第八章 受扭构件 ◆由材料力学知，构件侧面的主拉应力o和主压应力o相等 ◆主拉应力和主压应力迹线沿构件表面成螺旋型。 ◆当主拉应力达到混凝土抗拉强度时，在构件中某个薄弱部位 形成裂缝，裂缝沿主压应力迹线迅速延伸。 ◆对于素混凝土构件，开裂会迅速导致构件破坏，破坏面呈一 空间扭曲曲面。 5。 T max ab"h w e 82开裂扭矩 PDF created with pdfFactory trial version ww.pdffactory.com
第八章 受扭构件 8.2 开裂扭矩 T ◆ 由材料力学知，构件侧面的主拉应力stp和主压应力scp相等 ◆ 主拉应力和主压应力迹线沿构件表面成螺旋型。 ◆ 当主拉应力达到混凝土抗拉强度时，在构件中某个薄弱部位 形成裂缝，裂缝沿主压应力迹线迅速延伸。 ◆ 对于素混凝土构件，开裂会迅速导致构件破坏，破坏面呈一 空间扭曲曲面。 tmax Wte T b h T = = max 2 a t PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
第八章受扭构件 二、矩形截面开裂扭矩 按塑性理论，对理想弹塑性材料，截 按弹性理论，当主拉 面上某一点达到强度时并不立即破 应力gp=tmaf时 坏，而是保持极限应力继续变形，扭 矩仍可继续增加，直到截面上各点应 I max 力均达到极限强度，才达到极限承载 45 力。 此时截面上的剪应力分布 如图所示分为四个区，取 极限剪应力为f,分别计 算各区合力及其对截面形 心的力偶之和，可求得塑 性总极限扭矩为， b2 n=6(3h-b)= 82开裂扭矩 PDF created with pdfFactory trial version ww.pdffactory.com
二、矩形截面开裂扭矩 tmax 按弹性理论，当主拉 应力stp = tmax = f t时 t te f W T t max = = cr e tWte T = f , 按塑性理论，对理想弹塑性材料，截 面上某一点达到强度时并不立即破 坏，而是保持极限应力继续变形，扭 矩仍可继续增加，直到截面上各点应 力均达到极限强度，才达到极限承载 力。 cr p t tWt h b f b T = f (3 - ) = 6 2 , ft ft f 45° t 此时截面上的剪应力分布 如图所示分为四个区，取 极限剪应力为f t，分别计 算各区合力及其对截面形 心的力偶之和，可求得塑 性总极限扭矩为， 第八章 受扭构件 8.2 开裂扭矩 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
第八章受扭构件 ◆混凝土材料既非完全弹性，也不是理想弹塑性，而是介 于两者之间的弹塑性材料， ◆达到开裂极限状态时截面的应力分布介于弹性和理想弹 塑性之间，因此开裂扭矩也是介于T和T之间。 ◆为简便实用，可按塑性应力分布计算，并引入修正降低 系数以考虑应力非完全塑性分布的影响。 ◆根据实验结果，修正系数在0.870.97之间，《规范》为 偏于安全起见，取07。于是，开裂扭矩的计算公式 为， T=0.7fW, W=6(3h-b) 截面受扭塑性抵抗矩 6 82开裂扭距 PDF created with pdfFactory trial version ww.pdffactory.com
◆ 混凝土材料既非完全弹性，也不是理想弹塑性，而是介 于两者之间的弹塑性材料， ◆ 达到开裂极限状态时截面的应力分布介于弹性和理想弹 塑性之间，因此开裂扭矩也是介于Tcr,e和Tcr,p之间。 ◆ 为简便实用，可按塑性应力分布计算，并引入修正降低 系数以考虑应力非完全塑性分布的影响。 ◆ 根据实验结果，修正系数在0.87~0.97之间，《规范》为 偏于安全起见，取 0.7。于是，开裂扭矩的计算公式 为， cr tWt T = 0.7 f (3 ) 6 2 h b b Wt = - 截面受扭塑性抵抗矩 第八章 受扭构件 8.2 开裂扭距 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
第八章受扭构件 箱形截面 ◆封闭的箱形截面，其抵抗扭矩的作 用与同样尺寸的实心截面基本相同。 ◆实际工程中，当截面尺寸较大时， 往往采用箱形截面，以减轻结构自 重，如桥梁中常采用的箱形截面梁。 ◆为避免壁厚过薄对受力产生不利影 h 响，规定壁厚t≥b/7,且h、t≤6 b 62 8.2开裂扭距 PDF created with pdfFactory trial version ww.pdffactory.com
第八章 受扭构件 8.2 开裂扭距 箱形截面 bw bh hw h tw ◆ 封闭的箱形截面，其抵抗扭矩的作 用与同样尺寸的实心截面基本相同。 ◆ 实际工程中，当截面尺寸较大时， 往往采用箱形截面，以减轻结构自 重，如桥梁中常采用的箱形截面梁。 ◆ 为避免壁厚过薄对受力产生不利影 响，规定壁厚tw≥bh /7，且hw /tw≤6 (3 ) 6 (3 ) 6 2 2 w w w h h t h b b h b b W = - - - PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
第八章受扭构件 带翼缘截面 b 入本 图 t 6 简化剪应力分布分区 剪应力分布分区 82开裂扭距 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
第八章 受扭构件 8.2 开裂扭距 带翼缘截面 b bf ' h hf ' 剪应力分布分区 ≈ 简化剪应力分布分区 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com