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混凝土结构设计 第7章 钢筋混凝土受扭构件承载力 7.1 受扭构件的受力特点及构造要求 7.2 钢筋混凝土矩形截面纯扭构件承载力计算 7.3 钢筋混凝土矩形截面弯剪扭构件承载力计算 7.4 钢筋混凝土T形I形截面受扭构件承载力计算 7.1 受扭构件的受力 特点及构造要求 7.1.1 纯扭构件的特点 一、素混凝土纯扭构件受力特点 弹性剪应力分布规律 剪应力平行于周边 最大剪应力发生在长边中点 主应力与开裂扭矩 主应力的大小与方向 纯剪应力状态，主应力 ?tp= ?cp=?max 主方向：与构件轴线成45? 开裂扭矩 二、钢筋混凝土纯扭构件受力特点 适筋构件的抗扭机理 开裂前，主要由混凝土承担扭矩，钢筋对提高受扭构件抗裂性能的作用不大 开裂后，钢筋承担拉力，使构件受扭承载力大大提高。空间桁架模拟： 纵向钢筋相当于受拉弦杆 箍筋相当于受拉腹杆 裂缝之间接近构件表面一定厚度的混 凝土则形成承担斜向 压力的斜腹杆 钢筋用量和受扭破坏的关系 低配筋构件（适筋构件） （1）抗扭钢筋配置适中 （2）纵筋和箍筋首先屈服，混凝土后压碎 （3）延性破坏 部分超配筋构件 （1）纵筋和箍筋比率相差较大 （2）配筋率小的纵筋或箍筋屈服，另一种 钢筋不屈服 （3）延性相对较小 超配筋构件 （1）抗扭纵筋和箍筋配置过多 （2）钢筋不屈服，混凝土先压碎 （3）脆性破坏（类似于超筋梁） 少配筋构件 （1）抗扭纵筋和箍筋配筋率过低 （2）混凝土一开裂便破坏 （3）钢筋不仅屈服，而且可能进入强化阶段 （4）脆性破坏（类似于少筋梁） 三、变角度空间桁架理论 基本假定 混凝土只承受压力，作为桁架的斜腹杆，其倾角?与配筋强度比有关，故名变角度 纵筋和箍筋仅承受拉力，作为桁架的弦杆和竖腹杆 忽略核心混凝土 的抗扭作用及钢 筋的销栓作用 受力分析 混凝土压力Fc 纵筋拉力Nstl 箍筋拉力Nsv 弹性薄壁杆件扭转 剪力流由箍筋拉力 计算 7.1.2 弯剪扭构件的受力特点 一、承载力之间的相关性 相关性概念 弯、剪、扭属于复合受力状态 一种承载能力会因另一种内力的影响，这种现象称为承载力之间的相关性 相关性类型 弯扭相关性 （1） 扭矩的作用使纵筋产生拉应力，加重了受弯构件纵向受拉钢筋的负担，降低了受弯承载力。扭矩越大，抗弯承载力降低越多 （2）弯矩的存在，截面抗扭承载力也会下降 （3）精确计算很难，实用方法是分别配筋， 相应位置纵筋叠加 剪扭相关性 （1）两者剪应力在构件的一个侧面上是叠加 的，所以一种内力的存在会使另一种承 载下降。 （2）受剪性能理论分析十分复杂，实际应用 中不可行。 （3）实用中在混凝土一项中引进承载力降低 系数，各自计算箍筋，叠加箍筋。 二、典型的破坏类型 弯型破坏 配筋适当，弯矩较大，构件底面先开裂（纵筋屈服），顶面混凝土后压碎。 扭型破坏 扭矩较大，顶部纵筋少于底部，顶面先开裂，向两侧发展，顶筋受扭先屈服，最后底部混凝土压碎。 剪扭破坏 剪力和扭矩都较大，截面长边一侧先开裂，该侧纵筋、箍筋屈服，另一长边压区混凝土压碎。 7.1.3 受扭构件的配筋构造要求 一、受扭纵筋 纵筋布置 沿截面周边均匀对称布置 矩形四角、T形和I形各分块矩形的四角，必须设置受扭纵筋 受扭纵筋间距不大于200mm, 不大于短边长度b 二、受扭箍筋 箍筋布置 箍筋封闭 沿周边布置 绑扎骨架时，末端弯钩135?，端头平直段长度不小于10d 间距和直径 按受弯构件的要求处理 最大间距 最小箍筋直径 7.2 混凝土矩形截面纯扭构件承载力计算 例题7.1 矩形截面纯扭构件， C25混凝土， HRB335级纵筋， HPB300箍筋、直径8mm。已知b?h=250mm?400mm，T=14.6kN.m，一类环境，试配置受扭钢筋。 解 7.3 混凝土矩形截面弯剪 扭构件承载力计算 一、混凝土承载力降低系数 承载力降低系数的定义 试验曲线简化 定义混凝土受扭承载力降低系数?t 二、剪扭构件设计计算 承载能力计算公式 受扭承载力 纵筋的确定 受扭承载力计算纵筋 受扭纵筋沿截面周边均匀布置 箍筋的确定 受扭计算（Ast1/s）t 受剪计算（Asv1/s）v 最后的箍筋计算式 适用条件 避免超筋破坏（验算截面尺寸） 7.3.2 弯扭构件承载力计算 一、按弯扭