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《结构设计原理》第5章 受扭构件强度计算

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第一节纯扭构件 5.1.1矩形截面纯扭构件的开裂扭矩 弹性材料(P92,5-5a):Tmax=2,(3.03≤≤4.79) 塑性材料:Tmaxyy2,(2.0≤y1≤3.0)
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第5章受扭构件强度计算

◼ 第5章 受扭构件强度计算

第一节纯扭构件 5.1.1矩形截面纯扭构件的开裂扭矩 弹性材料(P92,5-5a):max=vt (3.03≤v1≤479) 塑性材料:max (2.0≤v≤3:0) 《公路桥规》取用: (5-1) 开裂时,O2=≥R 计入安全系数后,τm≤0.038R,抗裂性能足够。 开裂扭矩:Mn=0.006Rd2(3c-d)(5-2)

第一节 纯扭构件 5.1.1 矩形截面纯扭构件的开裂扭矩 弹性材料(P92,5-5a): d c M t max t 2  = ,(3.03   4.79 t ) 塑性材料: d c M t max t y 2  = ,(2.0  3.0 t ) 《公路桥规》取用: d ( c d ) M t − = 3 6 1 2 max  (5-1) 开裂时, zl = RL   计入安全系数后, RL 0.038  max  ,抗裂性能足够。 开裂扭矩: M R d ( c d ) t f = 0.006 L 3 − 2 (5-2)

5.1.2矩形截面纯扭构件的破坏特征 抗扭钢筋:抗扭纵筋 抗扭箍筋 少筋破坏一一开裂,钢筋马上屈服,结构立即破坏 适筋破坏一纵筋、箍筋先屈服,混凝土受压面压碎; 超筋破坏一纵筋、箍筋未屈服,混凝土受压面先压碎; 部分超筋破坏一纵筋一部分钢筋先屈服,混凝土受压面 被压碎。 配筋强度比5 纵筋 Roka she箍筋 当06≤5≤1.7时,纵筋、箍筋均可达到屈服强度

5.1.2 矩形截面纯扭构件的破坏特征 抗扭钢筋:抗扭纵筋 抗扭箍筋 少筋破坏—一开裂,钢筋马上屈服,结构立即破坏; 适筋破坏—纵筋、箍筋先屈服,混凝土受压面压碎; 超筋破坏—纵筋、箍筋未屈服,混凝土受压面先压碎; 部分超筋破坏—纵筋一部分钢筋先屈服,混凝土受压面 被压碎。 配筋强度比 g k k h e g n k R a S R A S  = ( 箍 筋 纵 筋 )(5-3) 当0.6    1.7 时,纵筋、箍筋均可达到屈服强度

513强度计算理论 1)变角度空间桁架 2)斜弯破坏理论 ■基本假定 螺旋裂缝—空间曲面 (1)混凝土只承受压力,具有螺旋形 裂缝 基本假定: ①钢筋已达到屈服; (2)纵筋和箍筋只承受拉力 ②受压区:③混凝土不计, ■(3)忽略核心混凝土和钢筋销栓作用。 只留钢筋; ■④钢筋对称均匀、沿轴线 间距布置 ⑤曲面一斜平面 ⑥忽略钢筋的销栓作用 料 《公路桥规》中对受扭构件的强度计算是建立在斜弯曲破坏理论上的

5.1.3 强度计算理论 1)变角度空间桁架 ◼ 基本假定: ◼ (1)混凝土只承受压力,具有螺旋形 裂缝; ◼ (2)纵筋和箍筋只承受拉力; ◼ (3)忽略核心混凝土和钢筋销栓作用。 2)斜弯破坏理论 ◼ 螺旋裂缝—空间曲面 ◼ 基本假定: ◼ ① 钢筋已达到屈服; ◼ ② 受压区:③ 混凝土不计, 只留钢筋; ◼ ④钢筋对称均匀、沿轴线 等间距布置 ◼ ⑤ 曲面—斜平面; ◼ ⑥ 忽略钢筋的销栓作用, 骨料。 《公路桥规》中对受扭构件的强度计算是建立在斜弯曲破坏理论上的

第二节在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件强度计算 5.2.1构件的破坏特征及承载能力,与作用的外部荷载条件和构 件的内在因素有关。 外部荷载条件表示为: 扭弯比:W=M1M 扭剪比:A=M1/Qb 内部因素:截面形状、尺寸、配筋及材料强度

第二节 在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件强度计算 5.2.1 构件的破坏特征及承载能力,与作用的外部荷载条件和构 件的内在因素有关。 外部荷载条件表示为: 扭弯比: = M t / M 扭剪比: M Q b t  = / 内部因素:截面形状、尺寸、配筋及材料强度

5.2.2弯剪扭构件的配筋方法 《公路桥规》采用叠加计算截面设计简化方法: 1)按弯矩单独作用时求得抗弯所需纵筋; 2)按扭矩单独作用时求得抗扭所需纵筋和箍筋; 3)按剪力单独作用时仅设箍筋而不设斜筋时求得抗剪 所需箍筋。 4)纵筋叠加,箍筋叠加,统一布置。 截面尺寸应满足 M ≤0051R bho (5-19) 当τ≤0.038RL,只需按构造要求设置纵筋和箍筋

5.2.2 弯剪扭构件的配筋方法 《公路桥规》采用叠加计算截面设计简化方法: 1)按弯矩单独作用时求得抗弯所需纵筋; 2)按扭矩单独作用时求得抗扭所需纵筋和箍筋; 3)按剪力单独作用时仅设箍筋而不设斜筋时求得抗剪 所需箍筋。 4)纵筋叠加,箍筋叠加,统一布置。 截面尺寸应满足: ( ) R d c d M bh Q t j 0.051 3 6 1 2 0  −  = + (5-19) 当 R L   0.038 ,只需按构造要求设置纵筋和箍筋

第三节T形截面受扭件 第四节箱形截面受扭构件 第五节构造要求 纵筋(P103) 箍筋一封闭式,Rgk≤340MPa

第三节 T 形截面受扭件 第四节 箱形截面受扭构件 第五节 构造要求 纵筋(P103) 箍筋—封闭式, R g k  340 M P a

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