构件扭曲截面性能.pptx
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1、一、工程实例平衡扭转平衡扭转静定问题静定问题约束扭转约束扭转超静定问题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 1.素混凝土纯扭构件Tmax裂缝1122T(T)T(T)受压区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先在某长边中点开裂形成一螺旋形裂缝,一裂即坏形成一螺旋形裂缝,一裂即坏三边受拉,一边受压三边受拉,一边受压二、纯扭构件的破坏特征 2.钢筋混凝土纯扭构件T(T)T(T)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开裂前钢筋中的应力很小开裂后不立即破坏,裂缝可开裂后不立即破坏,裂缝可以不断增
2、加,随着钢筋用量以不断增加,随着钢筋用量的不同,有不同的破坏形态的不同,有不同的破坏形态二、纯扭构件的破坏特征 2.钢筋混凝土纯扭构件破坏形态破坏形态少筋破坏:少筋破坏:裂后钢筋应力裂后钢筋应力激增,构件破激增,构件破坏坏适筋破坏:适筋破坏:裂后钢筋应力裂后钢筋应力增加,继续开增加,继续开裂,钢筋屈服,裂,钢筋屈服,混凝土压碎,混凝土压碎,构件破坏构件破坏超筋破坏:超筋破坏:裂后钢筋应力裂后钢筋应力增加,继续开增加,继续开裂,混凝土压裂,混凝土压碎,构件破坏,碎,构件破坏,钢筋未屈服钢筋未屈服部分超筋部分超筋破坏:破坏:裂后钢筋应力裂后钢筋应力增加,继续开增加,继续开裂,混凝土压裂,混凝土压碎
3、,构件破坏,碎,构件破坏,纵筋或箍筋未纵筋或箍筋未屈服屈服设计时应避免出现设计时应避免出现三、纯扭构件的开裂扭矩 1.矩形截面纯扭构件bhmaxbhftftftftd2d1F2F2F1F1bhb/2b/2弹性材料弹性材料理想弹塑性材料理想弹塑性材料矩形截面的抗扭塑性抵抗矩矩形截面的抗扭塑性抵抗矩亦可用砂堆比拟导出亦可用砂堆比拟导出三、纯扭构件的开裂扭矩 1.矩形截面纯扭构件d2d1F2F2F1F1bhb/2b/2理想弹塑性材料理想弹塑性材料 b/2砂堆比拟砂堆比拟(Nadai)三、纯扭构件的开裂扭矩 1.矩形截面纯扭构件d2d1F2F2F1F1bhb/2b/2理想弹塑性材料理想弹塑性材料混凝土
4、材料并非理想弹塑性材料,故可取三、纯扭构件的开裂扭矩 2.T形、I形截面纯扭构件bfbhhf132132用用123填补填补123简化成三棱柱简化成三棱柱对对T形形I形截面的受扭构件,可分成形截面的受扭构件,可分成若干个矩形求若干个矩形求Tcri。再求和。再求和 Tcri。划分矩形的原则:使划分矩形的原则:使Wt最大。最大。以以T形截面为例形截面为例同理试验表明,挑出部分不试验表明,挑出部分不应超过翼缘厚度的应超过翼缘厚度的3倍倍三、纯扭构件的开裂扭矩 3.闭口薄壁纯扭构件砂堆体积砂堆体积=相应实心砂堆体积相应实心砂堆体积 将空心部分将空心部分 看作是实心而得的砂堆体积看作是实心而得的砂堆体积得
5、出得出Wt四、矩形截面纯扭构件承载力 1.基本假定TuF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2stF1+F1=Ast1stsT箍筋纵筋裂缝*箱形截面:忽略核芯区混凝土的作用箱形截面:忽略核芯区混凝土的作用*空间桁架空间桁架*混凝土开裂后不承受拉力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混凝土斜杆的抗剪作用*忽略纵筋和箍筋的销栓作用忽略纵筋和箍筋的销栓作用四、矩形截面纯扭构件承载力 2.承载力计算分析TuF4+F4=Ast4stF3+F3=Ast3stF2+F2=Ast2stF1+F1=Ast1stsT箍筋纵筋裂缝hq=TtetebAcor定义剪力流定义剪
6、力流抗扭承载力抗扭承载力剪力流中心线所包围的面积剪力流中心线所包围的面积抗扭承载力抗扭承载力四、矩形截面纯扭构件承载力 2.承载力计算分析纵筋的拉力纵筋的拉力hq=TtetebAcorTuF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcor cosNdBDF2dqF1qhcorACsNst hcor cot含一完整斜裂缝的隔离体对隔离体对隔离体ABCD相应其他三个面的隔离体相应其他三个面的隔离体四、矩形截面纯扭构件承载力 2.承载力计算分析纵筋的拉力纵筋的拉力hq=TtetebAcorTuF4+F4=Ast4f
7、yF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcor cosNdBDF2dqF1qhcorACsNst hcor cot含一完整斜裂缝的隔离体如果配筋适中,纵筋可以屈服如果配筋适中,纵筋可以屈服四、矩形截面纯扭构件承载力 2.承载力计算分析箍筋的拉力箍筋的拉力hq=TtetebAcorTuF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcor cosNdBDF2dqF1qhcorACsNst hcor cot对斜裂缝上半部分的隔离对斜裂缝上半部分的隔离
8、体体ACD取斜裂缝的上半部分作为隔离体如果配筋适中,箍筋亦可以屈服如果配筋适中,箍筋亦可以屈服四、矩形截面纯扭构件承载力 2.承载力计算分析纵筋与箍筋的配筋强度比纵筋与箍筋的配筋强度比hq=TtetebAcorTuF4+F4=Ast4fyF3+F3=Ast3fyF2+F2=Ast2fyF1+F1=Ast1fysT箍筋纵筋裂缝ABCDhcorhcor cosNdBDF2dqF1qhcorACsNst hcor cot纵筋与箍筋配筋强度比纵筋与箍筋配筋强度比消去q四、矩形截面纯扭构件承载力 2.承载力计算分析抗扭承载力的计算公式抗扭承载力的计算公式hq=TtetebAcorTuF4+F4=Ast4
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