受扭构件承载力计算

问题提出：钢筋混凝土受扭构件开裂前钢筋中的应力很小， 钢筋对开裂扭矩的影响不大，因此，可以忽略钢筋对开裂 扭矩的影响，将构件作为纯混凝土受扭构件来处理开裂扭 矩的问题。
矩形截面钢筋混凝土受扭构件的开裂扭矩，只能近似地 采用理想塑性材料的剪应力图形进行计算，同时通过试验 来加以校正，乘以一个折减系数0.7。
0.51103 fcu,kWt 0.51103 20 2.28 103kN / mm2
满足
0Td 0.51103
Wt
f cu ,k
截面尺寸满足要求。
例2 矩形截面纯扭构件配筋计算
解答过程： （1）查出材料的设计指标 （2）求出Wt （3）检查截面尺寸 （4）验算是否需要按计算配置抗扭钢筋 （5）求ucor，Acor （6）计算受扭箍筋用量 （7）校核配筋率 （8）计算受扭纵筋用量 （9）校核配筋率 （10）纵筋布置
当0.6≤ ζ≤1.7时，纵筋、箍筋均可达到屈服强度。
三、《公路桥规》对矩形截面纯扭构件的承载力计算
1、承载力计算公式
《公路桥规》中采用的矩形截面构件抗扭承载力计算公式并 应满足：
0Td Tu 0.35 ftdWt 1.2
fsv Asv1 Acor Sv
《公路桥规》规定值应符合0.6≤ ζ≤ 1.7 ，当ζ >1.7时，取 1.7。
第9章 受扭构件承载力计算
本章主要内容
1.开裂扭矩计算及矩形截面纯扭构件破坏特征。 2.《公路桥规》对矩形截面纯扭构件承载力计算。 3.弯剪扭构件破坏特征、承载力计算及配筋。 4.受扭构件的配筋特点和构造要求。
学习目标 1.理解并掌握矩形纯扭构件的破坏全过程、破坏特征和承载力 计算方法。 2.理解并掌握矩形弯剪扭构件的破坏类型和承载力计算方法。 3.理解T形和I形截面受扭构件承载力计算方法。 4.理解受扭构件的构造要求。 本章重点 矩形纯扭构件和弯剪扭构件承载力计算方法。 本章难点 矩形弯剪扭构件承载力计算方法，T形和I形截面受扭构件承 载力计算方法。
概述 一、受扭构件的概念
截面上有扭矩作用，且扭矩值不可忽略的构件。
纯扭
剪扭
土木工程中少见；
弯扭
弯剪扭：土木工程中常见 。
二、受扭构件的分类
平衡扭转和协调扭转
1、平衡扭转
（1）平衡扭转的概念 扭矩由荷载直接引起，其值可由平衡条件直接求出。
（2）平衡扭转的实例
雨蓬梁
吊车梁
2、协调扭转
（1）协调扭转的概念 在超静定结构，其扭矩值需变形协调条件才能确定。
压碎。 配筋强度比 当0.6≤ ζ≤1.7时，纵筋、箍筋均可达到屈服强度。
2、矩形截面纯扭构件的破坏特征 抗扭钢筋：抗扭纵筋、抗扭箍筋
少筋破坏—“箍筋和纵筋的配置”均过少时：一开裂，钢筋马 上屈服，结构立即破坏；与少筋梁类似，脆性破坏。(应避免) 适筋破坏—“箍筋和纵筋的配置”均合适时：纵筋、箍筋先屈 服，混凝土后压坏；与适筋梁类似，延性破坏。 超筋破坏—“箍筋和纵筋的配置”均过多时：纵筋、箍筋未屈 服，混凝土受压面先压坏；与超筋梁类似，脆性破坏。(应避免) 部分超筋破坏—“箍筋和纵筋的配置”相差过大时：混凝土压 坏，钢筋一种屈服、另一种未屈服。(宜避免) 配筋强度比
sv
Asv Svb
0.055
fcd f sv
st
Ast bh
0.08
fcd f sd
受扭钢筋
例1 矩形截面纯扭构件承载力计算
另 0Td Tu， 0 =1.0
Td Tu =16.99kN m
（8）检查截面尺寸
0Td
Wt
1.0 16.99 103 1.302 107
1.305105kN / mm2
c)扭型破坏
一、弯剪扭构件的破坏类型 （了解）
1.弯型破坏 :弯矩作用比扭矩显著,构件破坏时体现为先是与 螺旋形裂缝相交的纵筋和箍筋受拉达到屈服强度，最终截 面上边缘的混凝土受压破坏（图9-5a）。
2.弯扭型破坏：剪力和扭矩都较大 ,破坏时与螺旋形裂缝相 交的钢筋受拉并达到屈服强度，受压区靠近另一侧面（图 9-5b）。
3.扭型破坏:扭矩作用显著,顶部纵筋先于构件底部纵筋达到 受拉屈服强度，破坏面始于构件顶面发展到两个侧面（图 9-5c）。
二、弯剪扭构件的配筋计算方法
➢ 在实际工程中，真正纯扭构件或剪扭构件是很少见的， 大多是同时承受弯矩、剪力和扭矩的构件。在弯矩、剪力 和扭矩共同作用下，钢筋混凝土构件的受力状态十分复杂， 故很难提出符合实际而又便于设计应用的理论计算公式。
（2）协调扭转的实例 mt
框架边梁（边梁的抗扭刚度大时，mt 就大）
9.1 矩形纯扭构件的破坏特征和承载力计算
一、纯扭构件的破坏全过程
开裂
纵筋或箍筋屈服 纵筋和箍筋全屈服 混凝土破坏
钢筋混凝土受扭构件的T-θ曲线
wenku.baidu.com
裂缝
扭转裂缝分布图
二、 矩形截面纯扭构件的破坏特征
1、矩形截面纯扭构件的开裂扭矩
9.2 在弯、剪、扭共同作用下矩形截面构件的承载力计算
一、弯剪扭构件的破坏类型（了解） 弯剪扭构件破坏特征及承载能力，与所作用的外部荷载条 件和构件的内在因素有关。
外部条件：通常以扭弯比 ψ 以及扭剪比 χ 来表示。 内在因素：系指构件截面形状、尺寸、配筋及材料强度。
a)弯型破坏
b)弯扭型破坏 弯剪扭构件的破坏类型
0Td Tu 0.35 ftdWt 1.2
fsv Asv1 Acor Sv
2.限制条件
抗扭配筋的上限值——防止超筋破坏
0Td 0.51103
Wt
f cu ,k
抗扭配筋的下限值——防止少筋破坏
0Td
Wt
0.50 103
ftd
《公路桥规》规定: ●纯扭构件箍筋配筋率应满足 ●纵向受力钢筋配筋率应满足
➢ 弯剪扭共同作用下，钢筋混凝土构件的配筋计算，目前多 采用简化计算方法。
➢ 《公路桥规》也采取叠加计算的截面设计简化方法。
二、弯剪扭构件的配筋计算方法
开裂扭矩的计算式为： Tcr 0.7Wt ftd
Wt
b2 6
(3h b)
2、矩形截面纯扭构件的破坏特征 抗扭钢筋：抗扭纵筋 抗扭箍筋
少筋破坏—一开裂，钢筋马上屈服，结构立即破坏； 适筋破坏—纵筋、箍筋先屈服，混凝土受压面压碎； 超筋破坏—纵筋、箍筋未屈服，混凝土受压面先压碎； 部分超筋破坏—纵筋一部分钢筋先屈服，混凝土受压面被