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第7章受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力7.1概述圖7-1平衡扭轉(zhuǎn)與協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)圖例(a)吊車梁；(b)邊梁7.2純扭構(gòu)件的試驗(yàn)研究裂縫出現(xiàn)前的性能裂縫出現(xiàn)前的性能裂縫出現(xiàn)后的性能鋼筋混凝土受扭試件的螺旋形裂縫展開圖裂縫出現(xiàn)后的性能裂縫出現(xiàn)后的性能裂縫出現(xiàn)后的性能破壞形態(tài)7.3純扭構(gòu)件的扭曲截面承載力開裂扭矩開裂扭矩按彈性理論截面上的應(yīng)力分布圖截面開裂開裂扭矩可把截面上的扭剪應(yīng)力劃分成四個部分，如左圖。開裂扭矩開裂扭矩按變角度空間桁架模型的扭曲截面受扭承載力計(jì)算

變角度空間桁架模型的基本思路是：在裂縫充分發(fā)展且鋼筋應(yīng)力接近屈服強(qiáng)度時，截面核心混凝土退出工作，從而實(shí)心截面的鋼筋混凝土受扭構(gòu)件可以用一個空心的箱形截面構(gòu)件來代替，它由螺旋形裂縫的混凝土外殼、縱筋和箍筋三者共同組成變角度空間桁架以抵抗扭矩。

按變角度空間桁架模型的扭曲截面受扭承載力計(jì)算

變角度空間桁架模型的基本假定有：(1)混凝土只承受壓力，具有螺旋形裂縫的混凝土外殼組成桁架的斜壓桿，其傾角為α；(2)縱筋和箍筋只承受拉力，分別為桁架的弦桿和腹桿；(3)忽略核心混凝土的受扭作用及鋼筋的銷栓作用。按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的純扭構(gòu)件受扭承載力計(jì)算方法(1)矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件受扭承載力計(jì)算公式公式適用條件：(1)矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件受扭承載力計(jì)算公式

對于在軸向壓力和扭矩共同作用下的矩形截面鋼筋混凝土構(gòu)件，其受扭承載力應(yīng)按下列公式計(jì)算：10倍箍筋直徑。200mm.200mm,b純扭構(gòu)件配筋計(jì)算步驟（1）驗(yàn)算截面尺寸不滿足上式，增大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度，直至滿足。（2）判斷是否需計(jì)算配筋滿足上式，按第（3）步進(jìn)行構(gòu)造配筋；不滿足上式，按第（4）步進(jìn)行配筋計(jì)算（3）按構(gòu)造配筋a箍筋

按截面尺寸選取箍筋直徑，按最小配筋率要求計(jì)算箍筋間距S。（3）按構(gòu)造配筋B縱筋

按最小配筋率配置縱筋?？v筋根數(shù)不得少于4根，同時還要滿足間距不大于200的要求。（4）計(jì)算配筋選定配筋強(qiáng)度比，a箍筋按截面高度選取箍筋直徑，代入上式計(jì)算結(jié)果求箍筋間距s,驗(yàn)算最小配筋率B縱筋按計(jì)算結(jié)果選取鋼筋直徑和根數(shù)，根數(shù)不得小于4，同時還應(yīng)滿足間距不大于200的要求驗(yàn)算最小配筋率（5）鋼筋布置縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻布置且間距不大于200mm和截面短邊尺寸.驗(yàn)算最小配筋率B縱筋按計(jì)算結(jié)果選取鋼筋直徑和根數(shù)，根數(shù)不得小于4，同時還應(yīng)滿足間距不大于200的要求驗(yàn)算最小配筋率（5）鋼筋布置縱筋應(yīng)沿截面周邊均勻布置且間距不大于200mm.（2）箱形截面和帶翼緣截面的受扭承載力計(jì)算（2）箱形截面和帶翼緣截面的受扭承載力計(jì)算

考慮箱形截面實(shí)際壁厚小于實(shí)心截面等效壁厚的情況，實(shí)心截面公式中第一項(xiàng)乘以了一個折減系數(shù)。實(shí)心截面箱形截面截面計(jì)算方法與實(shí)心截面相同計(jì)算方法與實(shí)心截面相同，只需把計(jì)算公式中的替換為箱形截面（2）箱形截面和帶翼緣截面的受扭承載力計(jì)算（2）箱形截面和帶翼緣截面的受扭承載力計(jì)算（2）箱形截面和帶翼緣截面的受扭承載力計(jì)算帶翼緣截面

將截面劃分為幾個矩形截面，分別進(jìn)行計(jì)算。劃分原則：先達(dá)確定腹板截面，再劃分翼緣。

《規(guī)范》采用按各矩形截面部分所受扭矩等于該部分截面的受扭塑性抵抗矩占總受扭塑性抵抗矩的比例乘以總扭矩。

各部分的受扭配筋計(jì)算同上。1)腹板2)受壓翼緣3)受拉翼緣扭矩使縱筋產(chǎn)生拉應(yīng)力，與受彎時鋼筋的拉應(yīng)力疊加，使鋼筋應(yīng)力增大，從而會使承載力降低。扭矩和剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力總會在構(gòu)件的一個側(cè)面上疊加，因此承載力總是小于剪力和扭矩單獨(dú)作用時的承載力。7.4彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力破壞形式彎型破壞扭型破壞剪扭型破壞彎矩和扭矩較大，剪力較小，彎矩起主導(dǎo)扭矩較大，彎矩和剪力較小彎矩較小，對構(gòu)件承載力不起控制作用。剪力和扭矩較大7.4彎剪扭構(gòu)件的扭曲截面承載力彎型破壞扭型破壞剪扭型破壞當(dāng)彎矩較小，對構(gòu)件的承載力不起控制作用，構(gòu)件主要在扭矩和剪力共同作用下產(chǎn)生剪扭刑或扭剪型受剪破壞。裂縫從一個長邊（與剪應(yīng)力方向一致的一側(cè)）的中點(diǎn)開始出現(xiàn)，并向頂面和底面延伸，最后另一側(cè)長邊的混凝土壓碎而達(dá)到破十。如配筋合適，破壞時與斜裂縫相交的縱筋和箍筋達(dá)到屈服。當(dāng)扭矩較大時，以受扭破壞為主；當(dāng)剪力較大時，以受剪破壞為主。由于扭矩和剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力總會在構(gòu)件的一個側(cè)面上疊加，因些承載力總是小于剪力和扭矩單獨(dú)作用的承載力，其相關(guān)曲線接近1/4圓?！兑?guī)范》彎-剪-扭構(gòu)件的計(jì)算方法思路：

（1）偏安全的將受彎所需縱筋和受扭所需縱筋分別計(jì)算后進(jìn)行疊加。

（2）對于剪扭作用，為避免混凝土部分的抗力被重復(fù)利用，考慮混凝土項(xiàng)的相關(guān)作用，箍筋的貢獻(xiàn)則采用簡單疊加的方法?！兑?guī)范》彎-剪-扭構(gòu)件的計(jì)算方法思路：

（1）偏安全的將受彎所需縱縱和受扭所需縱筋分別計(jì)算后進(jìn)行疊加。

（2）對于剪扭作用，為壁免混凝土部分的抗力被重復(fù)利用，考慮混凝土項(xiàng)的相關(guān)作用，箍筋的貢獻(xiàn)則采用簡單疊加的方法。具體方法：（1）受彎縱筋計(jì)算

具體方法：（2）剪扭配筋計(jì)算

混凝土承載部分相關(guān)關(guān)系可取1/4圓具體方法：（3）鋼筋布置及配筋率驗(yàn)算為簡化計(jì)算，《混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定》：計(jì)算步驟：（已知設(shè)計(jì)值M、V、T，進(jìn)行截面尺寸選取和配筋計(jì)算）（1）按受彎承載力選取截面尺寸和計(jì)算受彎縱筋，具體步驟見第3章。（2）判斷是否可以簡化計(jì)算扭矩可完作由混凝土承擔(dān)，僅按斜截面受剪計(jì)算箍筋，具體步驟見第4章。剪力可完作由混凝土承擔(dān)，僅按純扭計(jì)算受扭箍筋和縱筋，具體步驟見上節(jié)內(nèi)容③不屬上述兩種情況，按扭剪相關(guān)作用計(jì)算受扭縱筋、受扭箍筋及受剪箍筋，詳見（3）—（5）。①②（3）驗(yàn)算截面尺寸滿足上式條件，按（4）計(jì)算；不滿足，增大截面尺寸或提高混凝土強(qiáng)度，直至滿足（4）判斷是否需計(jì)算配筋不滿足上式條件，按（5）計(jì)算；滿足，僅按受扭構(gòu)件最小配筋率和構(gòu)造要求配筋。（5）根據(jù)彎剪扭相關(guān)作用，計(jì)算受扭縱筋、受扭箍筋及受剪箍筋一般剪扭構(gòu)件集中荷載作用下的剪扭構(gòu)件受扭箍筋受剪箍筋受扭縱筋（6）鋼筋配置（6）最小配筋率驗(yàn)算2箱形截面鋼筋混凝土一般剪扭構(gòu)件（1）剪扭構(gòu)件的受剪承載力（2）剪扭構(gòu)件的受扭承載力集中荷載作用下獨(dú)立的箱形截面剪扭構(gòu)件，其受剪承載力計(jì)算公式受扭承載力3T形和I形截面剪扭構(gòu)件的承載力（1）剪扭構(gòu)件的受剪承載力，按公式（7-34）與式（7-36）或按式（7-37）與式（7-38）進(jìn)行計(jì)算，但計(jì)算時應(yīng)將T及Wt分別以Tw及Wtw代替，即假設(shè)剪力全部由腹板承擔(dān)；（2）剪扭構(gòu)件的受扭承載力，可按純扭構(gòu)件的計(jì)算方法，將截面劃分為幾個矩形截面分別進(jìn)行計(jì)算；腹板為剪扭構(gòu)件，可按公式（7-35）以及式（7-36）或式（7-38）進(jìn)行計(jì)算，但計(jì)算時應(yīng)將T及Wt分別以Tw及Wtw代替；受壓翼緣及受拉翼緣為純扭構(gòu)件可按矩形截面純扭構(gòu)件的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，但計(jì)算時應(yīng)將T及Wt分別以Tf’及Wtf’和Tf及Wtf代替。7.5在軸向力、彎矩、剪力和扭矩共同作用下鋼筋混凝土矩形截面框架柱受扭承載力計(jì)算1軸向力為壓力時(1)受剪承載力(2)受扭承載力2軸向壓力為拉力時(1)受剪承載力(2)受扭承載力7.6協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件扭曲截面承載力

協(xié)調(diào)扭轉(zhuǎn)的鋼筋混凝土構(gòu)件開裂以后，受扭剛度降低，由于內(nèi)力重