钢筋混凝土受扭构件

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1、第七章钢筋混凝土受扭构件主讲：闫亚光第七章钢筋混凝土受扭构件概述1纯扭构件承载力计算2剪扭和弯扭构件承载力计算33弯剪扭构件承载力计算4Back本章主要介绍钢筋混凝土矩形截面纯扭构件承载力、剪扭构件承载力、弯扭构件承载力、弯剪扭构件承载力的计算和受扭构件的构造要求，重点是剪扭相关性和叠加原理。本章提要第七章钢筋混凝土受扭构件截面上作用有扭矩的构件称为受扭构件。下图所示的雨篷梁、框架的边梁和厂房中的吊车梁等就是受扭构件。一、工程中常见的受扭构件7.1概述图7.1受扭构件受扭构件所受扭矩分为(a)平衡扭矩和(b)协调扭矩。工程中的纯扭构件很少，

2、一般同时在截面上作用有剪力和弯矩。如雨篷梁截面上同时有扭矩、剪力和弯矩。平衡扭矩由荷载直接作用，可用平衡条件直接求得的扭矩称平衡扭矩。如厂房中受吊车横向刹车力作用的吊车梁、雨蓬梁、曲梁和螺旋楼梯都属于这一类扭矩作用的构件。7.1概述协调扭矩在超静定结构中，由变形协调使截面产生的扭矩称协调扭矩。如现浇框架结构中的边主梁，当次梁在荷载作用下受弯变形时，边主梁对次梁梁端的转动产生约束作用，根据变形协调条件，可以确定次梁梁端由于主梁的弹性约束作用而引起的负弯矩，该负弯矩即为主梁所承受的扭矩作用。受扭构件所受扭矩分为(a)平衡扭矩和(b)协调扭矩。工程

3、中的纯扭构件很少，一般同时在截面上作用有剪力和弯矩。如雨篷梁截面上同时有扭矩、剪力和弯矩。7.1概述（1）矩形截面素混凝土纯扭构件的受扭性能a当外扭矩较小时，受力情况类似于弹性体，如图a。b随扭距增大，首先在长边中点达到；由于混凝土的塑性性能，构件并未开裂，如图b。二、素混凝土纯扭构件的受力性能图7.2素混凝土纯扭构件的破坏情形7.1概述c随扭矩增大，塑性应力重分布，逐渐充分。最后，在构件长边首先出现与构件纵轴呈450斜裂缝，并很快向两窄面发展，最后形成三面开裂一面受压的空间扭曲破坏面，表现出明显的脆性。（1）矩形截面素混凝土纯扭构件的受扭性

4、能二、素混凝土纯扭构件的受力性能图7.2素混凝土纯扭构件的破坏情形7.1概述三、受扭构件的配筋形式在一般工程中均采用由横向钢筋和纵向钢筋组成的受扭钢筋骨架来承担扭矩的作用。受扭箍筋的形式必须做成封闭式的，在两端并应有足够的锚固长度。图7.3受扭构件的配筋7.1概述沿截面周边布置的受扭纵向钢筋的间距不应大于200mm和梁截面短边长度；除应在梁截面四角设置受扭纵向钢筋外，其余受扭纵向钢筋宜沿截面周边均匀对称布置。图7.3受扭构件的配筋7.1概述按受扭钢筋配筋情况的不同，钢筋混凝土矩形截面纯扭构件的破坏特征可分为下列四种类型：（1）当箍筋和纵筋或者

5、其中之一配置过少时，配筋构件的抗扭承载力与素混凝土构件没有实质性的差别，其破坏扭矩基本上与开裂扭矩相等。（2）当构件中的箍筋和纵筋配置适当时，破坏前构件上陆续出现多条与构件轴线呈大约45°角的螺旋裂缝。一、构件破坏特征7.2纯扭构件承载力计算（3）当构件中配置的箍筋或纵筋的数量过多时，在破坏时只有数量相对较少的那种钢筋受拉屈服，而另一部分钢筋则在破坏时达不到屈服点，故称这种破坏为“部分超筋”情况，在工程中，这种破坏的构件可以采用。（4）当受扭箍筋和纵筋都配置得太多时，在两者都未能达到屈服点以前，受压边混凝土被压碎而构件宣告破坏。一、构件破坏特

6、征7.2纯扭构件承载力计算规范采用纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值ζ进行控制（见图7.4）：试验表明，当ζ=0.5~2.0时，构件在破坏前，受扭箍筋和受扭纵筋都能够达到屈服强度。为了慎重起见，规范规定，ζ值应满足下列条件：0.6≤ζ≤1.7且当ζ＞1.7时，取ζ=1.7。图7.4矩形受扭截面7.2纯扭构件承载力计算二、钢筋混凝土纯扭构件的开裂扭矩（1）矩形截面纯扭构件矩形截面纯扭构件开裂扭矩：近似等于素混凝土受扭构件，且最大主拉应力发生在截面长边的中点7.2纯扭构件承载力计算《混凝土结构设计规范》偏于安全地取:受扭构件截面受扭塑性抵抗矩二、钢筋混

7、凝土纯扭构件的开裂扭矩（1）矩形截面纯扭构件7.2纯扭构件承载力计算（2）T形Ⅰ形截面纯扭构件7.2纯扭构件承载力计算分别为腹板、受压翼缘、受拉翼缘部分的受扭塑性抵抗矩当翼缘较大时，以上公式应满足：及（2）T形Ⅰ形截面纯扭构件7.2纯扭构件承载力计算三、纯扭构件的受扭承载力（1）纯扭构件的力学模型空间桁架模型7.2纯扭构件承载力计算（2）纯扭构件的受扭承载力矩形截面:,混凝土的抗扭作用;箍筋与纵筋的抗扭作用——混凝土的抗扭能力（同前）。——箍筋抗拉强度设计值。——箍筋单肢截面面积。——箍筋间距。——受扭纵筋与箍筋的强度比（沿截面核心周长单位长

8、度内的抗扭纵筋与沿构件长度方向单位长度内的单侧抗扭箍筋强度之比）。7.2纯扭构件承载力计算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)