受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力

第7章受扭構(gòu)件的扭曲截面承載力教學(xué)要求：1理解按變角度空間桁架模型計算受扭構(gòu)件扭曲截面承載力的基本思路；2會做彎剪扭構(gòu)件的配筋計算；3領(lǐng)會受扭構(gòu)件的構(gòu)造要求。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)件的試驗研究7.2.1裂縫出現(xiàn)前的性能裂縫出現(xiàn)前，鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的受力性能，大體上符合圣維南彈性扭轉(zhuǎn)理論。圖7-2開裂前的性能7.2.2裂縫出現(xiàn)后的性能圖7-3扭矩—扭轉(zhuǎn)角曲線圖7-4鋼筋混凝土受扭試件的螺旋形裂縫展開圖注：圖中所注數(shù)字是該裂縫出現(xiàn)時的扭矩值(kN·m)，未注數(shù)字的裂縫是破壞時出現(xiàn)的裂縫。圖7-5純扭構(gòu)件縱筋和箍筋的扭矩-鋼筋拉應(yīng)變曲線7.2.3破壞形態(tài)

受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)與受扭縱筋和受扭箍筋配筋率的大小有關(guān)，可分為適筋破壞、部分超筋破壞、超筋破壞和少筋破壞四類。對于正常配筋條件下的鋼筋混凝土構(gòu)件，在扭矩作用下，縱筋和箍筋先到達屈服強度，然后混凝土被壓碎而破壞。這種破壞與受彎構(gòu)件適筋梁類似，屬延性破壞類型。此類受扭構(gòu)件稱為適筋受扭構(gòu)件。若縱筋和箍筋不匹配，兩者配筋比率相差較大，例如縱筋的配筋率比箍筋的配筋率小得多，則破壞時僅縱筋屈服，而箍筋不屈服；反之，則箍筋屈服，縱筋不屈服，此類構(gòu)件稱為部分超筋受扭構(gòu)件。部分超筋受扭構(gòu)件破壞時，亦具有一定的延性，但較適筋受扭構(gòu)件破壞時的截面延性小。當(dāng)縱筋和箍筋配筋率都過高，致使縱筋和箍筋都沒有達到屈服強度，而混凝土先行壓壞，這種破壞和受彎構(gòu)件超筋梁類似，屬脆性破壞類型。這種受扭構(gòu)件稱為超筋受扭構(gòu)件。若縱筋和箍筋配置均過少，一旦裂縫出現(xiàn)，構(gòu)件會立即發(fā)生破壞。此時，縱筋和箍筋不僅達到屈服強度而且可能進入強化階段，其破壞特性類似于受彎構(gòu)件中的少筋梁，稱為少筋受扭構(gòu)件，屬脆性破壞類型。在設(shè)計中應(yīng)避免少筋和超筋受扭構(gòu)件。7.3純扭構(gòu)件的扭曲截面承載力7.3.1開裂扭矩圖7-6矩形截面受扭構(gòu)件圖7-7扭剪應(yīng)力分布根據(jù)塑性力學(xué)理論，可把截面上的扭剪應(yīng)力劃分成四個部分，如圖7-7(c)。若混凝土為理想彈塑性材料

若混凝土為彈性材料，則當(dāng)最大扭剪應(yīng)力或最大主拉應(yīng)力達到混凝土抗拉強度ft時，構(gòu)件開裂，從而開裂扭矩《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》取混凝土抗拉強度降低系數(shù)為0.7，故開裂扭矩設(shè)計值的計算公式為7.太3.勝2按變稍角度敲空間米桁架固模型鳳的扭求曲截肌面受軍扭承眾載力沉計算圖7-召8變角奴度空賽間桁住架模認型變角躍度空版間桁弄架模怪型的載基本渴思路乘是，狼在裂佩縫充帝分發(fā)僻展且躁鋼筋夕應(yīng)力須接近滲屈服映強度梅時，既截面氏核心節(jié)混凝宏土退鏈出工殺作，叫從而議實心痰截面瞞的鋼翼筋混音凝土喊受扭丘構(gòu)件網(wǎng)可以冷用一賓個空爐心的趕箱形心截面剖構(gòu)件限來代廁替，各它由枯螺旋改形裂訊縫的岡混凝飯土外灑殼、姥縱筋侄和箍盤筋三盜者共返同組聯(lián)成變紡角度侵空間溪桁架巡壽以抵執(zhí)抗扭忍矩。變角版度空里間桁奔架模選型的辜基本貧假定童有：(1孩)混凝攝土只徑承受舒壓力艘，具博有螺童旋形右裂縫沖的混透凝土繩外殼助組成異桁架西的斜潔壓桿挽，其循傾角達為α；(2氧)縱筋載和箍序筋只笨承受反拉力趙，分陣別為船桁架慢的弦貫桿和潔腹桿丟；(3鴉)忽略尸核心降混凝凳土的稈受扭馬作用擠及鋼心筋的具銷栓永作用霞。7.增3.屠3按《混凝伴土結(jié)往構(gòu)設(shè)鵲計規(guī)劣范》的純劣扭構(gòu)跑件受饒扭承臟載力教計算囑方法圖7-腐9受扭逗構(gòu)件港截面(a字)矩形秩截面(h木≥b)；(b伏)T形、I形截照面；(c錦)箱形行截面是（tw園≤t’）1—彎矩餅、剪致力作巷用平株面(1駁)矩形橡截面抽鋼筋哄混凝流土純碌扭構(gòu)栗件受慌扭承動載力弦計算芳公式鏈矩形現(xiàn)截面強純扭繁構(gòu)件遣的受損扭承摟載力污按下簡式計骨算：對于滾在軸副向壓蝦力和巧扭矩聰共同術(shù)作用案下的嶺矩形屆截面售鋼筋也混凝陽土構(gòu)依件，訓(xùn)其受剃扭承昂載力材應(yīng)按持下列躲公式某計算蹄：圖7-珠10計算型公式幼與實單驗值昆的比劣較(2哄)箱形礙截面斗鋼筋艦混凝唇土純寸扭構(gòu)晝件的炭受扭劈燕承載偽力計面算公記式實驗塘和理恭論研隊究表吹明，叛當(dāng)截愈面寬藥度和雀高度仗、混茂凝土查強度團及配但筋完辜全相奧同時豆，一嚇定壁簽厚箱癢形截走面構(gòu)啟件的化受扭派承載教力與約實心宗截面知構(gòu)件叢是相狠同的轎。(3瘋)T形和I形截攤面鋼論筋混訴凝土女純扭兵構(gòu)件寺的受銳扭承訪載力櫻計算燃公式圖7-志11屢T形和I形截貫面的鄭矩形致劃分嚇方法1)腹板2)受壓途翼緣3)受拉汗翼緣計算寇受扭貝塑性喚抵抗釋矩時縫取用筆的翼談緣寬音度尚世應(yīng)符惡合7.笛4彎剪足扭構(gòu)波件的嗚扭曲役截面菜承載她力7.腐4.壞1破壞咐形態(tài)圖7-景12彎剪孔扭構(gòu)湖件的紡破壞媽形態(tài)料（a）彎筒型破斗壞；(b桶)扭型晝破壞環(huán)；(c濃)剪扭屬型破剖壞7.駕4.重2按《混凝破土結(jié)抱構(gòu)設(shè)恨計規(guī)銜范》的配略筋計觸算方悔法1對于燥剪力掠和扭憐矩共言同作納用下堪的矩繩形截投面一中般剪避扭構(gòu)感件（1）剪巨扭構(gòu)椅件的迷受剪忍承載斃力（2）剪獲扭構(gòu)何件的傷受扭瞧承載農(nóng)力對集央中荷師載作安用下到的獨平立剪室扭構(gòu)財件，傳其受耗剪承曉載力挪計算蔥式應(yīng)嫁改為翅：2箱形喚截面桑鋼筋委混凝榆土一片般剪梢扭構(gòu)峽件（1）絕剪扭腸構(gòu)件鼻的受漢剪承前載力（2）格剪扭縱構(gòu)件佛的受鏈扭承陸載力集中展荷載取作用揚下獨美立的敲箱形舊截面線剪扭過構(gòu)件閉，其吩受剪柳承載話力計爸算公轎式受扭棉承載苗力3詞T形和I形截拆面剪匆扭構(gòu)芬件的零承載爺力（1）剪跑扭構(gòu)襯件的畜受剪處承載劑力，苗按公爹式（7-睜34）與叉式（7-炊36）或救按式腫（7-炸37）與透式（7-龜38）進約行計礦算，腫但計小算時山應(yīng)將T及Wt分別謹以Tw及Wtw代替瞎，即嘩假設(shè)抹剪力羽全部緊由腹禿板承波擔(dān)；（2）剪控扭構(gòu)令件的沃受扭減承載垮力，狐可按廉純扭溫構(gòu)件盯的計肆算方都法，妥將截交面劃伸分為纖幾個皆矩形塑截面教分別換進行峰計算膛；腹否板為垮剪扭皮構(gòu)件鑄，可覆按公個式（7-按35）以略及式雹（7-雁36）或疲式（7-貪38）進駐行計嚇算，如但計訂算時染應(yīng)將T及Wt分別除以Tw及Wtw代替瞞；受斥壓翼買緣及忍受拉礎(chǔ)翼緣喪為純授扭構(gòu)膀件可巴按矩視形截膚面純卡扭構(gòu)綠件的胸規(guī)定妄進行怕計算竊，但狐計算港時應(yīng)弟將T及Wt分別聯(lián)以Tf’及Wtf’和Tf及Wtf代替廊。4剪扭楊構(gòu)件嗓混凝菊土受蘇扭承切載力漁降低矩系數(shù)βt的依銹據(jù)圖7-腳13剪扭須承載興力相鈔關(guān)關(guān)忠系(a悶)無腹眠筋構(gòu)洽件；(b悲)有腹廊筋構(gòu)剪件混愁凝土瞧承載荒力計環(huán)算曲顧線圖7-界14剪扭震承載版力相東關(guān)關(guān)碧系7.刷5在軸愁向力聯(lián)、彎悔矩、茫剪力殲和扭勉矩共前同作厭用下尋鋼筋徒混凝欣土矩暖形截六面框壩架柱啞受扭既承載徐力計訊算1軸向韻力為圍壓力暈時(1暗)受剪左承載嗽力(2聚)受扭壤承載甲力2軸向逼壓力霉為拉暑力時(1雜)受剪僑承載妄力(2專)受扭沖承載涂力7.筍6協(xié)調(diào)閣扭轉(zhuǎn)隊的鋼鋤筋混宿凝土哨構(gòu)件背扭曲貧截面僻承載零力協(xié)調(diào)續(xù)扭轉(zhuǎn)桂的鋼旁筋混黑凝土母構(gòu)件強開裂品以后滴，受鞠扭剛北度降貝低，院由于際內(nèi)力迫重分慌布將須導(dǎo)致勇作用倡于構(gòu)幕件上被的扭遣矩減泡小。蒜一般禾情況孤下，告為簡串化計功算，泉可取黑扭轉(zhuǎn)選剛度施為零羊，即販忽略介扭矩邊的作勸用，消但應(yīng)蜂按構(gòu)鄙造要戰(zhàn)求配免置受互扭縱疑向鋼強筋和神箍筋盾，以米保證絮構(gòu)件桌有足寫夠的島延性桂和滿王足正忙常使具用時盒裂縫賀寬度命的要想求，曬此即憐一些垮國外決規(guī)范桃采用急的零佳剛度熄設(shè)計莖法。悉我國《混凝鵲土結(jié)君構(gòu)設(shè)侍計規(guī)辯范》沒有踐采用算上述頂簡化閃計算棋法，澡而是排規(guī)定杠宜考感慮內(nèi)伙力重管分布漁的影懼響，楚將扭街矩設(shè)劈燕計值T降低閃，按剖彎剪棄扭構(gòu)幣件進厚行承懸載力繁計算誓。7.慰7受扭張構(gòu)件筆的構(gòu)槳造要望求1受扭婚縱向漠鋼筋凍的構(gòu)倚造要課求(1童)為了胡防止藏發(fā)生怪少筋揮破壞耕，梁萍內(nèi)受駛扭縱毯向鋼攜筋的廊配筋砍率ρtl應(yīng)不蔽小于改其最袖小配冊筋率ρst株l,勝mi暫n，即(2賺)受扭付縱向京受力科鋼筋南的間眠距不陪應(yīng)大蒜于20質(zhì)0m手m和梁盆的截船面寬貿(mào)度。(3龍)在截魂面四飛角必船須設(shè)在置受炭扭縱崗向受蘆力鋼售筋，父并沿皂截面揪周邊頓均勻撞對稱柴布置始；當(dāng)布支座架邊作千用有槍較大屆扭矩畜時，躬受扭董縱向暑鋼筋捷應(yīng)按撕充分哲受拉瓜錨固罰在支昨座內(nèi)熟。(4甘)在彎辦剪扭檔構(gòu)件喉中，疊配置揮在截岔面彎匆曲受啊拉邊像的縱使向受漆力鋼旁筋，每其截禿面面長積不氏應(yīng)小障于按哈受彎雷構(gòu)件夢受拉顆鋼筋萄最小民配筋印率計寨算的圈截面擇面積紡與按寨受扭禾縱向駛鋼筋弦最小雹配筋繼率計零算并感分配廊到彎趨曲受著拉邊遵的鋼星筋截萍面面喬積之傾和。2受扭串箍筋搖的構(gòu)以造要眼求(1普)為了枕防止憤發(fā)生睬少筋洪破壞婦，彎污剪扭策構(gòu)件狐中，除箍筋端的配挖筋率ρsv不應(yīng)截小于0.蛙28業(yè)ftfyv，即(2種)受扭漆所需案的箍優(yōu)筋應(yīng)唯做成棕封閉船式，訊且應(yīng)喂沿截起面周縮慧邊布財置。奸當(dāng)采聯(lián)用復(fù)渠合箍狗時，偷位于脖截面隔內(nèi)部騙的箍呼筋不