[工學(xué)]5受扭構(gòu)件的強(已修改)
2025-01-31 07:25 本頁面
【正文】 167。5受扭構(gòu)件的強度計算 提 要 本章的主要內(nèi)容： ?開裂扭矩的計算，各種截面的受扭抵抗矩 ?鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的配筋特點和構(gòu)造要求 ?純扭構(gòu)件的受扭性能，箍筋和縱筋配筋率的影響 ?配筋強度比概念及其對受扭性能的影響 ?純扭構(gòu)件的受扭承載力計算公式和配筋設(shè)計方法 ?剪 扭相關(guān)作用及其計算 ?彎 剪 扭構(gòu)件的承載力計算及配筋 ?受扭構(gòu)件計算的截面限制條件、最小配筋率 概述 ? 基本概念 ：凡外荷載在截面上產(chǎn)生扭矩的構(gòu)件 分為 ：① T形梁橋、集中荷載不通過對稱軸 ②彎梁橋內(nèi)產(chǎn)生較大的內(nèi)扭矩 ? 純紐構(gòu)件開裂過程 開裂扭矩：構(gòu)件受扭后，截面內(nèi)產(chǎn)生剪應(yīng)力 τ，形成 σtp和 σcp σtp=σcp與軸線相交 45176。 ，若 σtp→f t構(gòu)件就會開裂 ? 無筋的矩形砼構(gòu)件 在扭矩作用下，長邊最弱處產(chǎn)生一條斜裂縫向兩端延伸與梁軸線交角 α=45176。 三面開裂。第四個面上處于受壓最大的應(yīng)力狀態(tài)，直至壓碎，破壞截面為一空間扭曲裂面 ? 抗扭鋼筋組成：縱筋 +箍筋，缺一不可 ? 抗扭鋼筋對提高構(gòu)件抗裂性作用不大，但可以提高極限抗扭強度、延性。 圖 52 純扭構(gòu)件開裂前的剪應(yīng)力狀態(tài) ?配置箍筋的縱筋的受扭構(gòu)件，當(dāng)配筋適當(dāng)時，開裂后穿過斜縫的箍筋和縱筋主裂縫，第四個面屈服。 衡量受扭構(gòu)件的承載能力 TT45176。σ cpσ tp45176。τABCDσ tp圖 5 4 矩形截面純扭構(gòu) 件 167。 矩形截面純紐構(gòu)件的計算 1）開裂扭矩的計算 （ 1）理想彈性材料的抗扭強度 式中 T— 計算扭矩 b— 矩形截面短邊 h— 矩形截面長邊 ψt— 應(yīng)力系數(shù)，隨 b/h的增大而增大 b/h= ψt= b/h=0 ψt= (2)理想塑性材料 分布規(guī)律 最大剪力 ft ft ft45 176。圖 55 式中 當(dāng) b/h=1 ψty= 當(dāng) b/h=0 ψty= 復(fù)雜截面可用堆砂比擬法來確定 Tmax和 τ之間的數(shù)值關(guān)系。 堆砂底面積同抗扭橫截面可得到 T（由 2V模擬）及 τ（由 tgθ模擬）之間的數(shù)值關(guān)系 。 (3)砼構(gòu)件 《 公橋規(guī) 》 規(guī)定：非理想彈塑性體 矩形截面純扭構(gòu)件的破壞特征 ? RC砼受扭構(gòu)件裂縫出現(xiàn)前，其工作狀態(tài)同無筋時，鋼筋應(yīng)力很小 ? 裂縫出現(xiàn)后，拉應(yīng)力由鋼筋承擔(dān)。其鋼筋配置，一般由穿過斜裂縫的縱筋和箍筋形成鋼筋骨架。根據(jù)配筋量的不同以下三種情況：如圖 56 1）若配置的箍筋縱筋數(shù)量合適，隨 T增加， σsv→ fsv裂縫的數(shù)量及裂寬增加， σs→ fs一個面上的砼被壓碎破壞。具有塑性破壞特征。 2）箍筋或縱筋配置過多或同時配置過多，多條裂縫，鋼筋未屈服，砼被壓碎破壞。超筋或部分超筋。 3）過少時，一裂即屈服，壓碎破壞。 后二者均有脆性破壞之特征。 如圖 56 純扭構(gòu)件的承載力計算 ? 計算模式有空間桁架理論和斜彎破壞理論。 1)空間桁架理論 2）按斜彎理論計算純扭構(gòu)件 試驗指出：在純扭的 RC構(gòu)件中將出現(xiàn)如圖 AB、 BC、CD三段連續(xù)的斜裂縫， AD為傾斜的斜壓區(qū)，整個破壞面為一空間扭曲面。 ? 計算中可作以下假定： ： （ 1）受拉縱筋和抗扭箍筋同時達(dá)到屈服強度 （ 2）受壓區(qū) AD的受壓區(qū)高度 x，可近似地取用 2倍保護層厚度，即 x=bbcor （ 3）假定受壓區(qū)的合力近似作用于受壓區(qū)的形心 （ 4）不考慮受拉區(qū)砼的工作 （ 5）將傾斜的斜曲面近似地看作是斜平面 （ 6）忽略縱筋的暗銷力和骨料咬合力的作用 — 構(gòu)件核心周邊單位長度上的縱向鋼筋 內(nèi)力，若等距布置， — 沿構(gòu)件軸線單位長度上的箍筋內(nèi)力； Ⅰ — Ⅰ 軸 — 通過受壓
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