1、第七章 受扭構件承載力計算截面承受作用在垂直于構件軸線平面內扭矩。受力特點剪應力大小、方向 主拉應力方向與構件軸線成45，最大值在截面長邊中點。素砼構件當主拉應力達到 ft 時，截面長邊中點開裂，裂縫與構件軸線成45，破壞面為空間扭曲面。主應力及裂縫方向純扭矩形截面主應力及裂縫方向、破壞面箍筋與縱筋形成的空間配筋，兩者缺一不可。 最有效的配筋應沿主拉應力跡線成螺旋形布置；但施工復雜，且不能適應變號扭矩作用。配筋形式 空間扭曲破壞面帶翼緣截面簡化成矩形截面組合,按矩形截面設計。工程中純扭構件很少，一般為彎、剪、扭復合受力構件。Mu=? Vu=? Tu=?TVTM彎剪扭構件承載力【例 7-2】 某

2、鋼筋混凝土矩形截面剪扭構件（級安全級別），截面尺寸 =250500mm ，混凝土強度等級為C25，縱筋采用HRB335鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋。該梁承受扭矩設計值8.5kNm，剪力設計值100kN。試計算該構件的配筋，并畫出截面配筋圖。本 章 內 容第一節鋼筋混凝土受扭構件的破壞形態及開裂扭矩第二節鋼筋混凝土純扭構件的承載力計算第三節鋼筋混凝土構件在彎、剪、扭共同作用下的承載力計算少筋破壞適筋破壞超筋破壞矩形截面純扭構件破壞形態破壞形態主要取決于配筋量。 與臨界斜裂縫相交的鋼筋都能達到屈服，然后砼壓壞，具有一定的延性。受扭承載力與配筋量有關。適筋破壞進行受扭承載力計算。發生條件破壞特點防

3、止方法箍筋和縱筋配置都適量。矩形截面純扭構件破壞形態 破壞時鋼筋屈服還可能進入強化階段，呈受拉脆性破壞特征，受扭承載力取決于砼的抗拉強度及截面尺寸。少筋破壞限制抗扭鋼筋最小值。發生條件破壞特點防止方法配筋量過少。矩形截面純扭構件破壞形態1.抗扭鋼筋屈服前,相鄰兩條45螺旋裂縫間砼先壓壞，為受壓脆性破壞，完全超筋破壞。受扭承載力取決于砼的抗壓強度及截面尺寸。2.控制箍筋和縱筋合適的比例。超筋破壞1.控制截面尺寸及砼強度。發生條件破壞特點防止方法1.箍筋和縱筋配置量都過大。2.箍筋和縱筋配筋量相差過大。 2.箍筋(縱筋)未達到屈服、縱筋(箍筋)達到屈服的部分超筋破壞。矩形截面純扭構件破壞形態各種破

4、壞的承載力和延性開裂扭矩幾乎相同，與配筋量無關,計算開裂扭矩忽略鋼筋作用。矩形截面純扭構件破壞形態試驗表明，0.5z 2.0，破壞時縱筋和箍筋基本都能屈服。規范建議取0.6z 1.7，設計中通常取z =1.2。Ast-沿截面周邊均勻對稱布置的全部縱筋面積；Ast-沿截面周邊布置的單肢箍筋面積；ucor -截面核心部分的周長。防止部分超筋破壞配筋強度比配筋強度比z -縱筋和箍筋的體積比和強度比的乘積彈性理論Tcr :截面上一點達到極限強度即開裂。承載力計算基礎矩形截面純扭構件開裂扭矩塑性理論Tcu :理想塑性材料截面上各點應力均達到極限強度才開裂。截面剪應力分布分四個區，極限剪應力ft，計算各區

5、合力及其對截面形心力偶之和，得塑性極限扭矩Wt-截面受扭塑性抵抗矩矩形截面純扭構件開裂扭矩Wte -截面受扭彈性抵抗矩主拉應力stp = tmax= ft時 砼介于理想彈性和理想塑性之間的彈塑性材料。 應力分布介于彈、塑性之間，開裂扭矩介于Tcr和Tcu之間。 規范按塑性應力分布計算，引入降低系數0.7考慮砼應力 非完全塑性分布的影響。鋼筋砼開裂扭矩Tcr矩形截面純扭構件開裂扭矩變角空間桁架模型矩形截面純扭構件承載力根據變角空間桁架模型理論，在試驗統計分析基礎上建立規范公式。Tc砼受扭承載力Ts抗扭鋼筋受扭承載力防止超筋破壞防止少筋破壞矩形截面純扭構件承載力1 規范公式變角空間桁架理論配筋形式

6、和構造要求受扭縱筋應沿截面周邊均勻對稱布置，截面四角必須布置，間距不大于200mm或截面寬度b。 受扭縱筋的搭接和錨固均應按受拉鋼筋的構造要求處理。受扭縱筋(縱筋、箍筋缺一不可) 箍筋間距應滿足受剪最大箍筋間距要求。不采用四肢箍筋。 由空間桁架模型可知，受扭箍筋在整個長度上均受拉力，箍筋應做成封閉型，箍筋末端應彎折135，彎折后直線長度不應小于10倍箍筋直徑。箍筋配筋形式和構造要求矩形截面純扭矩形截面彎剪扭Tu=?TVTM扭矩使縱筋產生拉應力，與受彎時鋼筋拉應力疊加，使鋼筋拉應力增大，從而會使受彎承載力降低；反之亦然。扭矩和剪力產生的剪應力總會在構件的一個側面上疊加，承載力總是小于剪力和扭矩單

7、獨作用的承載力。彎剪扭構件的承載力彎剪扭構件的承載力1.實際上存在著MT及VT相關性。2.規范對彎、扭獨立計算，然后疊加縱筋。3.對剪、扭考慮砼部分的VT相關性。VT相關性Tc無腹筋梁剪扭共同作用抗扭承載力；Tc0無腹筋梁純扭作用抗扭承載力。Vc無腹筋梁剪扭共同作用抗剪承載力；Vc0無腹筋梁純剪作用抗剪承載力。矩形截面剪扭承載力定性分析砼受剪承載力因扭矩的存在而降低；砼受扭承載力因剪力的存在而降低。砼剪扭承載力關系取1/4圓折線abcd代替1/4圓bc段bt 的范圍為0.51.0。砼受扭承載力降低系數定量分析砼受扭承載力降低系數t (縱坐標)剪扭構件抗扭承載力Tc剪扭構件抗剪承載力Vc砼部分承

8、載力剪扭相關。 為何鋼筋部分不考慮相關性?矩形截面剪扭承載力受彎縱筋As和As抗扭箍筋：抗扭縱筋：抗剪箍筋：M-彎剪扭構件的承載力受彎縱筋As和AsAsAs+=sst 抗剪箍筋：A + A/3As+ Ast/3Ast/3A/3st Ast /3Ast/3抗扭縱筋：抗扭箍筋：鋼筋分別按彎、剪扭計算，剪扭考慮砼承載力相關，相同部位鋼筋迭加sAst14sAsv1+=2sAsv1sAsv1+sAst1【例 7-2】 某鋼筋混凝土矩形截面剪扭構件（級安全級別），截面尺寸50500mm ，混凝土強度等級為C25，縱筋采用HRB335鋼筋，箍筋采用HPB235鋼筋。該梁承受扭矩設計值8.5kNm，剪力設計值100kN。試計算該構件的配筋，并畫出截面配筋圖帶翼緣截面1.簡化成矩形截面組合