鋼筋混凝土受扭構(gòu)件目錄受壓構(gòu)件構(gòu)造要求01受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)02受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求033上節(jié)課知識回顧本節(jié)課

目標(biāo)和學(xué)習(xí)重點1、了解鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的構(gòu)造要求2、了解鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)3、掌握鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求1、軸心受壓構(gòu)件承載力計算2、偏心受壓構(gòu)件承載力12.1砼柱構(gòu)造要求

軸心受壓構(gòu)件

受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件雙向偏心受壓構(gòu)件單向偏心受壓構(gòu)件1.材料強度等級《混凝土規(guī)范》規(guī)定受壓鋼筋的最大抗壓強度為400N/mm2，提倡應(yīng)用高強、高性能鋼筋，規(guī)定梁、柱縱向受力普通鋼筋應(yīng)采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500鋼筋；箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500鋼筋，也可采用HRB335、HRBF335鋼筋。主要混凝土承擔(dān)壓力，宜用較高強度，一般采用C25～C50（1）混凝土柱中不宜選用高強度鋼筋。受壓鋼筋應(yīng)變受到砼極限壓應(yīng)變值的限制，高強度鋼筋的受壓強度不能充分發(fā)揮（2）鋼筋12.1構(gòu)造要求2.截面形式及截面尺寸鋼筋混凝土受壓構(gòu)件通常采用方形或矩形截面，以便制作模板。軸心受壓柱偏心受壓柱正方形圓形多邊形矩形工字形T形方形和矩形截面柱：尺寸不宜小于250×250mm

邊長800mm以下，取50mm的倍數(shù)

；邊長800mm以上，取100mm的倍數(shù)

12.1砼柱構(gòu)造要求3.縱向受力鋼筋軸心受壓構(gòu)件的荷載主要由混凝土承擔(dān)，設(shè)置縱向受力鋼筋的目的是：

協(xié)助混凝土承受壓力，以減小構(gòu)件尺寸；

承受可能的彎矩，以及混凝土收縮和溫度變形引起的拉應(yīng)力；

防止構(gòu)件突然的脆性破壞。

以保證鋼筋骨架的剛度，減少鋼筋在施工時縱向彎曲及減少箍筋用量。直徑不宜小于12mm，通常采用12～32mm，宜配置粗鋼筋（2）直徑12.1砼柱構(gòu)造要求3.縱向受力鋼筋

鋼筋根數(shù)與布置偏壓矩形截面柱縱筋布置于偏心力作用平面相垂直的兩側(cè)邊雙軸對稱布置軸壓方形或矩形截面柱縱筋不少于４根周邊均勻布置軸壓圓形截面柱不宜少于8根不應(yīng)少于6根周邊均勻布置周邊均勻布置周邊均勻布置雙軸對稱布置12.1砼柱構(gòu)造要求

偏心受壓柱的截面高度不小于600mm時，在柱的側(cè)面上應(yīng)設(shè)置直徑不小于10mm的縱向構(gòu)造鋼筋，并相應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋或拉筋12.1砼柱構(gòu)造要求3.縱向受力鋼筋

構(gòu)造鋼筋4.箍筋箍筋的作用：架立縱向鋼筋

承擔(dān)剪力和扭矩

并與縱筋一起形成對芯部混凝土的圍箍約束。箍筋間距，當(dāng)搭接鋼筋為受拉時，不應(yīng)大于5d（d為受力鋼筋中最小直徑），且不應(yīng)大于100mm；當(dāng)搭接鋼筋為受壓時，不應(yīng)大于10d，且不應(yīng)大于200mm。12.1砼柱構(gòu)造要求當(dāng)柱中各邊縱向鋼筋不多于3根時（圖5.3b），或者柱截面短邊b≤400mm但各邊縱筋不多于4根時（圖5.3a）(復(fù)合箍筋的直徑、間距與前述箍筋相同)

設(shè)置單個箍筋12.1砼柱構(gòu)造要求4.箍筋

單個箍筋/復(fù)合箍筋對于截面形狀復(fù)雜的構(gòu)件，不可采用具有內(nèi)折角的箍筋。其原因是，內(nèi)折角處受拉箍筋的合力向外，使該處混凝土保護(hù)層崩裂。

12.1砼柱構(gòu)造要求4.箍筋

復(fù)雜截面12.偏心受壓構(gòu)件承載力計算1.偏心受壓構(gòu)件的破壞特征偏心受壓構(gòu)件在軸向力N和彎矩M的共同作用時，等效于承受一個偏心距為

的偏心力N的作用。因此，隨著

的改變，偏心受壓構(gòu)件的受力性能和破壞形態(tài)介于軸心受壓和受彎之間。按照軸向力的偏心距和配筋情況的不同，偏心受壓構(gòu)件的破壞可分為受拉破壞和受壓破壞兩種情況。當(dāng)e0

很小時，接近軸壓；當(dāng)e0

較大時，接近受彎構(gòu)件。2.受拉破壞破壞條件：當(dāng)軸向壓力偏心距e0較大，且縱向受拉鋼筋配置不太多時。破壞特征：構(gòu)件受軸向壓力Ｎ后，離Ｎ較遠(yuǎn)一側(cè)的截面受拉，另一側(cè)截面受壓。當(dāng)Ｎ增加到一定程度，首先在受拉區(qū)出現(xiàn)橫向裂縫，隨著荷載的增加，裂縫不斷發(fā)展和加寬,荷載載繼續(xù)加大，受拉鋼筋首先達(dá)到屈服，并形成一條明顯的主裂縫，受壓區(qū)高度迅速減小。最后，受壓區(qū)邊緣出現(xiàn)縱向裂縫，受壓區(qū)混凝土被壓碎而導(dǎo)致構(gòu)件破壞。此時，受壓鋼筋一般也能屈服。由于受拉破壞通常在軸向壓力偏心距較大時發(fā)生，故習(xí)慣上也稱為大偏心受壓破壞。受拉破壞有明顯預(yù)兆，屬于延性破壞。受拉破壞形態(tài)12.偏心受壓構(gòu)件承載力計算3.受壓破壞破壞條件：：當(dāng)構(gòu)件的軸向壓力的偏心距

較小，或偏心距

雖然較大但配置的受拉鋼筋過多時。破壞特征：加荷后整個截面全部受壓或大部份受壓，靠近軸向壓力N一側(cè)的混凝土壓應(yīng)力較高，遠(yuǎn)離軸向壓力一側(cè)壓應(yīng)力較小甚至受拉。隨著荷載N逐漸增加，靠近軸N一側(cè)混凝土出現(xiàn)縱向裂縫，進(jìn)而混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)

變被壓碎，受壓鋼筋

的應(yīng)力也達(dá)到fy′，遠(yuǎn)離N一側(cè)的鋼筋

可能受壓，也可能受拉，但因本身截面應(yīng)力太小，或因配筋過多，都達(dá)不到屈服強度（圖5.10）。由于受壓破壞一般在軸向壓力偏心距

較小時發(fā)生，故習(xí)慣上也稱為小偏心受壓破壞。受壓破壞無明顯預(yù)兆，屬脆性破壞。受壓破壞形態(tài)12.偏心受壓構(gòu)件承載力計算4.受拉破壞與受壓破壞的界限受拉破壞與受彎構(gòu)件正截面適筋破壞類似，而受壓破壞類似于受彎構(gòu)件正截面的超筋破壞，故兩種偏心受壓破壞的界限條件與受彎構(gòu)件兩種破壞的界限條件也必然相同。≤屬大偏心受壓破壞；＞為小偏心受壓破壞。其中與受彎構(gòu)件的相同。受拉破壞（大偏心受壓）：受拉鋼筋先屈服而后受壓混凝土被壓碎界限破壞：受拉鋼筋屈服的同時受壓混凝土被壓碎受壓破壞（小偏心受壓）：靠近軸向壓力處混凝土被壓碎破壞12.偏心受壓構(gòu)件承載力計算軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計算公式如下:12.4軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計算Nu=fyAs【例5-4】已知某鋼筋混凝土屋架下弦，截面尺寸bxh=200mmx150mm，其所受的軸心拉力設(shè)計值為345.6kN，混凝土強度等級C30，鋼筋為HRB400（fy=360N/mm2），最小配筋率要求0.2%。求截面配筋。12.4軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計算【解】As=N/fy=345.6x103/360=960mm2選用4C18，As=1017mm2復(fù)核最小配筋率:As.min=ρminbh=0.2%x200x150=60mm2<As=1017mm2，故滿足。P164頁，練習(xí)第5題5.已知某鋼筋混凝土軸心受拉構(gòu)件，截面尺寸bxh=300mmx500mm，其所受的軸心拉力設(shè)計值為666.6kN，混凝土強度等級C30，鋼筋為HRB400（fy=360N/mm2），最小配筋率要求0.2%。求截面配筋。12.4軸心受拉構(gòu)件正截面承載力計算

12.鋼筋混凝土受扭構(gòu)件概念：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，承受扭矩的構(gòu)件統(tǒng)稱為受扭構(gòu)件。實際工程中，單純受扭的構(gòu)件是很少的，扭矩作用在構(gòu)件上的同時往往存在彎矩和剪力的作用。例如，鋼筋混凝土雨棚梁等

實際工程中的受扭構(gòu)件（a）雨棚梁；

（b）框架邊梁；

（c）吊車梁12.鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的受力特點以純扭作用下的鋼筋混凝土矩形截面構(gòu)件為例。當(dāng)構(gòu)件扭力較小時，截面上的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系處于彈性階段，純扭構(gòu)件截面上僅有剪應(yīng)力τ作用，截面上的剪應(yīng)力流的分布圖如圖所示。

純扭構(gòu)件截面應(yīng)力試驗表明：矩形截面素混凝土構(gòu)件在扭矩作用下，構(gòu)件形成一個三面受拉、一面受壓的斜向空間曲面，構(gòu)件隨即破壞，該破壞具有典型的脆性破壞性質(zhì)。實際工程中通常在構(gòu)件中配置縱筋和箍筋來承受扭矩。純扭構(gòu)件應(yīng)力狀態(tài)及斜裂縫（a）破壞過程；（b）斜向空間曲面12.鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的受力特點鋼筋混凝土構(gòu)件在扭矩作用下，結(jié)構(gòu)的破壞特征主要與配筋數(shù)量有關(guān)：1.適筋破壞首先是混凝土三面開裂，然后與開裂面相交的抗扭箍筋和抗扭縱筋達(dá)到屈服強度，最終受壓面混凝土被壓碎而導(dǎo)致構(gòu)件破壞。其破壞類似于受彎構(gòu)件的適筋梁，屬延性破壞，在實際工程應(yīng)普遍應(yīng)用。2.少筋破壞構(gòu)件在扭矩作用下，斜裂縫突然出現(xiàn)并迅速開展，與斜裂縫相交的受扭鋼筋超過屈服強度被拉斷，隨即構(gòu)件破壞。破壞形態(tài)和性質(zhì)同無筋混凝土受扭構(gòu)件，其破壞類似于受彎構(gòu)件的少筋梁，屬脆性破壞，在實際工程應(yīng)予避免。12.鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)3.超筋破壞構(gòu)件在扭矩作用下，抗扭箍筋和抗扭縱筋均未達(dá)到屈服，受壓區(qū)混凝土首先達(dá)到抗壓強度而破壞。構(gòu)件破壞時構(gòu)件的變形和裂縫均較小，其破壞類似于受彎構(gòu)件的超筋梁，屬脆性破壞，在實際工程應(yīng)予避免。4.部分超筋破壞當(dāng)混凝土受扭構(gòu)件的縱筋和箍筋比率相對較大時，即一種鋼筋配置數(shù)量較多，另一種配置數(shù)量較少時，隨著扭矩的增加，配置數(shù)量較少的鋼筋達(dá)到屈服點，最后受壓區(qū)混凝土達(dá)到抗壓強度而破壞。破壞時，配置數(shù)量較多的鋼筋未達(dá)到屈服點，構(gòu)件有一定的延性性質(zhì)。12.鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)1.受扭縱筋間距不應(yīng)大于200mm，也不應(yīng)大于梁截面短邊長度受扭縱筋應(yīng)沿構(gòu)件截面周邊均勻?qū)ΨQ布置。矩形截面四角、T形及Ι字形截面各分塊矩形的四角，均必須設(shè)置受扭縱筋接頭和錨固要求均應(yīng)按受拉鋼筋考慮12.鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求12鋼筋混凝土受扭構(gòu)件12.3鋼筋混凝土受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求2.受扭箍筋設(shè)置同受剪箍筋，必須為封閉式，且沿截面周邊布置；復(fù)合箍筋的截面內(nèi)部箍筋不應(yīng)計入受扭箍筋面積未端應(yīng)做成135°的彎鉤，彎鉤平直段錨入混凝土