第五章 钢筋混凝土梁06（课件）《建筑结构》同步教学（化工版）

第五章 钢筋混凝土梁 目录 第一节 单筋矩形截面梁正截面承载力计算 第二节 双筋矩形截面梁正截面承载力计算 第三节 单筋T形截面正截面承载力计算 第四节 梁的斜截面承载力计算 第五节 梁的抗扭承载力计算 第六节 变形及裂缝宽度验算 第五节 梁的抗扭承载力计算 （一）受扭构件受力特点 受扭构件： 在构件截面中有扭矩作用的构件，受扭构件分类：纯扭、剪扭、弯扭、弯剪扭构件。 一、 受扭构件的受力特点及配筋构造 1.素混凝土纯扭构件 在纯扭构件中，构件裂缝与轴线成45°角。构件在扭矩作用下主要产生剪应力。最大剪应力发生在截面长边中点，与该点剪应力作用相对应的主拉应力σtp和主压应力σcp分别与构件轴线成45°角，其大小为 σtp = σcp =τmax。当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土将σcp首先在截面长边中点处，垂直于主拉应力方向开裂。 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。因而受扭时的极限应力分布将介于上述两种情况之间。素混凝土构件的受扭承载力即开裂扭矩为 Tcr=0.7ftWt （5.1.1） 式中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。对矩形截面 Wt=b2(3h - b) / 6。 2.钢筋混凝土纯扭构件 配置受扭钢筋对提高受扭构件抗裂性能的作用不大，当混凝土开裂后，可由钢筋继续承担拉力，最合理的配筋方式是在构件靠近表面处设置呈45°走向的螺旋形钢筋。但这种配筋方式不便于施工，且当扭矩改变方向后则将完全失去效用。 在实际工程中，一般是采用由靠近构件表面设置的 横向箍筋和沿构件周边均匀对称布置的纵向钢筋共同组 成的抗扭钢筋骨架。 （1）适筋受扭构件 配置了适量受扭钢筋的构件，在裂缝出现以后不会立即破坏。随着外扭矩的不断增大，在构件表面逐渐形成多条大致沿45°方向呈螺旋形发展的裂缝。在裂缝处，原来由混凝土承担的主拉应力主要改由与裂缝相交的钢筋来承担。随着其中一条裂缝所穿越的纵筋和箍筋达到屈服时，该裂缝不断加宽，直到最后形成三面开裂一边受压的空间扭曲破坏面，进而受压边混凝土被压碎，构件破坏。整个破坏过程具有一定延性和较明显的预兆，类似受弯构件适筋破坏。 （2）少筋受扭构件 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。 （3）超筋受扭构件 钢筋未达到屈服强度，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。 注意：少筋受扭构件和超筋受扭构件均属脆性破坏，设计中应予避免。 3.钢筋混凝土弯、剪、扭构件 承载力之间的相关性：扭矩与弯矩或剪力同时作用于构件时，一种承载力会因另一种内力的存在而降低。 （1）弯扭相关性 扭矩的作用使纵筋产生拉应力，加重了受弯构件纵向受拉。 （2）剪扭相关性 弯剪扭复合受扭构件由于其三种内力的比值及配筋情况的不同影响，有三种典型的破坏形态： （1）弯型破坏。构件破坏开始于底面及两侧的混凝土开裂，底部钢筋屈服，然后顶部混凝土压碎。这类破坏主要因弯矩引起。 （2）扭型破坏。 构件破坏开始于构件顶面及两侧面的混凝土开裂，顶部钢筋因受扭而先屈服，最后底部混凝土压碎。此类破坏主要因扭矩引起。 （3）剪扭破坏。 构件破坏开始于截面长边的一侧开裂和该侧的受扭纵筋和受扭、受剪箍筋屈服，最后另一长边压区混凝土压碎。此类破坏主要因剪力和扭矩引起。 1.受扭纵筋 受扭纵筋应沿构件截面周边均匀对称布置。矩形截面的四角以及T形和Ι形截面各分块矩形的四角，均必须设置受扭纵筋。受扭纵筋的间距不应大于200mm，也不应大于梁截面短边长度。 （二） 受扭构件的配筋构造要求 2.受扭箍筋 受扭箍筋必须做成封闭式，且应沿截面周边布置。箍筋末端弯折135°，弯钩端头平直段长度不应小于10d。 受扭箍筋的间距s及直径d 均应满足受弯构件的最大箍筋间距smax及最小箍筋直径的要求。 受扭纵向钢筋的接头和锚固要求均应按受拉钢筋的相应要求考虑。 架立筋和梁侧构造纵筋也可利用作为受扭纵筋。 $$