《受扭构件计算》PPT课件.ppt

抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算第七章第七章受扭构件承载力计算受扭构件承载力计算1抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算本章主要内容本章主要内容7.1 7.1 7.1 7.1 概述概述概述概述7.2 7.2 7.2 7.2 受扭构件试验研究受扭构件试验研究受扭构件试验研究受扭构件试验研究7.3 7.3 7.3 7.3 矩形截面纯扭构件的承载力计算矩形截面纯扭构件的承载力计算矩形截面纯扭构件的承载力计算矩形截面纯扭构件的承载力计算7.4 7.4 7.4 7.4 受弯剪扭构件承载力的计算受弯剪扭构件承载力的计算受弯剪扭构件承载力的计算受弯剪扭构件承载力的计算7.5 7.5 7.5 7.5 受扭构件的构造要求受扭构件的构造要求受扭构件的构造要求受扭构件的构造要求2抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算扭转的类型扭转的类型扭转的类型扭转的类型平衡扭转：雨蓬梁，吊车梁平衡扭转：雨蓬梁，吊车梁平衡扭转：雨蓬梁，吊车梁平衡扭转：雨蓬梁，吊车梁协调扭转：平面折梁，边框架主梁协调扭转：平面折梁，边框架主梁协调扭转：平面折梁，边框架主梁协调扭转：平面折梁，边框架主梁(a)(b)(c)(d)He0MT=He0H边框架主梁次梁7.1 7.1 概概 述述平衡扭转扭矩不随构件刚度变化，协调扭转扭矩与刚度变化相关。规平衡扭转扭矩不随构件刚度变化，协调扭转扭矩与刚度变化相关。规平衡扭转扭矩不随构件刚度变化，协调扭转扭矩与刚度变化相关。规平衡扭转扭矩不随构件刚度变化，协调扭转扭矩与刚度变化相关。规范所提出的受扭承载力计算公式主要是对平衡扭转而言。范所提出的受扭承载力计算公式主要是对平衡扭转而言。范所提出的受扭承载力计算公式主要是对平衡扭转而言。范所提出的受扭承载力计算公式主要是对平衡扭转而言。由外荷载直接作用产生的扭转，由外荷载直接作用产生的扭转，由外荷载直接作用产生的扭转，由外荷载直接作用产生的扭转，扭矩课由静力平衡条件求出，与扭矩课由静力平衡条件求出，与扭矩课由静力平衡条件求出，与扭矩课由静力平衡条件求出，与构件的抗扭刚度无关。构件的抗扭刚度无关。构件的抗扭刚度无关。构件的抗扭刚度无关。超静定结构中由于变形的协调超静定结构中由于变形的协调超静定结构中由于变形的协调超静定结构中由于变形的协调使截面产生的扭转。使截面产生的扭转。使截面产生的扭转。使截面产生的扭转。3抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算当当当当 tptptptp f f f ft t t t长边中点先裂，然后长边中点先裂，然后长边中点先裂，然后长边中点先裂，然后延伸至上、下短边，形成三面受拉，延伸至上、下短边，形成三面受拉，延伸至上、下短边，形成三面受拉，延伸至上、下短边，形成三面受拉，一面受压的空间扭曲面、构件断裂一面受压的空间扭曲面、构件断裂一面受压的空间扭曲面、构件断裂一面受压的空间扭曲面、构件断裂破坏，呈脆性破坏。开裂扭矩与破破坏，呈脆性破坏。开裂扭矩与破破坏，呈脆性破坏。开裂扭矩与破破坏，呈脆性破坏。开裂扭矩与破坏扭矩基本相等。坏扭矩基本相等。坏扭矩基本相等。坏扭矩基本相等。T tp7.27.2 受扭构件试验研究受扭构件试验研究7.2.1 7.2.1 7.2.1 7.2.1 矩形截面素混凝土纯扭构件试验研究矩形截面素混凝土纯扭构件试验研究矩形截面素混凝土纯扭构件试验研究矩形截面素混凝土纯扭构件试验研究4抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算1 1 1 1 抗扭配筋的形式抗扭配筋的形式抗扭配筋的形式抗扭配筋的形式最理想的配筋方式是在靠近构件表面处设置呈最理想的配筋方式是在靠近构件表面处设置呈最理想的配筋方式是在靠近构件表面处设置呈最理想的配筋方式是在靠近构件表面处设置呈4545走向的螺旋形钢筋，走向的螺旋形钢筋，走向的螺旋形钢筋，走向的螺旋形钢筋，但施工不便，反向扭矩失效。但施工不便，反向扭矩失效。但施工不便，反向扭矩失效。但施工不便，反向扭矩失效。分解为竖向（封闭箍筋）和水平（沿周边均匀对称布置的纵筋）组分解为竖向（封闭箍筋）和水平（沿周边均匀对称布置的纵筋）组分解为竖向（封闭箍筋）和水平（沿周边均匀对称布置的纵筋）组分解为竖向（封闭箍筋）和水平（沿周边均匀对称布置的纵筋）组成抗扭骨架。成抗扭骨架。成抗扭骨架。成抗扭骨架。受扭受扭受扭受扭开裂开裂开裂开裂 要配抗扭钢筋要配抗扭钢筋要配抗扭钢筋要配抗扭钢筋形成大约形成大约形成大约形成大约4545方向的螺旋式裂缝方向的螺旋式裂缝方向的螺旋式裂缝方向的螺旋式裂缝7.2.2 7.2.2 7.2.2 7.2.2 钢筋混凝土受扭构件试验研究钢筋混凝土受扭构件试验研究钢筋混凝土受扭构件试验研究钢筋混凝土受扭构件试验研究封闭箍筋封闭箍筋封闭箍筋封闭箍筋抗扭纵筋抗扭纵筋抗扭纵筋抗扭纵筋5抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算2 2 2 2 钢筋混凝土受扭构件试验研究钢筋混凝土受扭构件试验研究钢筋混凝土受扭构件试验研究钢筋混凝土受扭构件试验研究破坏特征与纵筋和箍筋的数量有关破坏特征与纵筋和箍筋的数量有关破坏特征与纵筋和箍筋的数量有关破坏特征与纵筋和箍筋的数量有关（1 1）纵筋和箍筋数量过少时纵筋和箍筋数量过少时纵筋和箍筋数量过少时纵筋和箍筋数量过少时少筋构件（脆性破坏）少筋构件（脆性破坏）少筋构件（脆性破坏）少筋构件（脆性破坏）裂缝一旦出现，由于钢筋过少，不能承受混凝土开裂卸载传来的主裂缝一旦出现，由于钢筋过少，不能承受混凝土开裂卸载传来的主裂缝一旦出现，由于钢筋过少，不能承受混凝土开裂卸载传来的主裂缝一旦出现，由于钢筋过少，不能承受混凝土开裂卸载传来的主拉应力，很快屈服，构件立即破坏。破坏扭矩接近于开裂扭矩。拉应力，很快屈服，构件立即破坏。破坏扭矩接近于开裂扭矩。拉应力，很快屈服，构件立即破坏。破坏扭矩接近于开裂扭矩。拉应力，很快屈服，构件立即破坏。破坏扭矩接近于开裂扭矩。T T开裂开裂开裂开裂表面形成螺旋裂缝表面形成螺旋裂缝表面形成螺旋裂缝表面形成螺旋裂缝抗扭钢筋受力抗扭钢筋受力抗扭钢筋受力抗扭钢筋受力（2 2）纵筋和箍筋的配置适当纵筋和箍筋的配置适当纵筋和箍筋的配置适当纵筋和箍筋的配置适当适筋构件适筋构件适筋构件适筋构件（延性破坏）（延性破坏）（延性破坏）（延性破坏）混凝土混凝土混凝土混凝土开裂后抗扭钢筋承担拉应力，构件不会立即破坏。形成多条开裂后抗扭钢筋承担拉应力，构件不会立即破坏。形成多条开裂后抗扭钢筋承担拉应力，构件不会立即破坏。形成多条开裂后抗扭钢筋承担拉应力，构件不会立即破坏。形成多条4545度螺旋斜裂缝，纵筋和箍筋应力不断增加，最终在某薄弱部位屈服，最度螺旋斜裂缝，纵筋和箍筋应力不断增加，最终在某薄弱部位屈服，最度螺旋斜裂缝，纵筋和箍筋应力不断增加，最终在某薄弱部位屈服，最度螺旋斜裂缝，纵筋和箍筋应力不断增加，最终在某薄弱部位屈服，最后构件三面开裂，一面混凝土压碎破坏，形成空间扭曲破坏面。后构件三面开裂，一面混凝土压碎破坏，形成空间扭曲破坏面。后构件三面开裂，一面混凝土压碎破坏，形成空间扭曲破坏面。后构件三面开裂，一面混凝土压碎破坏，形成空间扭曲破坏面。6抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算设计时设计时设计时设计时要做到使构件破坏有征兆，且承载力高，材料充分利用，只能要做到使构件破坏有征兆，且承载力高，材料充分利用，只能要做到使构件破坏有征兆，且承载力高，材料充分利用，只能要做到使构件破坏有征兆，且承载力高，材料充分利用，只能采用（采用（采用（采用（2 2）、（）、（）、（）、（3 3）两种，避免（）两种，避免（）两种，避免（）两种，避免（1 1）、（）、（）、（）、（4 4）两种；同时抗扭纵筋和箍）两种；同时抗扭纵筋和箍）两种；同时抗扭纵筋和箍）两种；同时抗扭纵筋和箍筋应合理搭配。筋应合理搭配。筋应合理搭配。筋应合理搭配。2 2 2 2 钢筋混凝土受扭构件试验研究钢筋混凝土受扭构件试验研究钢筋混凝土受扭构件试验研究钢筋混凝土受扭构件试验研究（3 3）箍筋或纵筋中一种数量过多箍筋或纵筋中一种数量过多箍筋或纵筋中一种数量过多箍筋或纵筋中一种数量过多 部分超筋破坏（具有塑性破坏部分超筋破坏（具有塑性破坏部分超筋破坏（具有塑性破坏部分超筋破坏（具有塑性破坏特征）特征）特征）特征）混凝土混凝土混凝土混凝土开裂后，配置适量的钢筋首先屈服，受压边混凝土压碎，配开裂后，配置适量的钢筋首先屈服，受压边混凝土压碎，配开裂后，配置适量的钢筋首先屈服，受压边混凝土压碎，配开裂后，配置适量的钢筋首先屈服，受压边混凝土压碎，配置过多的钢筋不屈服。置过多的钢筋不屈服。置过多的钢筋不屈服。置过多的钢筋不屈服。（4 4）纵筋和箍筋都配置过多纵筋和箍筋都配置过多纵筋和箍筋都配置过多纵筋和箍筋都配置过多 完全超筋构件（脆性破坏）完全超筋构件（脆性破坏）完全超筋构件（脆性破坏）完全超筋构件（脆性破坏）混凝土混凝土混凝土混凝土开裂后，抗扭钢筋受力，混凝土形成多而密的螺旋裂缝，在箍筋开裂后，抗扭钢筋受力，混凝土形成多而密的螺旋裂缝，在箍筋开裂后，抗扭钢筋受力，混凝土形成多而密的螺旋裂缝，在箍筋开裂后，抗扭钢筋受力，混凝土形成多而密的螺旋裂缝，在箍筋和纵筋屈服前混凝土压碎破坏。和纵筋屈服前混凝土压碎破坏。和纵筋屈服前混凝土压碎破坏。和纵筋屈服前混凝土压碎破坏。7抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算概念：纵筋和箍筋配筋强度比概念：纵筋和箍筋配筋强度比概念：纵筋和箍筋配筋强度比概念：纵筋和箍筋配筋强度比反映两种钢筋合理用量比的参数反映两种钢筋合理用量比的参数反映两种钢筋合理用量比的参数反映两种钢筋合理用量比的参数。沿构件截面核心周长单位长度内的受扭纵筋的承载力沿构件截面核心周长单位长度内的受扭纵筋的承载力沿构件截面核心周长单位长度内的受扭纵筋的承载力沿构件截面核心周长单位长度内的受扭纵筋的承载力 沿构件长度方向内单位长度的一侧受扭箍筋的承载力沿构件长度方向内单位长度的一侧受扭箍筋的承载力沿构件长度方向内单位长度的一侧受扭箍筋的承载力沿构件长度方向内单位长度的一侧受扭箍筋的承载力 注：均匀布置的抗扭注：均匀布置的抗扭注：均匀布置的抗扭注：均匀布置的抗扭纵筋全部截面面积；纵筋全部截面面积；纵筋全部截面面积；纵筋全部截面面积；箍筋只计算单肢截面箍筋只计算单肢截面箍筋只计算单肢截面箍筋只计算单肢截面面积。面积。面积。面积。封闭箍筋封闭箍筋封闭箍筋封闭箍筋抗扭纵筋抗扭纵筋抗扭纵筋抗扭纵筋8抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算当当当当0.5 0.5 0.5 0.5 2.02.02.02.0，一般两者可以发挥作用。，一般两者可以发挥作用。，一般两者可以发挥作用。，一般两者可以发挥作用。规范规定规范规定规范规定规范规定：0.6 0.6 0.6 0.6 1.71.71.71.7当当当当 =1.2=1.2=1.2=1.2，纵筋和箍筋的用量比最佳。纵筋和箍筋的用量比最佳。纵筋和箍筋的用量比最佳。纵筋和箍筋的用量比最佳。试验表明：试验表明：试验表明：试验表明：概念：纵筋和箍筋配筋强度比概念：纵筋和箍筋配筋强度比概念：纵筋和箍筋配筋强度比概念：纵筋和箍筋配筋强度比9抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算7.37.3 纯扭构件承载力计算纯扭构件承载力计算7.3.1 7.3.1 7.3.1 7.3.1 素混凝土纯扭构件素混凝土纯扭构件素混凝土纯扭构件素混凝土纯扭构件1 1 1 1 弹性分析法弹性分析法弹性分析法弹性分析法 截面某一点处剪应力值达到极限强度，则认为整个构件破坏。截面长截面某一点处剪应力值达到极限强度，则认为整个构件破坏。截面长截面某一点处剪应力值达到极限强度，则认为整个构件破坏。截面长截面某一点处剪应力值达到极限强度，则认为整个构件破坏。截面长边中点处剪应力为：边中点处剪应力为：边中点处剪应力为：边中点处剪应力为：从试验知按弹性理论导出外边缘从试验知按弹性理论导出外边缘从试验知按弹性理论导出外边缘从试验知按弹性理论导出外边缘 maxmaxmaxmax时的扭矩比实测扭矩低很多，用弹性时的扭矩比实测扭矩低很多，用弹性时的扭矩比实测扭矩低很多，用弹性时的扭矩比实测扭矩低很多，用弹性分析方法低估了素混凝土的抗扭承载力。分析方法低估了素混凝土的抗扭承载力。分析方法低估了素混凝土的抗扭承载力。分析方法低估了素混凝土的抗扭承载力。10抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算2 2 2 2 塑性分析法塑性分析法塑性分析法塑性分析法W W W Wt t t t截面截面截面截面抗扭塑性抵抗矩，对于矩形截面为抗扭塑性抵抗矩，对于矩形截面为抗扭塑性抵抗矩，对于矩形截面为抗扭塑性抵抗矩，对于矩形截面为 截面破坏时，材料塑性充分发展，各点应力均达到材料截面破坏时，材料塑性充分发展，各点应力均达到材料截面破坏时，材料塑性充分发展，各点应力均达到材料截面破坏时，材料塑性充分发展，各点应力均达到材料的强度，截面上各点剪应力均达到的强度，截面上各点剪应力均达到的强度，截面上各点剪应力均达到的强度，截面上各点剪应力均达到ftftftft。混凝土并非理想塑性材料，故实际梁的抗扭承载力介于弹性分析和塑混凝土并非理想塑性材料，故实际梁的抗扭承载力介于弹性分析和塑混凝土并非理想塑性材料，故实际梁的抗扭承载力介于弹性分析和塑混凝土并非理想塑性材料，故实际梁的抗扭承载力介于弹性分析和塑性分析结果之间性分析结果之间性分析结果之间性分析结果之间3 3 3 3 规范计算方法规范计算方法规范计算方法规范计算方法7.3.1 7.3.1 7.3.1 7.3.1 素混凝土纯扭构件素混凝土纯扭构件素混凝土纯扭构件素混凝土纯扭构件高估了其受扭承载力。高估了其受扭承载力。高估了其受扭承载力。高估了其受扭承载力。11抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算推导：矩形截面抗扭塑性抵抗矩推导：矩形截面抗扭塑性抵抗矩推导：矩形截面抗扭塑性抵抗矩推导：矩形截面抗扭塑性抵抗矩纯扭构件理想塑性分布图纯扭构件理想塑性分布图纯扭构件理想塑性分布图纯扭构件理想塑性分布图12抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算 腹板部分矩形截面的受扭塑性抵抗拒腹板部分矩形截面的受扭塑性抵抗拒腹板部分矩形截面的受扭塑性抵抗拒腹板部分矩形截面的受扭塑性抵抗拒 受压区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩受压区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩受压区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩受压区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩 受拉区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩受拉区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩受拉区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩受拉区翼缘矩形截面的受扭塑性抵抗矩推广：推广：推广：推广：T T T T形和工字形截面抗扭塑性抵抗矩形和工字形截面抗扭塑性抵抗矩形和工字形截面抗扭塑性抵抗矩形和工字形截面抗扭塑性抵抗矩bfhbhfbfbbfhfhfh13抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算7.3.2 7.3.2 7.3.2 7.3.2 钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算 迄今为止，钢筋砼受扭构件扭曲截面受扭承载力的计算，主要以变迄今为止，钢筋砼受扭构件扭曲截面受扭承载力的计算，主要以变迄今为止，钢筋砼受扭构件扭曲截面受扭承载力的计算，主要以变迄今为止，钢筋砼受扭构件扭曲截面受扭承载力的计算，主要以变角空间桁架模型和斜弯理论（扭曲破坏面极限平衡理论）为基础的两种角空间桁架模型和斜弯理论（扭曲破坏面极限平衡理论）为基础的两种角空间桁架模型和斜弯理论（扭曲破坏面极限平衡理论）为基础的两种角空间桁架模型和斜弯理论（扭曲破坏面极限平衡理论）为基础的两种计算方法，砼设计规范采用的前者，公路桥梁规范采用的后者。计算方法，砼设计规范采用的前者，公路桥梁规范采用的后者。计算方法，砼设计规范采用的前者，公路桥梁规范采用的后者。计算方法，砼设计规范采用的前者，公路桥梁规范采用的后者。试验分析和理论研究表明，在裂缝充分发展且钢筋应力接近屈服强试验分析和理论研究表明，在裂缝充分发展且钢筋应力接近屈服强试验分析和理论研究表明，在裂缝充分发展且钢筋应力接近屈服强试验分析和理论研究表明，在裂缝充分发展且钢筋应力接近屈服强度时，截面核心砼退出工作，从而实心截面的钢筋砼受扭构件可以假想度时，截面核心砼退出工作，从而实心截面的钢筋砼受扭构件可以假想度时，截面核心砼退出工作，从而实心截面的钢筋砼受扭构件可以假想度时，截面核心砼退出工作，从而实心截面的钢筋砼受扭构件可以假想为一箱形截面构件。如图为一箱形截面构件。如图为一箱形截面构件。如图为一箱形截面构件。如图P164P164图图图图7 76 6所示。此时，具有螺旋形裂缝的所示。此时，具有螺旋形裂缝的所示。此时，具有螺旋形裂缝的所示。此时，具有螺旋形裂缝的砼外壳、纵筋和箍筋共同组成空间桁架以抵抗扭矩。砼外壳、纵筋和箍筋共同组成空间桁架以抵抗扭矩。砼外壳、纵筋和箍筋共同组成空间桁架以抵抗扭矩。砼外壳、纵筋和箍筋共同组成空间桁架以抵抗扭矩。变角空间桁架模型的基本假定有：变角空间桁架模型的基本假定有：变角空间桁架模型的基本假定有：变角空间桁架模型的基本假定有：1 1）砼只承受压力，具有螺旋形裂缝的砼外壳组成桁架的斜压杆，其倾）砼只承受压力，具有螺旋形裂缝的砼外壳组成桁架的斜压杆，其倾）砼只承受压力，具有螺旋形裂缝的砼外壳组成桁架的斜压杆，其倾）砼只承受压力，具有螺旋形裂缝的砼外壳组成桁架的斜压杆，其倾角为角为角为角为；2 2 2 2）纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；）纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；）纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；）纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆；3 3 3 3）忽略核心砼的受扭作用及钢筋的销栓作用。）忽略核心砼的受扭作用及钢筋的销栓作用。）忽略核心砼的受扭作用及钢筋的销栓作用。）忽略核心砼的受扭作用及钢筋的销栓作用。14抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算7.3.2 7.3.2 7.3.2 7.3.2 钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算 由此，按变角度空间桁架模型理论可得出这样四个基本由此，按变角度空间桁架模型理论可得出这样四个基本由此，按变角度空间桁架模型理论可得出这样四个基本由此，按变角度空间桁架模型理论可得出这样四个基本的静力平衡方程。（如的静力平衡方程。（如的静力平衡方程。（如的静力平衡方程。（如P164P164图图图图7 76 6所示）分别为：所示）分别为：所示）分别为：所示）分别为：箱形截面侧壁中环向剪力流：箱形截面侧壁中环向剪力流：箱形截面侧壁中环向剪力流：箱形截面侧壁中环向剪力流：全部纵筋拉力合力：全部纵筋拉力合力：全部纵筋拉力合力：全部纵筋拉力合力：箍筋拉力：箍筋拉力：箍筋拉力：箍筋拉力：砼的平均压应力：砼的平均压应力：砼的平均压应力：砼的平均压应力：15抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算7.3.2 7.3.2 7.3.2 7.3.2 钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算规范对矩形截面钢筋砼纯扭构件的承载力的计算采用的变角规范对矩形截面钢筋砼纯扭构件的承载力的计算采用的变角规范对矩形截面钢筋砼纯扭构件的承载力的计算采用的变角规范对矩形截面钢筋砼纯扭构件的承载力的计算采用的变角空间桁架模型，根据该理论，则截面能承担的扭矩设计值应为：空间桁架模型，根据该理论，则截面能承担的扭矩设计值应为：空间桁架模型，根据该理论，则截面能承担的扭矩设计值应为：空间桁架模型，根据该理论，则截面能承担的扭矩设计值应为：但该公式计算结果与试验结果并不完全符合。因为该理论假设构件开但该公式计算结果与试验结果并不完全符合。因为该理论假设构件开但该公式计算结果与试验结果并不完全符合。因为该理论假设构件开但该公式计算结果与试验结果并不完全符合。因为该理论假设构件开裂后砼完全失去作用，而事实上，由于砼骨料之间的咬合力，只要裂裂后砼完全失去作用，而事实上，由于砼骨料之间的咬合力，只要裂裂后砼完全失去作用，而事实上，由于砼骨料之间的咬合力，只要裂裂后砼完全失去作用，而事实上，由于砼骨料之间的咬合力，只要裂缝宽度开展受到钢筋的制约，砼就仍具有一定的受扭承载力。对于配缝宽度开展受到钢筋的制约，砼就仍具有一定的受扭承载力。对于配缝宽度开展受到钢筋的制约，砼就仍具有一定的受扭承载力。对于配缝宽度开展受到钢筋的制约，砼就仍具有一定的受扭承载力。对于配筋较少的构件，公式计算值较试验值偏低；当配筋较多时，由于纵筋筋较少的构件，公式计算值较试验值偏低；当配筋较多时，由于纵筋筋较少的构件，公式计算值较试验值偏低；当配筋较多时，由于纵筋筋较少的构件，公式计算值较试验值偏低；当配筋较多时，由于纵筋和箍筋有时不能同时屈服，公式计算值又会比试验值高。和箍筋有时不能同时屈服，公式计算值又会比试验值高。和箍筋有时不能同时屈服，公式计算值又会比试验值高。和箍筋有时不能同时屈服，公式计算值又会比试验值高。其中此处其中此处其中此处其中此处A A A Acorcorcorcor指剪力流路线所围成面积，按指剪力流路线所围成面积，按指剪力流路线所围成面积，按指剪力流路线所围成面积，按变角度空间桁架模型取为位于截面角部纵筋变角度空间桁架模型取为位于截面角部纵筋变角度空间桁架模型取为位于截面角部纵筋变角度空间桁架模型取为位于截面角部纵筋中心连线缩所围面积。中心连线缩所围面积。中心连线缩所围面积。中心连线缩所围面积。16抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算7.3.2 7.3.2 7.3.2 7.3.2 钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算钢筋砼矩形截面纯扭构件承载力计算为了与斜截面抗剪承载力计算公式相协调，规范最终以变为了与斜截面抗剪承载力计算公式相协调，规范最终以变为了与斜截面抗剪承载力计算公式相协调，规范最终以变为了与斜截面抗剪承载力计算公式相协调，规范最终以变角空间桁架模型为理论基础，确定有关基本变量，根据国内试验资料角空间桁架模型为理论基础，确定有关基本变量，根据国内试验资料角空间桁架模型为理论基础，确定有关基本变量，根据国内试验资料角空间桁架模型为理论基础，确定有关基本变量，根据国内试验资料的统计分析给出如下经验公式的统计分析给出如下经验公式的统计分析给出如下经验公式的统计分析给出如下经验公式:其中其中其中其中 0.6 0.6 0.6 0.6 1.71.71.71.7注：后者表示钢筋的受扭作用。系数小于理论值注：后者表示钢筋的受扭作用。系数小于理论值注：后者表示钢筋的受扭作用。系数小于理论值注：后者表示钢筋的受扭作用。系数小于理论值2 2 2 2的主要原因是：该的主要原因是：该的主要原因是：该的主要原因是：该公式考虑了砼的抗扭作用，又公式考虑了砼的抗扭作用，又公式考虑了砼的抗扭作用，又公式考虑了砼的抗扭作用，又AcorAcorAcorAcor计算值取值不同。此处计算值取值不同。此处计算值取值不同。此处计算值取值不同。此处A A A Acorcorcorcor用截面用截面用截面用截面核心面积计算。另建立规范公式时，包括了少量部分超配筋构件的试核心面积计算。另建立规范公式时，包括了少量部分超配筋构件的试核心面积计算。另建立规范公式时，包括了少量部分超配筋构件的试核心面积计算。另建立规范公式时，包括了少量部分超配筋构件的试验点。此外，公式的系数和，是在统计试验资料的基础上，考虑了可验点。此外，公式的系数和，是在统计试验资料的基础上，考虑了可验点。此外，公式的系数和，是在统计试验资料的基础上，考虑了可验点。此外，公式的系数和，是在统计试验资料的基础上，考虑了可靠指标值的要求，由试验点偏下限得出。靠指标值的要求，由试验点偏下限得出。靠指标值的要求，由试验点偏下限得出。靠指标值的要求，由试验点偏下限得出。17抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算注：最小配筋率和最小截面注：最小配筋率和最小截面注：最小配筋率和最小截面注：最小配筋率和最小截面1 1 最小配筋率最小配筋率最小配筋率最小配筋率最小抗剪扭配箍率最小抗剪扭配箍率最小抗剪扭配箍率最小抗剪扭配箍率公式的适用条件公式的适用条件公式的适用条件公式的适用条件避免少筋避免少筋避免少筋避免少筋避免完全超筋避免完全超筋避免完全超筋避免完全超筋不必进行抗扭承载力计算，按构造要求配置抗扭箍筋。不必进行抗扭承载力计算，按构造要求配置抗扭箍筋。不必进行抗扭承载力计算，按构造要求配置抗扭箍筋。不必进行抗扭承载力计算，按构造要求配置抗扭箍筋。最小抗扭纵筋配筋率最小抗扭纵筋配筋率最小抗扭纵筋配筋率最小抗扭纵筋配筋率18抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算7.3.3 T7.3.3 T7.3.3 T7.3.3 T形工字形截面纯扭构件承载力计算形工字形截面纯扭构件承载力计算形工字形截面纯扭构件承载力计算形工字形截面纯扭构件承载力计算首先，扭矩按各部分塑性抵抗矩进行分配，即首先，扭矩按各部分塑性抵抗矩进行分配，即首先，扭矩按各部分塑性抵抗矩进行分配，即首先，扭矩按各部分塑性抵抗矩进行分配，即腹板：腹板：腹板：腹板：受压翼缘：受压翼缘：受压翼缘：受压翼缘：受拉翼缘：受拉翼缘：受拉翼缘：受拉翼缘：再分别按矩形截面纯扭构件进行计算。再分别按矩形截面纯扭构件进行计算。再分别按矩形截面纯扭构件进行计算。再分别按矩形截面纯扭构件进行计算。19抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算由于剪力的存在，抗扭承载力降低由于剪力的存在，抗扭承载力降低由于剪力的存在，抗扭承载力降低由于剪力的存在，抗扭承载力降低由于扭矩的存在，抗剪承载力降低由于扭矩的存在，抗剪承载力降低由于扭矩的存在，抗剪承载力降低由于扭矩的存在，抗剪承载力降低7.4.1 7.4.1 7.4.1 7.4.1 剪扭构件承载力计算剪扭构件承载力计算剪扭构件承载力计算剪扭构件承载力计算7.4 7.4 弯剪扭构件承载力计算弯剪扭构件承载力计算无腹筋构件的剪、扭相关性符合无腹筋构件的剪、扭相关性符合无腹筋构件的剪、扭相关性符合无腹筋构件的剪、扭相关性符合1/41/4圆圆圆圆规律。有腹筋梁，认为混凝土部分提规律。有腹筋梁，认为混凝土部分提规律。有腹筋梁，认为混凝土部分提规律。有腹筋梁，认为混凝土部分提供的抗扭、抗剪承载力之间也符合供的抗扭、抗剪承载力之间也符合供的抗扭、抗剪承载力之间也符合供的抗扭、抗剪承载力之间也符合1/41/4圆相关性圆相关性圆相关性圆相关性1 1 1 1 剪扭相关性剪扭相关性剪扭相关性剪扭相关性Vc/Vc0Tc/Tc0ABCGD1.51.00.500.51.01.5t1.5 t20抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算用三折线（用三折线（用三折线（用三折线（AB/BG/GDAB/BG/GDAB/BG/GDAB/BG/GD）代替）代替）代替）代替1/41/41/41/4圆弧线，用相关系数圆弧线，用相关系数圆弧线，用相关系数圆弧线，用相关系数 t t t t表表表表示受扭承载力降低系数。示受扭承载力降低系数。示受扭承载力降低系数。示受扭承载力降低系数。2 2 2 2 剪扭相关性简化计算剪扭相关性简化计算剪扭相关性简化计算剪扭相关性简化计算ABABABAB段段段段：当：当：当：当T T T Tc c c c cocococo,即即即即T T T Tc c c c t t t tw w w wt t t t，忽略扭矩对砼抗剪强度影响，按受弯构件斜截，忽略扭矩对砼抗剪强度影响，按受弯构件斜截，忽略扭矩对砼抗剪强度影响，按受弯构件斜截，忽略扭矩对砼抗剪强度影响，按受弯构件斜截面抗剪公式计算，由抗剪确定箍筋数量；面抗剪公式计算，由抗剪确定箍筋数量；面抗剪公式计算，由抗剪确定箍筋数量；面抗剪公式计算，由抗剪确定箍筋数量；GDGDGDGD段段段段：当：当：当：当V V V Vc c c c cocococo 即即即即V V V Vc c c c c c c cbhbhbhbh0 0 0 0，忽略剪力对混凝土抗扭强度的影响，按纯扭，忽略剪力对混凝土抗扭强度的影响，按纯扭，忽略剪力对混凝土抗扭强度的影响，按纯扭，忽略剪力对混凝土抗扭强度的影响，按纯扭构件公式受扭承载力公式计算，由抗扭确定箍筋数量。构件公式受扭承载力公式计算，由抗扭确定箍筋数量。构件公式受扭承载力公式计算，由抗扭确定箍筋数量。构件公式受扭承载力公式计算，由抗扭确定箍筋数量。Vc/Vc0Tc/Tc0ABCGD1.51.00.500.51.01.5t1.5 t21抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算2 2 2 2 剪扭相关性简化计算（一般荷载作用）剪扭相关性简化计算（一般荷载作用）剪扭相关性简化计算（一般荷载作用）剪扭相关性简化计算（一般荷载作用）BGBGBGBG段段段段：考虑剪扭的相关性：考虑剪扭的相关性：考虑剪扭的相关性：考虑剪扭的相关性一般剪扭构件一般剪扭构件一般剪扭构件一般剪扭构件Vc/Vc0Tc/Tc0ABCGD1.51.00.500.51.01.5t1.5 t22抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算其抗剪和抗扭承载力公式分别为：其抗剪和抗扭承载力公式分别为：其抗剪和抗扭承载力公式分别为：其抗剪和抗扭承载力公式分别为：最终梁的箍筋最终梁的箍筋最终梁的箍筋最终梁的箍筋2 2 2 2 剪扭相关性简化计算（一般荷载作用）剪扭相关性简化计算（一般荷载作用）剪扭相关性简化计算（一般荷载作用）剪扭相关性简化计算（一般荷载作用）23抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算2 2 2 2 剪扭相关性简化计算（集中荷载作用）剪扭相关性简化计算（集中荷载作用）剪扭相关性简化计算（集中荷载作用）剪扭相关性简化计算（集中荷载作用）Vc/Vc0Tc/Tc0ABCGD1.51.00.500.51.01.5t1.5 tBGBGBGBG段段段段：考虑剪扭的相关性：考虑剪扭的相关性：考虑剪扭的相关性：考虑剪扭的相关性集中荷载剪扭构件集中荷载剪扭构件集中荷载剪扭构件集中荷载剪扭构件24抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算其抗剪和抗扭承载力公式分别为：其抗剪和抗扭承载力公式分别为：其抗剪和抗扭承载力公式分别为：其抗剪和抗扭承载力公式分别为：最终梁的箍筋最终梁的箍筋最终梁的箍筋最终梁的箍筋2 2 剪扭相关性简化计算（集中荷载作用）剪扭相关性简化计算（集中荷载作用）剪扭相关性简化计算（集中荷载作用）剪扭相关性简化计算（集中荷载作用）25抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算（1 1）最小截面）最小截面）最小截面）最小截面3 3 3 3 公式适用条件公式适用条件公式适用条件公式适用条件不满足时，增大截不满足时，增大截不满足时，增大截不满足时，增大截面尺寸或提高混凝面尺寸或提高混凝面尺寸或提高混凝面尺寸或提高混凝土强度。土强度。土强度。土强度。（2 2）满足下列条件可不进行抗扭和抗剪计算，按构造要求配置箍筋）满足下列条件可不进行抗扭和抗剪计算，按构造要求配置箍筋）满足下列条件可不进行抗扭和抗剪计算，按构造要求配置箍筋）满足下列条件可不进行抗扭和抗剪计算，按构造要求配置箍筋和纵筋。和纵筋。和纵筋。和纵筋。26抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算构件的抗弯能力与抗扭能力之间存在相关性。构件的抗弯能力与抗扭能力之间存在相关性。构件的抗弯能力与抗扭能力之间存在相关性。构件的抗弯能力与抗扭能力之间存在相关性。1 1 1 1 影响弯扭相关性的主要因素影响弯扭相关性的主要因素影响弯扭相关性的主要因素影响弯扭相关性的主要因素1 1）截面上下部纵筋数量的比值）截面上下部纵筋数量的比值）截面上下部纵筋数量的比值）截面上下部纵筋数量的比值2 2）截面高宽比）截面高宽比）截面高宽比）截面高宽比3 3）纵筋与箍筋的强度比）纵筋与箍筋的强度比）纵筋与箍筋的强度比）纵筋与箍筋的强度比4 4）沿截面侧边纵筋数量）沿截面侧边纵筋数量）沿截面侧边纵筋数量）沿截面侧边纵筋数量5 5）弯矩与扭矩比）弯矩与扭矩比）弯矩与扭矩比）弯矩与扭矩比7.4.2 7.4.2 7.4.2 7.4.2 矩形截面弯扭构件承载力计算矩形截面弯扭构件承载力计算矩形截面弯扭构件承载力计算矩形截面弯扭构件承载力计算27抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算2 2 2 2 弯扭构件的破坏形式弯扭构件的破坏形式弯扭构件的破坏形式弯扭构件的破坏形式（1 1 1 1）弯形破坏：）弯形破坏：）弯形破坏：）弯形破坏：M/TM/TM/TM/T较大时发生，较大时发生，较大时发生，较大时发生，M M M M起控制作用起控制作用起控制作用起控制作用时发生。破坏特征：下部纵筋屈服，上部混凝土时发生。破坏特征：下部纵筋屈服，上部混凝土时发生。破坏特征：下部纵筋屈服，上部混凝土时发生。破坏特征：下部纵筋屈服，上部混凝土压碎。弯矩增加，抗扭承载力下降。压碎。弯矩增加，抗扭承载力下降。压碎。弯矩增加，抗扭承载力下降。压碎。弯矩增加，抗扭承载力下降。（2 2 2 2）扭形破坏：）扭形破坏：）扭形破坏：）扭形破坏：M/TM/TM/TM/T较小时发生，较小时发生，较小时发生，较小时发生，T T T T起控制作用起控制作用起控制作用起控制作用时发生。破坏特征：先截面上部纵筋受扭屈服，时发生。破坏特征：先截面上部纵筋受扭屈服，时发生。破坏特征：先截面上部纵筋受扭屈服，时发生。破坏特征：先截面上部纵筋受扭屈服，后截面下边缘混凝土压碎。弯矩适当增加，有利后截面下边缘混凝土压碎。弯矩适当增加，有利后截面下边缘混凝土压碎。弯矩适当增加，有利后截面下边缘混凝土压碎。弯矩适当增加，有利于提高构件抗扭承载力。于提高构件抗扭承载力。于提高构件抗扭承载力。于提高构件抗扭承载力。（3 3 3 3）弯扭形破坏：截面高宽比较大，侧边抗扭）弯扭形破坏：截面高宽比较大，侧边抗扭）弯扭形破坏：截面高宽比较大，侧边抗扭）弯扭形破坏：截面高宽比较大，侧边抗扭纵筋较少，或箍筋数量相对较少时发生。破坏特纵筋较少，或箍筋数量相对较少时发生。破坏特纵筋较少，或箍筋数量相对较少时发生。破坏特纵筋较少，或箍筋数量相对较少时发生。破坏特征：截面一个侧边的纵筋或箍筋在扭矩作用下先征：截面一个侧边的纵筋或箍筋在扭矩作用下先征：截面一个侧边的纵筋或箍筋在扭矩作用下先征：截面一个侧边的纵筋或箍筋在扭矩作用下先屈服，后另一侧混凝土被压碎而破坏。弯矩与抗屈服，后另一侧混凝土被压碎而破坏。弯矩与抗屈服，后另一侧混凝土被压碎而破坏。弯矩与抗屈服，后另一侧混凝土被压碎而破坏。弯矩与抗扭承载力无关。扭承载力无关。扭承载力无关。扭承载力无关。弯扭形破坏弯扭形破坏弯扭形破坏弯扭形破坏弯形破坏弯形破坏弯形破坏弯形破坏扭形破坏扭形破坏扭形破坏扭形破坏28抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算3 3 3 3 弯扭构件承载力简化计算弯扭构件承载力简化计算弯扭构件承载力简化计算弯扭构件承载力简化计算对弯扭构件采用简便实用的对弯扭构件采用简便实用的对弯扭构件采用简便实用的对弯扭构件采用简便实用的“叠加法叠加法叠加法叠加法”进行设计，即先对进行设计，即先对进行设计，即先对进行设计，即先对构件截面先分别按抗弯和抗扭进行计算，然后将所需纵筋构件截面先分别按抗弯和抗扭进行计算，然后将所需纵筋构件截面先分别按抗弯和抗扭进行计算，然后将所需纵筋构件截面先分别按抗弯和抗扭进行计算，然后将所需纵筋数量叠加；而箍筋用量则由受扭箍筋所决定。数量叠加；而箍筋用量则由受扭箍筋所决定。数量叠加；而箍筋用量则由受扭箍筋所决定。数量叠加；而箍筋用量则由受扭箍筋所决定。抗弯纵筋抗弯纵筋抗弯纵筋抗弯纵筋布置在受拉边布置在受拉边布置在受拉边布置在受拉边抗扭纵筋抗扭纵筋抗扭纵筋抗扭纵筋均匀布置在截面周边均匀布置在截面周边均匀布置在截面周边均匀布置在截面周边叠加结果叠加结果叠加结果叠加结果受拉边纵筋叠加受拉边纵筋叠加受拉边纵筋叠加受拉边纵筋叠加29抗抗抗抗扭扭扭扭计计计计算算算算 先按受弯构件求先按受弯构件求先按受弯构件求先按受弯构件求 A A A Asmsmsmsm 按剪、扭构件求按剪、扭构件求按剪、扭构件求按剪、扭构件求A A A A*sv1sv1sv1sv1/s/s/s/s及及及及A A A Astlstlstlstl 梁底配筋梁底配筋梁底配筋梁底配筋 A A A As s s s=A A A Asmsmsmsm+平均分配到底边的平均分配到底边的平均分配到底边的平均分配到底边的A A A As