04-2 弯剪扭组合构件设计计算.pptx

第1页：能力训练项目弯剪扭组合构件

能力训练项目弯剪扭组合构件：设计计算能力目标：能够进行弯剪扭组合变形、弯扭组合构件的设计态度养成目标：培训学生利用规范进行剪扭组合构件设计计算的职业态度。

知识目标：掌握剪扭组合构件承载力计算公式了解构件的构造要求。本节课的能力训练任务：弯剪扭组合构件设计计算

第2页：一、弯扭组合构件

一、弯扭组合构件：设计计算构件的受弯能力与受扭能力之间必定具有相关性，要得到其较准确的计算公式目前还很困难，现行GB50010-2010《混凝土结构设计规范》不考虑其相关性，对弯扭构件采用简便实用的“叠加法”进行计算，即对构件截面先分别按受弯和受扭进行计算，然后将所需的纵向钢筋按图4.7所示方式叠加。

第3页：二、弯剪扭构件承载力

二、弯剪扭构件承载力：计算1、剪扭相关降低系数试验表明，同时受有剪力和扭矩的剪扭构件，其受剪承载力Vu和受扭承载力Tu将随剪力和扭矩的比值变化而变化。

对于一般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数βt，应按下式计算当βt＞1.0时,取βt=1;当βt＜0.5时,取βt=0.5。

第4页：对集中荷载作用下的矩形截面钢筋混凝土

对集中荷载作用下的矩形截面钢筋混凝土：剪扭构件（包括作用有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况），其βt改用下式计算：

第5页：2、计算方法

2、计算方法：2、计算方法确定当受扭构件同时存在剪力并在下列情况下时，可不考虑剪力和扭矩的作用

• (1)当V≤0.35ftbh0或V≤0.875ftbh0/(λ+1)时，可不考虑剪力
• (2)当T≤0.175ftWt时，则可不考虑扭矩;
• (3)当V/(bh0)+T/Wt≤0.7ft时，则可不进行构件剪扭承载力的计算，仅需按最小配筋率和最小配箍率配置纵向钢筋和配置箍筋

第6页：3、计算公式

3、计算公式：3、计算公式在引进βt后，剪扭构件的受剪、受扭承载力可分别计算。

1）.剪扭构件的受剪承载力对于一般剪扭构件，按对于需考虑剪跨比的剪扭构件，按

第7页：2）剪扭构件的受扭承载力

2）剪扭构件的受扭承载力：2）.剪扭构件的受扭承载力在上式的基础上，考虑混凝土受扭承载力降低系数βt，可得

第8页：3）剪扭构件

3）剪扭构件：3）.剪扭构件的箍筋用量按上式计算出的箍筋用量Asv/s及Ast1/s进行叠加，就得出满足剪扭承载力所需的总箍筋用量，即：箍筋的配筋率ρsv应当满足：4）、纵筋计算。

第9页：2）受扭配筋的下限—受扭钢筋的最小配筋率

2）受扭配筋的下限—受扭钢筋的最小配筋率：三．适用条件1）受扭配筋的上限—截面尺寸控制条件即控制截面尺寸不能过小，防止构件受扭时发生混凝土首先被压坏的超筋破坏。

在弯、剪、扭共同作用下，当时，当时，当时，内插法确定。2）受扭配筋的下限—受扭钢筋的最小配筋率为防止受扭构件发生少筋破坏。弯剪扭构件受扭纵向受力钢筋的最小配筋率应取为当时，取为2.

第10页：3）在弯剪扭构件

3）在弯剪扭构件：3）在弯剪扭构件中，受剪扭的箍筋配筋率应满足四、弯剪扭构件配筋计算具体步骤1）根据经验或参考已有设计初步，确定截面尺寸和材料强度等级。

2）验算构件截面尺寸构件截面尺寸应满足下列条件：3）确定计算方法4）确定箍筋数量5）按下式验算配箍率6）计算受扭纵筋数量7）验算纵筋配筋率受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率取0.2%和45ft/fy中较大值。

第11页：五、构造要求

五、构造要求：1、箍筋形式：受扭构件中的箍筋必须做成封闭式，且应沿截面周边布置

• 2、弯钩：受扭箍筋的末端应做成135º的弯钩，弯钩端头平直段长度不应小于10d(d为箍筋直径)（图4.8）。此外3、间距：箍筋的直径和间距还应符合受弯构件对箍筋的有关规定。在超静定结构中，箍筋间距不宜大于0.75b(b为矩形截面宽度或T、工字形截面的腹板宽度)
• 4、纵筋：受扭纵筋应均匀地沿截面周边对称布置，间距应不大于200mm和梁截面短边长度
• 5、除应在梁截面四角设置受扭纵筋外，其余受扭纵筋宜沿截面周边均匀对称布置。受扭纵向钢筋应按受拉钢筋锚固在支座内

第12页：解：①相关参数

解：①相关参数：例题1例1.某砼矩形截面梁b×h=250mm×500mm，控制截面承受扭矩设计值T=12kN·m，弯矩设计值M=90kN·m，均布荷载产生的剪力设计值V=100kN，梁采用C25砼，纵筋采用HRB335钢筋，箍筋采用HPB235钢筋，试作截面配筋设计。

解：①相关参数

第13页：2）计算抗弯主筋

2）计算抗弯主筋：2）计算抗弯主筋1）相关参数

第14页：3）剪扭截面验算

3）剪扭截面验算：3）剪扭截面验算4）验算构造要求5）确定计算方式

第15页：6）计算抗扭箍筋

6）计算抗扭箍筋：6）计算抗扭箍筋

第16页：7）计算抗扭纵筋

7）计算抗扭纵筋：7）计算抗扭纵筋

第17页：8）计算抗剪箍筋

8）计算抗剪箍筋：8）计算抗剪箍筋9）叠加钢筋

第18页：

第19页：10）截面配筋图

10）截面配筋图：10）截面配筋图3188@100210410

第20页：图4.10雨篷板上

图4.10雨篷板上：二、例题2某雨篷如图4.10所示。

雨篷板上承受均布恒荷载（含板自重）设计值q=2.8KN/m2,在雨篷自由端沿板宽方向每米承受活荷载P=1KN/m(设计值)。雨篷梁截面尺寸240mm×300mm，其计算跨度为2.80m,采用混凝土强度等级为C20，纵筋采用HRB400级钢，箍筋采用HPB300级钢，经计算可知：雨篷梁承受的最大弯矩设计值M=15.4KN.m,最大剪力设计值V=26KN，安全等级二级，环境类别为一类。

试设计该雨篷梁。1）、设计参数fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2，fy=f’y=360N/mm2，fyv=270N/mm2，h0=h-a=300-35=265mm，xb=0.552）计算内力取1m宽板为计算单元，则雨篷板上均布线荷载为2.8KN/m2×1m=2.8KN/m。板端集中力为1KN/m×1m=1kN,如图4.10所示。

荷载q产生的扭矩为

第21页：荷载P产生的扭矩为在雨篷梁支座截

荷载P产生的扭矩为在雨篷梁支座截：面处扭矩最大，其值为3）验算雨篷截面尺寸所以，截面尺寸满足要求。

第22页：4）验算

4）验算

4）验算

4）验算是否需要考虑剪力需考虑剪力的影响。

5）是否需要考虑扭矩需考虑扭矩的影响。6）验算是否需要进行抗剪和抗扭验算故需要进行抗剪和抗扭验算。7）计算箍筋数量

第23页：选用6，=28.3mm2,则

选用6，=28.3mm2,则：取，计算抗剪箍筋数量取=1.2计算抗扭箍筋数量。

选用6，=28.3mm2,则

第24页：8）验算

8）验算：8）验算配箍率所以满足要求。

9）计算抗扭纵筋数量（纵筋采用Ⅱ级钢）选用412

第25页：10)验算抗扭纵筋配筋率

10)验算抗扭纵筋配筋率：10)验算抗扭纵筋配筋率所以满足要求。

11）按正截面强度计算受弯纵筋的数量梁截面接近方形，梁腰不配抗扭纵筋，梁下部受扭纵筋截面。所以梁下部钢筋面积为：226mm2+204mm2,选用412，As=452mm2。雨篷梁配筋图见图

第26页：能力训练

能力训练：进行弯剪扭构件的设计自测问题：教材P97题目5-1，试设计该截面。