7 第七章

Tcr . p b2 = ( 3h − b ) f t = W t f t 6
混凝土材料并非理想弹塑性材料， 混凝土材料并非理想弹塑性材料，故《混 凝土结构设计规范》 凝土结构设计规范》偏于安全地取 Tcr = 0.7 f tWt
6
第七章 受扭构件承载力计算
二、纯扭构件承载力计算 1.配筋方式 1.配筋方式 受扭构件一般都采用封闭 受扭箍筋与受扭纵筋形成的空 受扭箍筋与受扭纵筋形成的空 间骨架来承担扭矩。 间骨架来承担扭矩。 2.破坏形态 2.破坏形态 根据受扭钢筋配筋量的不同可分为以下三种类型 的破坏形态： 的破坏形态： 适筋破坏： 少筋破坏： 超筋破坏： 适筋破坏： 少筋破坏： 超筋破坏：
Astl T ft ρ tl = ≥ ρ tl ⋅min = 0.6 bh Vb f y
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第七章 受扭构件承载力计算
四.矩形截面纯扭构件的设计应用——承载力复核 矩形截面纯扭构件的设计应用
步骤三： 步骤三： 计算 ζ
由Astl 和Ast 1 fy Astl ⋅ s 求得： ⋅ 求得： ζ = Ast 1 ⋅ ucor f yv
135º Ast//3 Ast//3
Ast//3
受扭箍筋带135°的弯钩； 受扭箍筋带135°的弯钩； 135 当采用复合箍时， 当采用复合箍时，位于内部的箍 筋不应计入受扭箍筋的面积。 筋不应计入受扭箍筋的面积。
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第七章 受扭构件承载力计算
三.矩形截面纯扭构件的设计应用——截面设计 矩形截面纯扭构件的设计应用
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第七章 受扭构件承载力计算
步骤四: 步骤四: 复核承载力
Tu = 0.35Wt f t + 1.2 ζ
Ast 1 f yv s
Acor
复核承载力是否满足要求
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第七章 受扭构件承载力计算
第三节 弯剪扭构件承载力计算
扭矩对受弯、受剪构件承载力的影响——承载 一、 扭矩对受弯、受剪构件承载力的影响
力之间的相关性
1.弯矩和扭矩的相关性 1.弯矩和扭矩的相关性 试验表明:受弯构件同时受到扭矩 试验表明: 作用时， 作用时，扭矩的存在使纵筋产生拉应 力，加重了受弯构件纵向受拉钢筋的 负担，使其应力提前到达屈服强度， 负担，使其应力提前到达屈服强度， 因而降低了受弯承载能力。 因而降低了受弯承载能力。 受弯承载能力
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第七章 受扭构件承载力计算
3.矩形截面纯扭构件的受扭承载力 3.矩形截面纯扭构件的受扭承载力 钢筋混凝土纯扭构件的受扭承载力由混凝土的 钢筋混凝土纯扭构件的受扭承载力由混凝土的 抗扭承载力Tc和箍筋与纵筋的受扭承载力Ts两部分 构成： 构成：
混凝土的抗扭作用 ฀
Tu=Tc+Ts
箍筋与纵筋的抗扭作用
Astl 由ζ、Ast → 确定 Astl → ρtl = ≥ ρtl .min bh
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第七章 受扭构件承载力计算
四、矩形截面纯扭构件的设计应用——承载力复核 矩形截面纯扭构件的设计应用 步骤一: 步骤一: 复核截面尺寸
T ≤ 0.2 β cWt f c
步骤二： 步骤二： 复核最小配筋率
Ast ft ≥ ρ st ⋅min = 0.28 ρ st = bs f yv
上式表明：构件的混凝土足以能够抵抗扭矩， 上式表明：构件的混凝土足以能够抵抗扭矩， 可不进行受扭承载力计算， 可不进行受扭承载力计算，仅需按 （受扭箍筋、纵筋的最小配筋率）配置构造钢筋。 受扭箍筋、纵筋的最小配筋率）配置构造钢筋。
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承载力复核
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第七章 受扭构件承载力计算
6. 构造要求 （1）受扭纵筋 受扭纵筋沿截面均匀布置 沿截面均匀布置， 受扭纵筋沿截面均匀布置，且 在截面四角必须设置纵筋， 在截面四角必须设置纵筋，纵筋间 距不应大于200mm和截面短边长度。 200mm和截面短边长度 距不应大于200mm和截面短边长度。 受扭纵筋的接头与锚固均应按 受拉钢筋的构造要求处理。 受拉钢筋的构造要求处理。 （２）受扭箍筋
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第七章 受扭构件承载力计算
受扭构件的工程的应用 吊车梁、框架中的边梁、雨蓬梁等， 吊车梁、框架中的边梁、雨蓬梁等，都属于弯剪 扭复合受扭构件
吊车梁示意图 边梁示意图
4 4
第七章 受扭构件承载力计算
第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算
一.钢筋混凝土矩形纯扭构件的开裂扭矩 由材料力学可知， 由材料力学可知，矩形截面纯扭构件在其截面上 剪应力分布如下图所示。最大剪应力发生在截面 发生在截面长边 剪应力分布如下图所示。最大剪应力发生在截面长边 中点。 中点。
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抗扭钢筋示意图
第七章 受扭构件承载力计算
（1）适筋破坏 产生条件：受扭纵筋与受扭箍筋的配置适中。 受扭箍筋的配置适中 产生条件：受扭纵筋与受扭箍筋的配置适中。 破坏特征：在扭矩作用下，构件出现螺旋状裂缝； 破坏特征：在扭矩作用下，构件出现螺旋状裂缝；裂 缝处原来由混凝土承担的拉力将转由钢筋承担。 缝处原来由混凝土承担的拉力将转由钢筋承担。直到 受扭纵筋及箍筋均达到屈服强度后，混凝土才被压碎， 受扭纵筋及箍筋均达到屈服强度后，混凝土才被压碎， 构件破坏有较明显的预兆。属于延性破坏。 构件破坏有较明显的预兆。属于延性破坏。 预防措施：通过计算确定受扭钢筋和受扭箍筋。 预防措施：通过计算确定受扭钢筋和受扭箍筋。 受扭承载力取决于受扭钢筋配筋量数量。 受扭承载力取决于受扭钢筋配筋量数量。 配筋量数量
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第七章 受扭构件承载力计算
（3）超筋破坏
设计时应避免出现
产生条件：受扭箍筋和受扭纵筋配置过多。 产生条件：受扭箍筋和受扭纵筋配置过多。 破坏特征：构件受扭开裂后，螺旋裂缝多而密， 破坏特征：构件受扭开裂后，螺旋裂缝多而密，在 纵筋和箍筋均未达到屈服强度时， 纵筋和箍筋均未达到屈服强度时，构件由于裂缝之 间混凝土被压碎而破坏。坏过程迅速而突然，属于 间混凝土被压碎而破坏。坏过程迅速而突然， 脆性破坏。 脆性破坏。 预防措施： 预防措施：限制受扭钢筋的最大配筋率或构件最小 截面尺寸。 截面尺寸。 受扭承载力取决于截面尺寸和混凝土抗压强度。 受扭承载力取决于截面尺寸和混凝土抗压强度。
Acor = bcor × hcor
Tu = 0.35Wt f t + 1.2 ζ Ast 1 f yv s Acor
为保证纵筋、箍筋均能屈服，建议取 为保证纵筋、箍筋均能屈服， 1.7， =1.7， 0.6 ～ 1.7，ζ >1.7 时，取ζ=1.7， 常用值为1.0 常用值为1.0 ～ 1.3 式中： 式中：
三.矩形截面纯扭构件的设计应用——截面设计 矩形截面纯扭构件的设计应用 步骤三: 步骤三: 确定箍筋直 径和间距
Ast1 s
由 s → Ast 1 （或由 Ast 1 → s）
nAst 1 Ast 实际配置） （实际配置） → ρ st = ≥ ρ st . min s bs
步骤四: 步骤四: 确定受扭钢筋
第七章 受扭构件承载力计算
第七章 受扭构件承载力计算
1.了解受扭构件的分类和开裂、破坏机理； 1.了解受扭构件的分类和开裂、破坏机理； 了解受扭构件的分类和开裂 2.了解矩形截面纯扭构件承载力计算； 2.了解矩形截面纯扭构件承载力计算； 了解矩形截面纯扭构件承载力计算 3.掌握弯剪扭构件承载力设计计算方法； 3.掌握弯剪扭构件承载力设计计算方法； 掌握弯剪扭构件承载力设计计算方法 4.了解钢筋混凝土受扭构件的构造要求； 4.了解钢筋混凝土受扭构件的构造要求； 了解钢筋混凝土受扭构件的构造要求
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第七章 受扭构件承载力计算
（2）少筋破坏
设计时应避免出现
产生条件： 产生条件：受扭箍筋和受扭纵筋配置过少或配筋 间距过大。 间距过大。 破坏特征： 破坏特征：由于钢筋不足以承担混凝土开裂后转移 来的拉力，使裂缝迅速向相邻面延伸， 来的拉力，使裂缝迅速向相邻面延伸，最后构件受 压破坏。破坏过程迅速而突然，属于脆性破坏。 压破坏。破坏过程迅速而突然，属于脆性破坏。 预防措施：限制受扭钢筋最小配筋率和最大箍筋间 预防措施：限制受扭钢筋最小配筋率和最大箍筋间 受扭钢筋 距。 受扭承载力取决于混凝土的抗拉强度。 受扭承载力取决于混凝土的抗拉强度。
调整构 件截面 尺寸或 提高混 凝土强 度等级。
步骤一: 步骤一: 验算截面尺寸
T ≤ 0.2 β cWt f c
不满足
步骤二： 步骤二： 选定ζ
ζ = 1.0 ~ 1.3
Tu = 0.35Wt f t + 1.2 ζ
Ast 1 f yv s
Acor →
Ast 1 s
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第七章 受扭构件承载力计算
fy Astl ⋅ s ⋅ ζ = Ast 1 ⋅ ucor f yv
ucor = 2(bcor + hcor )
纵筋与箍筋强度比
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第七章 受扭构件承载力计算
4．计算公式的适用条件 （1）受扭配筋的上限 为了避免受扭钢筋配置过多，防止出现超筋破 为了避免受扭钢筋配置过多，防止出现超筋破 应符合下式要求： 坏，应符合下式要求：
5. 掌握雨篷的设计方法和构造要求。 掌握雨篷的设计方法和构造要求。
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第七章 受扭构件承载力计算
第一节 概
述
第二节 矩形截面纯扭构件承载力计算 第三节 弯剪扭构件承载力计算 第四节 雨 篷
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第七章 受扭构件承载力计算
第一节
概 述
受扭构件是指在截面上具有扭矩作用的构件。 受扭构件是指在截面上具有扭矩作用的构件。 是指在截面上具有扭矩作用的构件 在钢筋混凝土结构中，仅承受扭矩作用的纯扭构 在钢筋混凝土结构中，仅承受扭矩作用的纯扭构 纯扭 件在实际工程中很少 一般都是在弯矩、剪力、 很少， 件在实际工程中很少，一般都是在弯矩、剪力、扭矩 共同作用下的复合受扭构件。 共同作用下的复合受扭构件。 复合受扭构件 按照构件的受力状态分类：受扭构件分为纯扭 纯扭、 按照构件的受力状态分类：受扭构件分为纯扭、 剪扭、弯扭和弯剪扭四种情况，其中以弯剪扭 弯剪扭最为常 剪扭、弯扭和弯剪扭四种情况，其中以弯剪扭最为常 四种情况 见。