混凝土结构设计 第8章 受扭构件承载力计算

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1、第八章受扭构件承载力计算8.1概述钢筋混凝土构件的扭转分为两类，即平衡扭转和协调扭转：(1)构件中的扭矩由荷载直接引起，其值可由平衡条件直接求出，此类扭转称为平衡扭转；(2)若扭矩是由相邻构件的位移受到该构件的约束而引起该构件的扭转，这种扭矩值需结合变形协调条件才能求得，这类扭转称为协调扭转，也称为附加扭转。◆构件中的扭矩可以直接由荷载静力平衡求出◆受扭构件必须提供足够的抗扭承载力，否则不能与作用扭矩相平衡而引起破坏。平衡扭转在超静定结构，扭矩是由相邻构件的变形受到约束而产生的，扭矩大小与受扭构件的抗扭刚度有关，称为约束扭转约束扭转8.2纯扭构件的破坏形态一、开裂前的应力状态——截面受扭弹性抵

2、抗矩破坏面呈一空间扭曲曲面二、开裂情况、破坏面及受扭钢筋形式受扭钢筋纵向受扭钢筋受扭箍筋三、破坏形态随着配置钢筋数量的不同，受扭构件的破坏形态也可分为：适筋破坏、少筋破坏和超筋破坏（1）适筋破坏箍筋和纵筋配置都合适与临界（斜）裂缝相交的钢筋然后混凝土压坏与受弯适筋梁的破坏类似，具有一定的延性都能先达到屈服，（2）少筋破坏当配筋数量过少时一旦开裂，将导致扭转角迅速增大，构件随即破坏。与受弯少筋梁类似，呈受拉脆性破坏特征（3）超筋破坏箍筋和纵筋配置都过大在钢筋屈服前混凝土就压坏，为受压脆性破坏。与受弯超筋梁类似部分超筋破坏——箍筋和受扭纵筋两部分配置不协调8.3一般受扭构件承载力计算8.3.1钢筋

3、混凝土纯扭构件1.矩形截面纯扭构件承载力计算（1）开裂扭矩按弹性理论按塑性理论考虑混凝土的弹塑性性质截面受扭塑性抵抗矩《规范》受扭承载力计算公式（2）矩形截面钢筋混凝土纯扭构件承载力计算——扭矩设计值；——混凝土的抗拉强度设计值；——截面的抗扭塑性抵抗矩;——箍筋的抗拉强度设计值；——箍筋的单肢截面面积；——箍筋的间距；——截面核芯部分的面积，和分别为箍筋内表面计算的截面核芯部分的短边和长边尺寸(3)抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比《规范》建议取0.6≤z≤1.7，将不会发生“部分超筋破坏”设计中通常取z=1.2—受扭计算中对称布置在截面周边的全部抗扭纵筋的截面面积；——受扭纵筋的抗拉强度设计值；—

4、—截面核芯部分的周长，有效翼缘宽度应满足bf'≤b+6hf'及bf≤b+6hf的条件，且hw/b≤6。2.T形和工字形截面纯扭构件承载力计算腹板：受压翼缘：受拉翼缘：总扭矩T由腹板、受压翼缘和受拉翼缘三个矩形块承担8.4弯剪扭构件的承载力计算*扭矩使纵筋产生拉应力，与受弯时钢筋拉应力叠加，使钢筋拉应力增大，从而会使受弯承载力降低。*而扭矩和剪力产生的剪应力总会在构件的一个侧面上叠加，因此承载力总是小于剪力和扭矩单独作用的承载力。*试验表明：在弯矩、剪力和扭矩的共同作用下，各项承载力是相互关联的，其相互影响十分复杂。*为了简化，《规范》偏于安全地将受弯所需的纵筋与受扭所需纵筋分别计算后进行叠加，

5、而对剪扭作用为避免混凝土部分的抗力被重复利用，考虑混凝土项的相关作用，箍筋的贡献则采用简单叠加方法。8.4.1剪扭构件承载力的计算1剪扭作用下混凝土项的相关关系——为剪扭构件的混凝土强度降低系数2剪扭作用下受剪承载力和受扭承载力计算公式受剪承载力：受扭承载力：或8.4.2矩形截面弯剪扭构件的承载力计算。按受弯构件单独计算在弯矩作用下所需的受弯纵向钢筋截面面积及(2)按抗剪承载力计算需要的抗剪箍筋或(3)按抗扭承载力计算需要的抗扭箍筋(4)按抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比关系，确定抗扭纵筋(5)按照叠加原则计算抗弯剪扭总的纵筋和箍筋用量受弯纵筋As和A's抗扭箍筋：AsA'sAstl/3Astl/3

6、Astl/3+=A's+Astl/3As+Astl/3Astl/3sAst1sAsv1+=sAsv1sAsv1+sAst1抗扭纵筋：抗剪箍筋：8.4.3计算公式的适用范围和构造要求1．截面限制条件当时当时当时按线性内插法确定2．构造配筋条件《规范》规定：对弯剪扭构件，当符合下列条件时，可不进行构件的受剪扭承载力计算，按构造配置纵向钢筋和箍筋即可。3.构造配筋要求（1）受扭纵筋的最小配筋率其中当>2时，取=2（2）受剪及受扭箍筋最小配箍率弯剪扭构件纵筋最小配筋率应取受弯及受扭纵筋最小配筋率叠加值4.构造要求（1）纵筋受扭纵筋应对称设置于截面的周边；伸入支座长度应按充分利用强度的受拉钢筋考虑。（2

7、）箍筋箍筋的最小直径和最大间距要满足表4-2和表4-3要求；箍筋要采用封闭式。