美國aci鋼筋溷凝土結構設計方法_七_梁的抗扭強度計算

1、美國? ? 鋼筋混凝土結構設計方法! 七 ?— 梁的抗扭強度計算天 津 大 學土木 系 姚 崇德的靜 力平衡 條件 及最 小應 變能 條件 建立 強度 一、 概 述 #、二平 、 , 、 二 表 達式。? ? 規(guī) 范 中, 對 于受扭 構件, 根據(jù) 內(nèi)力 現(xiàn) 行 ? ? 規(guī)范 關于 扭轉 的計 算公 式 即按是否 有重分 布 的可能, 分 為 兩種類 型。 一類 斜彎理 論 建立起 來 的。 研 究表 明, 在 一定假稱 為平 衡

2、扭 轉, 此類 構件 在受 荷并 開裂 后, 設前提 下, 這 兩種理 論可 以得 到 一 致 的結無 彎矩 重分 布 的可能, 因此需 按所 給定 的全 果。部 設計扭 矩進 行計 算。 例如, 公 共 汽車 站上支 承懸挑 雨 蓬的 梁即 屬此類。 另一 類為 超靜 二、 鋼 筋混凝 土 受扭 構件 基本 計算 公式定 結構 中 承 受扭矩 的 梁。 由 于 內(nèi)力 的 重分 按 照斜 彎理 論, 空 間扭 曲面 的形狀 如 圖布,

3、可使 扭矩 所產(chǎn) 生 的應 力降低。 ? ? 規(guī) 范 ? ! % ? 所示, 混凝 上 三面開 裂, 裂 縫沿 長邊規(guī)定 梁 內(nèi)離 支座 邊為 梁有效 高度 ? 為截 面短 邊尺 寸, + 為 長邊 尺寸。 再受 力, 開裂 區(qū)箍 筋 內(nèi)力 為 ?3 混 凝土 所提 供 的抗 扭強 度一 種稱 為空 間析 架理 論, 即把開 裂 后的 混 凝土 受壓 區(qū)上 各 力 及 其合 力 見 圖鋼 筋混 凝上構 件比擬 為空 間析架。 其 中

4、, 縱 0 !7 ?。 由圖可見, 合力 為 便 于讀 者 閱 讀, 本文 全部采 用 美 國? 7 0 規(guī)范規(guī)成受 壓 區(qū), 從 而形 成空 間 曲面, 由破壞 面 處 定的 結構設計符號。了, 3 + , 、 , ? ? ? —Μ 0 Ν 入 ? , Ν? , + ? ? ?) ;上 述 各 力產(chǎn)生 的抵 抗扭矩 為Δ、 一 。, ! 號??3 , Γ 。 二, Χ , ? , + , ? , ) ; Γ, 。泥 山 個 日Μ叫陰

5、 四 士Λ 一一亨 一一一 , 叮 得Χ ? , + , ?, ) ;玩 二 “ ?Π Φ 一一飛 一一一 ! : ?式 中 一爭 > 9 !0 十剎! 剎? 5寺9· !, ? 纖 ? ! · > ? + > ? ! 汁 ?該 值主 要 與截面尺 寸 及 9 有 關。 若 設 ? , 、? ? , + , 、 + > , 則 上式 簡 化 為Γ Χ, ΧΓ 3 Χ + Θ“ ’一 七 ‘ 十

6、 七, “葉 七 “萬經(jīng) 美 國休士 頓 大學 的 徐 增全 教 授 研究, 當9 二 0時, 可取% Μ 一 ”· 4 4 ? /· ? ?針 ‘ . ?三、 ? 7 0 規(guī) 范抗 扭設 計方 法? ?規(guī) 范 關于 抗 扭設 計 的處理 方 法與 其在 梁 中考 慮剪 力作 用 的方法 相 同, 即認 為一部分扭 矩 由混 凝土 承擔, 余 下 部分 由鋼筋 承受, 即 >Δ二 Ε Δ。 ? Δ, !? /

7、?式 中, Δ。 為 構件 的名 義抗 扭強 度, 亦 即 公稱 抗扭 強度 ; Δ。為混凝 土 的名 義抗扭 強度 ;Δ, 為 抗扭 鋼筋 的名 義 抗扭 強度 !? ? 2 03 43 (條?。在 式 ! ? ? 中, 如 取 ? 為。 Ρ2 , 則畢ΕΧ ‘ “ 、 一 ‘ ” ’” 一‘ 節(jié) 一 ’Χ 側 ?/3 : , 故如 換算 成我 國 法定計 量單 位, 則 相應 的公式為 Δ。 “ /3 / 4 4 ? 斌) 7 ’Σ

8、 “+。 當截 面 由數(shù) 個 矩形截 面組成 時, 則Δ。 Ε /3 : 側)7 ’ !萬 ? “+ ? !? ? ?式 中, ? 為矩 形 的短邊 長 ; + 為矩形 的長 邊長。刃 ? , + 的計算 方法 如下 !見 ? ? ? ?3 43 ?3 ?及 23 43 ?3 5 條? > 當計算 Δ 形 截 面 的 萬 ? ? +時, 可 劃分 成幾 個矩 形。 劃分 時 先劃 出最 大的矩 形, 而 閉 口箍 筋 則按 該最

9、 大矩 形設 置。翼緣 挑 出部分 不大 于板 厚 的 ? 倍。 當為 箱形截面 時, 如箱 壁厚 度 至少 為? , ? , 則 可 按實心 截 面計算 ; 如 箱壁 厚 度 在 ? , ? 至 ? , ? / 之間, 仍可按 實心 截面 計算, 但須乘 以修 正 系數(shù) ? Τ, 料 當 Τ Υ ? 八/ 時, 則 按 箱形 截 面設計。驗 算抗 扭強 度的 臨界 截面 的位 置與抗 剪設 計 中的情 況相 同, 即取在 離支 座 側

10、面 距離為 在 支座 側面與該 截面之 間, 扭矩 均取 相 同值 !? ? ? ?3 43? 條 ?。? ? 規(guī) 范還 規(guī) 定, 當 Δ。 一 Δ ? 切 超 過/3 ( ? , 打!萬 ? “+ ? 時, 則 必須 考慮 扭矩 的影 響!? ? ? ?3 43 ? 條?, 否則就 毋 須計 及, 亦 即認 為混 凝上 的抗 扭強 度 已 足 可 抵 抗 外加 扭矩。 如用我 國計量 單位, 則 為/3 / ? ? ( 杯 )

11、 7 ’? ? +。下 面分 別敘 述各 種受扭 構 件 的 計 算 方法。?3 純扭 構件配筋 純扭構 件 的抗扭 強 度 為二項 強度 的疊加 >Δ。 Ε /3 : 斌) 7 ’萬 ? ”+ 十 % ?? , +? , ) ,!? 5 ?Δ ‘ 二 /3 : 斌)7 ’ ? “了式 中 % , Ε /3 4 4 ? /3 ? ? + , , Σ , 〔?3 ( / ;? , + 0 —分別 為 閉 口 箍筋 短邊 與 長邊中至