吊车架、螺旋楼梯、框架边梁以及框架结构角柱、 吊车架、螺旋楼梯、框架边梁以及框架结构角柱、有吊 车厂房柱等均属于弯、 扭或压、 车厂房柱等均属于弯、剪、扭或压、弯、剪、扭共同作 用下的结构，如图5-1。 用下的结构，如图 。 钢筋混凝土结构在扭矩作用下， 钢筋混凝土结构在扭矩作用下，根据扭矩形成的原 可以分为两种类型：一是平衡扭转， 因，可以分为两种类型：一是平衡扭转，二是协调扭转 或称为附加扭转。 或称为附加扭转。 若结构的扭矩是由荷载产生的， 若结构的扭矩是由荷载产生的，其扭矩可根据平衡 条件求得，与构件的抗扭刚度无关， 条件求得，与构件的抗扭刚度无关，这种扭转称为平衡

扭转。例如图 的雨篷梁 的雨篷梁， 扭转。例如图5-1的雨篷梁，在雨篷板荷载的作用下 在雨篷 架中产生扭矩。由于雨篷梁、 架中产生扭矩。由于雨篷梁、板是静定结构不会发生塑性 变形引起的内力重分布.因此雨篷梁承受的扭矩内力数值不 变形引起的内力重分布 因此雨篷梁承受的扭矩内力数值不 会发生变化在设计中必须采用雨篷梁的受扭承载力来平衡 和抵抗全部的扭矩。 和抵抗全部的扭矩。 另一类是静定结构中由于变形的协调使截面产生的扭 例如图5-l 转 称为协调扭转或附加扭转 例如图 l的框架边梁 由于框 架边梁具有一定的截面扭转刚度， 架边梁具有一定的截面扭转刚度，它将约束楼面梁的弯曲 转动， 转动，使楼面梁在与框架边梁交点的支座处产生负弯矩作 为扭矩荷载在框架边梁产生扭矩。由于框架边梁及楼面梁 为扭矩荷载在框架边梁产生扭矩。 作为超静定结构， 作为超静定结构，边梁及楼面梁混凝土开裂后其截

面扭转 刚度将发生显著变化， 刚度将发生显著变化，边梁及楼面梁将产生塑性变形内力 重分布，楼面梁支座处负弯矩值减小， 重分布，楼面梁支座处负弯矩值减小，而其跨内弯矩值增 框架边梁扭矩也随扭矩荷载减小而减小。 大；框架边梁扭矩也随扭矩荷载减小而减小。

本章介绍的受扭承载力计算公式主要是针对平衡扭转 而言的。至于协调扭转 过去常不作专门计算 ，而仅仅适 而言的。 当增配若干构造钢筋进行处理。 当增配若干构造钢筋进行处理。协调扭转目前的设计方法 有以下两种： 有以下两种： 1.《规范》设计法 《规范》 《规范》规定支承梁(框架边梁 的扭矩值宜采用考虑 规范》规定支承梁 框架边梁)的扭矩值宜采用考虑 框架边梁 内力重分布的分析方法。 内力重分布的分析方法。将支承梁按弹性分析所得的梁端 扭矩内力设计值进行调整， 扭矩内力设计值进行调整，T=(1-β)T弹。 根据国内的试验研究，若支承梁、 根据国内的试验研究，若支承梁、柱为现浇的整体式 梁上板为预制板时， 不超过0.4 结构 ，梁上板为预制板时，梁端扭矩调幅系数β不超过 若支承梁、板柱为现浇整体式结构时，结构整体较好， ;若支承梁、板柱为现浇整体式结构时，结构整体较好， 现浇板通过受弯、扭的形式承受支承梁的部分弯矩， 现浇板通过受弯、扭的形式承受支承梁的部分弯矩，故梁 可适当增大。 端扭矩调幅系数β可适当增大。

结构根据调幅后的扭矩设计值，进行受弯、 结构根据调幅后的扭矩设计值，进行受弯、剪扭构件的承 载力计算，并满足受扭纵筋及箍筋的构造要求， 载力计算，并满足受扭纵筋及箍筋的构造要求，可满足混凝土 裂缝宽度的限值要求。 裂缝宽度的限值要求。 2.零刚度设计法 零刚度设计法 是目前国外一些国家规范通常采用的设计法。 是目前国外一些国家规范通常采用的设计法。假定支承梁 (框架边梁 的截面扭转刚度为零，则框架边梁的扭矩内力值为 框架边梁)的截面扭转刚度为零， 框架边梁 的截面扭转刚度为零 零，在支承架内只配置相当于开裂扭矩时所需要的受扭构造钢 用以满足支承梁的延性和裂缝宽度限值的要求。 筋，用以满足支承梁的延性和裂缝宽度限值的要求。

§5.2 受扭构件的试验研究以纯扭矩作用下的钢筋混凝土矩形截面构件为例， 以纯扭矩作用下的钢筋混凝土矩形截面构件为例，研究纯 扭构件的受力状态及破坏特征。当结构扭矩内力较小时， 扭构件的受力状态及破坏特征。当结构扭矩内力较小时，截 面内的应力也很小 ，其应力与应变关系处于弹性阶段 由材料 力学公式 …… 此处隐藏：3989字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……