弯剪扭构件.ppt

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1、7.4 7.4 弯剪扭构件的承载力计算弯剪扭构件的承载力计算7.4.1 7.4.1 破坏形态破坏形态TVTM扭矩扭矩使纵筋产生拉应力，与受弯时钢筋拉应力叠加，使钢筋使纵筋产生拉应力，与受弯时钢筋拉应力叠加，使钢筋拉应力增大，拉应力增大，从而会使受弯承载力降低从而会使受弯承载力降低。而扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加，因而扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加，因此此承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的承载力承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的承载力。弯剪扭构件的破坏形态与三个外力之间的比例关系和配筋情况弯剪扭构件的破坏形态与三个外力之间的比例关系和配筋情况有关，主要有三种

2、破坏形式有关，主要有三种破坏形式：1.1.弯型破坏弯型破坏：当弯矩较大，扭矩和剪力均较小时当弯矩较大，扭矩和剪力均较小时，弯矩起主导作用。，弯矩起主导作用。裂缝首先在弯曲受拉底面出现，然后发展到两个侧面。裂缝首先在弯曲受拉底面出现，然后发展到两个侧面。底部纵筋同时受底部纵筋同时受弯矩弯矩和和扭矩扭矩产生拉应力的叠加，如底部纵筋不产生拉应力的叠加，如底部纵筋不是很多时，则是很多时，则破坏始于底部纵筋屈服破坏始于底部纵筋屈服，承载力受底部纵筋控制。，承载力受底部纵筋控制。受弯承载力因扭矩的存在而降低受弯承载力因扭矩的存在而降低。2.2.扭型破坏扭型破坏：1sysyAfAf当扭矩较大当扭矩较大,弯矩

3、和剪力较小弯矩和剪力较小,且顶部纵筋小于底部纵筋时发生。且顶部纵筋小于底部纵筋时发生。扭矩引起顶部纵筋的拉应力很大，而弯矩引起的压应力很小，所扭矩引起顶部纵筋的拉应力很大，而弯矩引起的压应力很小，所以导致顶部纵筋拉应力大于底部纵筋，构件以导致顶部纵筋拉应力大于底部纵筋，构件破坏是由于顶部纵筋破坏是由于顶部纵筋先达到屈服先达到屈服，然后底部混凝土压碎，承载力由顶部纵筋拉应力所，然后底部混凝土压碎，承载力由顶部纵筋拉应力所控制。控制。由于弯矩对顶部产生压应力，抵消了一部分扭矩产生的拉应力，由于弯矩对顶部产生压应力，抵消了一部分扭矩产生的拉应力，因此因此弯矩对受扭承载力有一定的提高弯矩对受扭承载力有

4、一定的提高。但对于顶部和底部纵筋对称布置情况，总是底部纵筋先达到屈服，但对于顶部和底部纵筋对称布置情况，总是底部纵筋先达到屈服，将不可能出现扭型破坏。将不可能出现扭型破坏。sysyAfAf3.3.剪扭型破坏剪扭型破坏：当弯矩较小当弯矩较小，对构件的承载力不起控制作用，构件主要在扭矩和，对构件的承载力不起控制作用，构件主要在扭矩和剪力共同作用下产生剪扭型或扭剪型的受剪破坏。剪力共同作用下产生剪扭型或扭剪型的受剪破坏。裂缝从一个长边（剪力方向一致的一侧）中点开始出现，并向顶裂缝从一个长边（剪力方向一致的一侧）中点开始出现，并向顶面和底面延伸，最后在另一侧长边混凝土压碎而达到破坏。如配面和底面延伸，

5、最后在另一侧长边混凝土压碎而达到破坏。如配筋合适，破坏时与斜裂缝相交的纵筋和箍筋达到屈服。筋合适，破坏时与斜裂缝相交的纵筋和箍筋达到屈服。当扭矩较大时，以受扭破坏为主；当扭矩较大时，以受扭破坏为主；当剪力较大时，以受剪破坏为主。当剪力较大时，以受剪破坏为主。由于由于扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加，因扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加，因此此承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的承载力承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的承载力，其相关作用关其相关作用关系曲线接近系曲线接近1/4圆圆。无腹筋有腹筋7.4.2 7.4.2 规范规范弯剪扭构件的配筋计算方法弯剪扭构件的配筋计算

6、方法 由于在由于在弯矩弯矩、剪力剪力和和扭矩扭矩的共同作用下，各项承载力是相互的共同作用下，各项承载力是相互关联的，其相互影响十分复杂。关联的，其相互影响十分复杂。为了简化为了简化，规范规范偏于安全地将受弯所需的纵筋与受扭所需偏于安全地将受弯所需的纵筋与受扭所需纵筋分别计算后进行叠加纵筋分别计算后进行叠加，而对而对剪扭作用剪扭作用为避免混凝土部分的抗力被重复利用，考虑混凝为避免混凝土部分的抗力被重复利用，考虑混凝土项的相关作用土项的相关作用，箍筋的贡献则采用简单叠加方法。，箍筋的贡献则采用简单叠加方法。具体方法如下具体方法如下：1 1、受弯纵筋计算、受弯纵筋计算受弯纵筋受弯纵筋As和和As按弯

7、矩设计值按弯矩设计值M由正截面受弯承载力计算确定。由正截面受弯承载力计算确定。2 2、剪扭配筋计算、剪扭配筋计算 对于剪扭共同作用，对于剪扭共同作用，规范规范采用采用混凝土部分混凝土部分承载力承载力相关相关，箍筋部分箍筋部分承载力承载力叠加叠加的方法。的方法。混凝土部分承载力相关关系可近似取混凝土部分承载力相关关系可近似取1/4圆，圆，1)()(2020ccccVVTT00ccvcctVVTT，取取ccTVTV并近似取并近似取2200111vcctVTTV t 混凝土混凝土受扭受扭承载力降低系数承载力降低系数 v 混凝土混凝土受剪受剪承载力降低系数承载力降低系数1)(12002cccctVVT

8、T也可采用也可采用AB、BC、CD三段直线三段直线来近似相关关系。来近似相关关系。AB段段，v=Vc/Vc00.5，剪力的影，剪力的影响很小，取响很小，取 t=Tc/Tc0=1.0；CD段段，t=Tc/Tc00.5，扭矩影响，扭矩影响很小，取很小，取 c=Vc/Vc0=1.0；BC段斜段斜直线为：直线为：5.100ccccVVTT0015.1cctVTTVtv5.1注意：此时注意：此时 t 和和 v的范围为的范围为0.51.0ccTVTV对于一般剪扭构件，对于一般剪扭构件，corstyvtttuAsAfWfT12.135.00107.0hsnAfbhfVsvyvtvu scuTTT scuVV

9、V0015.1cctVTTV05.015.1bhWTVttsctTT0scvVV0教材（教材（7-357-35）教材（教材（7-347-34）教材（教材（7-367-36）对于集中荷载作用下的剪扭构件对于集中荷载作用下的剪扭构件corstyvtttuAsAfWfT12.135.0010175.1hsnAfbhfVsvyvtvu0)1(2.015.1bhWTVtt为避免配筋过多产生超筋破坏为避免配筋过多产生超筋破坏，剪扭构件的截面应满足，剪扭构件的截面应满足，cctfWTbhV25.08.00当满足以下条件时当满足以下条件时，可不进行受剪扭承载力计算，仅按最小配可不进行受剪扭承载力计算，仅按最小

10、配筋率和构造要求确定配筋。筋率和构造要求确定配筋。ttfWTbhV7.001、当剪力当剪力V 0.35ftbh0或或V ftbh0时时，可仅按受弯构件的，可仅按受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力分别进行计算；正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力分别进行计算；1875.02、当扭矩当扭矩T0.175ftWt时时，可仅按受弯构件的正截面受弯承载，可仅按受弯构件的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力分别进行计算。力和斜截面受剪承载力分别进行计算。受弯纵筋受弯纵筋As和和As抗扭箍筋：抗扭箍筋：sAst1AsAsAstl/3Astl/3Astl/3+=As+Astl/3As+Astl/3

11、Astl/3sAst14sAsv1+=2sAsv1sAsv1+sAst1coryyvststluffsAA1抗扭纵筋：抗扭纵筋：snAsv1抗剪箍筋：抗剪箍筋：对于弯剪扭构件，为防止少筋破坏对于弯剪扭构件，为防止少筋破坏按面积计算的箍筋配筋率按面积计算的箍筋配筋率yvtsvsvsvffbsA28.0min,纵向钢筋的配筋率纵向钢筋的配筋率min,min,tlsstlsbhAAyttlffVbT6.0 min,习题7-1RC矩形截面（300500）纯扭构件，4D16纵向钢筋（HRB400），箍筋D8(HRB335)100,C30混凝土。求抗扭承载力。解答：（1）h0=500-40=460mm A

12、cor=250450=ucor=2(250+450)=（2）截面尺寸验算（放在最后，即用抗扭承载力）（3）%536.0500300804bhAstlstl%335.01003003.5021bsnAstsv3722108.1)3005003(6300)3(6mmbhbWt7.16.037.114003.503001008043601corstyvstlyuAfsAfcorstyvttuAsAfWfT12.135.0习题7-3（选作题）RC矩形截面（200400）弯扭构件，M=70，T=12，C30混凝土，箍筋HRB335级，纵筋HRB400级。计算配筋。解答：（1）Acor=ucor=Wt=（2）截面尺寸验算（）（3）是否按构造配抗扭纵筋（）（4）由M按第三章配筋理论计算梁底配筋（5）取强度比为1计算抗扭配筋（6）抗扭纵筋的一半与M的计算配筋叠加确定梁底总配筋；抗扭纵筋的另一半确定梁顶配筋（7）由抗扭箍筋确定梁的箍筋