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计算扭曲截面的扭转承载力

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:若配置适量的受扭纵筋和箍筋,则不但其承载力有较显著的提高,且构件破坏时,具有较好的延性。此时,具有螺旋形裂缝的混凝土外壳、纵筋和箍筋共同组成空间桁架以抵抗扭矩。纵筋和箍筋只承受拉力,分别为桁架的弦杆和腹杆。从式(6.4)可以看出,构件扭曲截面的受扭承载力主要取决于钢筋骨架尺寸、纵筋和箍筋用量及其屈服强度,ζ的计算模型如图6.6 所示。

计算扭曲截面的扭转承载力

试验表明,受扭的素混凝土构件,一旦出现斜裂缝就立即发生破坏。若配置适量的受扭纵筋和箍筋,则不但其承载力有较显著的提高,且构件破坏时,具有较好的延性。

迄今为止,混凝土受扭构件扭曲截面受扭承载力的计算,主要有以变角度空间桁架模型和以斜弯理论(扭曲破坏面极限平衡理论)为基础的两种计算方法。《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)采用的是前者。

试验分析和理论研究表明,在裂缝充分发展且钢筋应力接近屈服强度时,截面核心混凝土退出工作,从而实心截面的混凝土受扭构件可以假想为一箱形截面构件。此时,具有螺旋形裂缝的混凝土外壳、纵筋和箍筋共同组成空间桁架以抵抗扭矩。

变角度空间桁架模型的基本假定有:

(1)混凝土只承受压力,具有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成桁架的斜压杆,其倾角为α。

(2)纵筋和箍筋只承受拉力,分别为桁架的弦杆和腹杆。

(3)忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用。

弹性薄壁管理论分析,可得到受扭构件纵筋与箍筋的配筋强度比ζ为:(www.xing528.com)

式中 Astl——受扭计算中取对称布置的全部纵向钢筋截面面积[2]

Ast1——受扭计算中沿截面周边配置箍筋的单肢截面面积;

fyv——受扭箍筋的抗拉强度设计值,按附表1.5采用,但取值不应大于360N/mm2

ucor——截面核心部分的周长,ucor=2 (bcor+hcor)。按规范规定bcor、hcor分别为从箍筋内表面计算的截面核心部分的短边和长边的尺寸;

s——受扭箍筋间距。

从式(6.4)可以看出,构件扭曲截面的受扭承载力主要取决于钢筋骨架尺寸、纵筋和箍筋用量及其屈服强度,ζ的计算模型如图6.6 所示。构件破坏时,若纵筋和箍筋用量适当,则两种钢筋应力均能到达屈服强度。为了进一步限制构件在使用荷载作用下的裂缝宽度,一般取0.36≤ζ≤2.778。

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