扭曲截面承载力

扭曲截面承载力先达到屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏。这种破坏与受弯构件适筋梁相似，属于延性破坏。当配筋率过高时，会发生纵筋和箍筋没有达到屈服强度，而混凝土先压坏的现象。这种破坏与受弯构件超筋梁相似，属于脆性破坏。若配筋率过低，一旦裂缝形成，纵筋和箍筋立即受拉屈服而不能限制裂缝的发展，承载力也随之丧失。这种破坏特征类似于受弯构件少筋梁。同样，GB50010-2010和ACI规范也都通过限制截面的最小尺寸和规定箍筋和纵筋的最小配筋率来避免超筋和少筋受扭破坏的发生。另外，对平衡扭转，构件必须抵抗全部外扭矩；对协调扭转，考虑到内力重分布，ACI规范和GB50010-2010都容许将扭矩进行折减。1.规范条文中国规范GB50010-20101）横截面要求在弯矩、剪力和扭矩共同作用下，hw/b不大于6的矩形，T形、I形截面和九卬/却不大于6的箱形截面构件，其截面应符合下列条件：当hw/匕（或&/&）不大于4时VT加+丽工0飞5算0 t当勤那（或仆/却）等于6时VT——+ V0.20fbh0.8加一PJcTOC\o"1-5"\h\z0 t当hw/b（或h3/却）大于4但小于6时，按线性内插法确定。2）不进行受扭承载力计算的条件VT N°父+才V0.7月+0.07超bhWtbh0t 0或V T N——+——V0.7f+0.07——bh 加一〃bh0t 0其中“。是计算截面上混凝土法向预应力等于零时的预加力。3）受扭构件的截面受扭塑性抵抗矩a）矩形截面

闻工日睡而匕2=t=3（3九-b）b)T形和I形截面伽rif?..i脂截而-=%+勿)+wtf腹板：匕2

Wtw=6(3h-b)受压翼缘：加2W)=-L-(力一b)受拉翼缘：九2八 .、吗广却b/i)c)箱形截面闷布」孑故而上右二）匕2 (仇-2t)2勿=心(3--/)一'九'W，[3"-(h-2t)]t6'b h， 6 w"h w'」4)纯扭承载力a)矩形截面T<0.35fWt+1.2j7,Jsti；cor:4/lyv^stl^corb）T形和I形截面T形和I形截面纯扭构件，可将其截面划分为几个矩形截面，分别按照矩形截面纯扭承载力计算。每个矩形截面的扭矩设计值按下列规定计算。腹板：WT=—t^TW勿t受压翼缘：忆一T，=—LLtfWt受拉翼缘：%T=—Ttfwtc）箱形截面^AAT<0.35aJ勿+1.2/<f st1corhJtty>Jyvsah=25w/%ah是箱形截面壁厚影响系数，当ah大于1.0时，取1.0。5）在剪力和扭矩共同作用下的剪扭承载力a）矩形截面的剪扭承载力

一般剪扭构件受剪承载力：AV<(1.5-4)(。.7小九。+。.。5小o)+篇于九。4:一1^v^1+。.5^^式中：4s”是受剪承载力所需的箍筋截面面积；4是一般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数。受扭承载力：^AAT<夕(。.35/+0.05W+1.2j4/st】cort ( ^-yvs1.75集中荷载作用下的独立剪扭构件受剪承载力：1.75V<(1.5-^)(---fbh+055N)+f' 产t，、4+1，t0 p0J ryvs0_ 1.5鼠二" 八，加1+o.2(a+1),[,施受扭承载力:「AAT<%(。.354+0.05 吗+1.2也”st「_ 1.54=~ rrr;~~八p”1+0.2(4+1)丁加b)T形和I形截面的剪扭承载力T形和I形截面的剪扭承载力的计算应当将截面分成腹板、受拉翼缘和受压翼缘，然后按照矩形的计算公式计算。c)箱形截面的剪扭承载力一般剪扭构件受剪承载力：A"。・，("^"㈣+篇于九。受扭承载力:T<。.35见S/加+1.2/7/"s/corhMtJttv>Jyvs集中荷载作用下的独立剪扭构件受剪承载力：1.75v""—4)!+1/1.75v""—4)!+1/赳。+&于"。_ 1.541+0.2（4+1）缀肾受扭承载力：_AAT<0.35aPfW+1.2也已皿6）在轴向压力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下的矩形截面承载力a）受剪承载力175 AV工（L5-孙不”叫+0.07N）+狐于勺b）受扭承载力N AATW4（0.354+0.07-）吗+1.2^fyvStlscorc）不考虑扭矩的情况当T<（0.1754+0.035N"）吗时，可仅计算受压构件的正截面承载力和斜截面受剪承载力。d）配筋原则纵向普通钢筋截面面积应分别按偏心受压构件的正截面承载力和剪扭构件的受扭承载力计算确定，并应配置在相应的位置；箍筋截面面积应分别按剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力计算确定，并应配置在相应的位置。受剪承载力a)b)c)受剪承载力a)b)c)d)175 AV工(L5—4)(1Tlzt㈣-S2W)+H受扭承载力N r_AATW4(0.354-0.2-)Wt+ stiJ”不考虑扭矩的情况当T<（0.1754-0.1N"）吗时，可仅计算偏心受拉构件的正截面承载力和斜截面受剪承载力。配筋原则纵向普通钢筋截面面积应分别按偏心受拉构件的正截面承载力和剪扭构件的受扭承载力计算确定，并配置在相应的位置；箍筋截面面积应分别按照剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力确定，并应配置在相应的位置。8）抗扭钢筋的要求a）梁内受扭钢筋的最小配筋率梁内受扭钢筋的最小配筋率满足下列要求:=0.6Tft=0.6TftVbfy当丁/（如>2.0时，取T/（即）=2.0。b）受扭纵向钢筋的间距沿截面周边布置受扭钢筋的间距不应大于200mm及梁截面短边长度;除应在梁截面四角设置受扭纵向钢筋外，其余受扭纵向钢筋宜沿截面周边均匀对称布置。美国规范ACI318-14（1）阈值扭转：定义为1/4的开裂扭转实心截面：截面类型Tth非预应力构件人近(A2)P'cpj（a）预应力构件九仞(CpJ卜+fCe\4九后（b）受轴向力的非预应力构件九巧［会］'cp'卜+44个^（c）空心截面:截面类型Tth非预应力构件九近(A2、1Cpcp，（a）预应力构件近/A2］pp(cp1Ji+fcc44九好（b）受轴向力的非预应力构件近［P''cpJ卜44近（c）（2）开裂扭转：纯扭转作用下的开裂扭矩截面类型Tcr

非预应力构件4/1P]、cp，(a)预应力构件1 TA2'4九近1r,'cp'3+项(b)受轴向力的非预应力构件4九瓦1A2、1P,'cp，4AJ标(c)（3）扭转强度对于非预应力或预应力构件，T应该为（a）或（b）中较小的:T二土工cot/（a）nsWcot/(b)P(b)hAz是纵向抗扭钢筋的面积；P最外面的封闭<0.4Ap/P"+A/y)Az是纵向抗扭钢筋的面积；P最外面的封闭<0.4Ap/P"+A/y)的构件取45°闭合抗扭箍筋一边的面积;箍筋的中心线的周长。Ao可等效为0.85A0h。应等于（a）或（b）对于非预应力构件或ApL对于APfee~0'4（ApSfjyU+Asfy）的预应力构件取37.5°（4）横截面要求对于实心截面V

c

b^V

c

b^d+8广JCTOC\o"1-5"\h\z〃 + +8广JC、F-d1.742Nw ohV

C

V

C

b^dVTPu〃 + 〃hVH 1.742w oh（5）钢筋要求横向受扭钢筋应延伸超过分析所需的点至少（bt+d）的距离。横向抗扭钢筋的间距不能小于口/8和12in；对于中空截面，从横向扭转钢筋的中心线到中空部分壁的内表面的距离应至少为0.5Aoh/ph。纵向钢筋或钢筋束应当分布在箍筋的内部，在箍筋的每个角至少设置一根钢筋或一束钢筋束，纵向钢筋的直径至少是箍筋间距的0.042倍，并且不少于3/8in。欧洲规范开裂扭矩混凝土开裂前，欧洲规范EN19921-1:2004扭转的计算也是以闭合薄壁截面模型为基础的，平衡时形成闭合剪力流。对于实心截面可等效为薄壁截面，如图8―5所示。纯扭作用下截面壁内的剪应力按下式计算：TTt——Ed

t/efi2Ak扭转产生的第i个壁的剪力按下式计算：Ed,i t,ief,iiT，「Ed—设计扭矩A k一壁中心连线包围的面积，包括内部空心区；Tt，i—第i个壁的扭转剪应力；Atef，i一有效壁厚，可取为U，但不一于壁边缘与纵向钢筋中心距离的两倍。对空心截而实际厚度为上限值；A一外周边所包围截面的总面积，包含内部空心区的面积；u一截面的外周长；zi—第i个壁的边长，用相邻壁交点问的距离表示。T—f当t,i^etd时，构件即发生扭转开裂，开裂扭矩为cr Jctdef,i式中，fd—混凝土抗拉强度设计值。受扭承载力计算混凝土开裂后，欧洲规范EN1992-1-1;2004中受扭构件承载力的计算是以闭合薄壁截面空间衔架模型为基础的，构件所需的纵向钢筋截面而积ZAAsi,按下式计算： si'yd=乙dcot0u 2Ak kT、r「Ed—设计扭矩A k一壁中心连线包围的面积，包括内部空心区；Uk一面积Ak的周长；fyd一纵向钢筋4的屈服强度设计值0一压杆的倾角Asi—第i个薄壁中的纵筋的面积。纵向钢筋通常沿边zi全长布置，但截而小的构件可以集中在边zi的端部。需要的受扭箍筋按下式计算：AfZAf——swywd- si——yd-tan20s ukAsw一受扭箍筋面积；f一，… …一“叔一受扭箍筋屈服强度设计值。对于形状复杂的截面，如I形、T形截面，欧洲规范的计算方法与我国规范相同。弯剪扭承载力计算对近似于矩形的实心截面，欧洲规范EN1992-1-1:2004规定，如果满足下式要求，则按最小面积配筋：TV1八—Fd-+—Ed--<1.0TVRd,c Rd,c式中Td—设计扭矩；Ed—设计剪力；T一t，Rd,c一开裂扭矩V- —一—一Rd，c一无抗剪钢筋构件的受剪承载力设计值一般而言，满足抗剪的最小箍筋和最人间距也满足抗扭的最小箍筋要求。抗扭箍筋间距不超过（为构件截面外周长）、抗剪钢筋最大问距或梁截面的较小尺寸。构件每个角处全少应有一根纵向钢筋，其他钢筋｝a箍筋内边均匀布置，间跟不大于350mm。规范对比1）受扭截面要求，最小配筋率:GB的最小配筋率为：口.=0.6tltmin当T/（^匕）＞2.0时，取T/（^b）=2.0。ACI的最小配筋率为:5后4 A九A=—。。——）管上

l,min 'S，产拉fiy iy半不应小于25%s/7yt；fyt是横向封闭式抗扭钢筋；fy是纵向抗扭钢筋。2）抗扭钢筋的间距GB对纵向受扭钢筋间距的要求为：沿截面周边布置受扭钢筋的间距不应大于200mm及梁截面短边长度；除应在梁截面四角设置受扭纵向钢筋外，其余受扭纵向钢筋宜沿截面周边均匀对称布置。ACI对受扭钢筋间距的要求：横向抗扭钢筋的间距不能小于四/8和12in；纵向受扭钢筋应当分布在封闭式箍筋的周边，最大间距为12in;纵向钢筋或钢筋束应当分布在箍筋的内部，在箍筋的每个角至少设置一根钢筋或一束钢筋束，纵向钢筋的直径至少是箍筋间距的0.042倍，并且不少于3/8in。3）受扭承载力计算机理在编制我国混凝土结构设计规范的过程中，对钢筋混凝1.-构件进行了大量的纯扭试验，以试验拟合结果为准。在美国ACI318-14规范中，钢筋混凝土纯扭构件的受扭承载力表示为混凝十承担的部分与钢筋承担的部分之和。欧洲规范中，混凝土开裂后受扭构件承载力的计算是以闭合薄壁截面空桁架模型为基础的。4）弯剪扭同时作用对干弯剪扭共同作用下的钢筋棍凝土构件，我国混凝土结构设计规范规定，考虑剪力与扭矩的相互作用计算所需的受剪和受扭纵向钢筋面积和箍筋面积，单独考虑弯矩的作用而计算受弯所需的纵向钢筋面积，最后叠