建筑结构偏心受力梁

5.2.9偏心受力梁

如果荷载偏离梁的轴线，便在梁中产生扭矩T，扭转是构件的基本受力形式之一，在钢筋混凝土结构中经常遇到。工程中常用的受扭构件有：吊车梁、雨蓬梁、平面曲梁或折梁、与其它梁整浇的现浇框架边梁、螺旋楼梯等构件。在荷载作用下，这些构件截面上除有弯矩和剪力外，还有扭矩作用。见图5-52

。图5-52偏心受力梁5.2.9偏心受力梁

构件在受扭的同时，往往还要受弯或受剪，所以有纯扭、弯扭、剪扭、弯剪扭构件，它们统称为受扭构件。一般纯扭、弯扭和剪扭构件很少，大多都是弯剪扭构件。研究还证实，扭矩的存在总是使梁的受弯承载力降低；同时承受剪力和扭矩的梁的受剪承载力低于单独受剪时的承载力，受扭承载力低于单独受扭时的承载力，这便是剪力和扭矩的相关性。在承受弯、剪、扭共同作用的梁中，配置纵向受力钢筋承受弯矩和一部分扭矩，配置箍筋承受剪力和另一部分扭矩。弯剪扭构件的承载力称为扭曲截面承载力。5.2.9偏心受力梁

5.2.9.1纯扭构件的破坏特征素混凝土构件的破坏特征见图。先在某长边中点开裂（剪应力最大，弹性力学），裂缝迅速向相邻两侧面呈螺旋形延伸，形成三面开裂、一面受压的的空间扭曲裂面，形成一螺旋形裂缝，构件随即破坏。Tmax裂缝1122T(T)T(T)受压区5.2.9偏心受力梁

5.2.9.1纯扭构件的破坏特征钢筋混凝土纯扭构件，开裂前钢筋中的应力很小，开裂后不立即破坏，裂缝可以不断增加，随着钢筋用量的不同，有不同的破坏形态。(1)少筋破坏：裂后钢筋应力激增，构件破坏。(2)适筋破坏：裂后钢筋应力增加，继续开裂，钢筋屈服，混凝土压碎，构件破坏。(3)超筋破坏：受扭的纵向钢筋和受扭箍筋都过量配置，裂后钢筋应力增加，继续开裂，混凝土压碎，构件破坏，钢筋未屈服。属于无预兆的脆性破坏。(4)部分超筋破坏：裂后钢筋应力增加，继续开裂，混凝土压碎，构件破坏，纵筋或箍筋未屈服。设计时应避免出现少筋破坏、超筋破坏和部分超筋破坏。5.2.9偏心受力梁

5.2.9.2扭曲截面承载力的计算方法钢筋混凝土构件在弯矩、剪力、扭矩共同作用下的受力状态十分复杂，准确的计算相当困难。规范采用了简化的计算方法，即：对于弯矩的作用，按受弯构件正截面受弯承载力计算公式，单独计算其抗弯所需配置在截面受拉区（或受拉与受压区）的纵向钢筋As及As/；对于剪力和扭矩的作用，则按“剪扭构件”的承载力计算公式分别算出抗剪所需的箍筋和抗扭所需的箍筋，以及对称配置在截面周边的抗扭纵向钢筋Astl。将上述两部分的计算所需的钢筋集合统一配置，就得到弯剪扭构件所需的全部配筋。受弯时纵向受力钢筋的计算如前所述。5.2.9偏心受力梁

5.2.9.2扭曲截面承载力的计算方法现以矩形截面一般剪扭构件为例说明其承载力计算。剪扭构件受剪承载力按下式计算：（A）

剪扭构件受扭承载力按下式计算：（B）

式中：V，T—剪力设计值和扭矩设计值；ft—混凝土的抗拉强度设计值。βt—剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数：0.5≤βt≤1.0，当βt<0.5时，取βt=0.5；当βt>1.0时，取βt=1.0。5.2.9偏心受力梁

5.2.9.2扭曲截面承载力的计算方法Wt—截面抗扭塑性抵抗矩，

（矩形截面）；

Ast1—沿截面周边配置的箍筋单肢截面面积。当采用复合箍筋时，不应计入位于截面内部的箍筋面积；fyv—受扭箍筋的抗拉强度设计值；ξ—受扭的纵向钢筋和受扭箍筋的配筋强度比：规范规定：0.6≤ξ≤1.7。当ξ>1.7时，取ξ=1.7（1.2最佳）Acor—截面核心部分的面积，Acor=bcorhcor，此处bcor、hcor分别为从箍筋内表面计算的截面核心部分的短边、长边尺寸；Astl—均匀对称布置的全部纵向受扭钢筋的截面面积（解释）；fy—受扭纵向钢筋的抗拉强度设计值；ucor—截面核心部分的周长，ucor=2(bcor+hcor)。其它符号同前。5.2.9偏心受力梁

5.2.9.2扭曲截面承载力的计算方法上述公式中主要参数的意义说明如下：（1）剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数βt剪力和扭矩并存时，都在截面中产生剪应力，使构件的受剪、受扭承载力都有所降低，其中对截面中混凝土承载力的影响是主要的，对受扭箍筋和受扭纵向钢筋的影响比较次要，因而用混凝土受扭承载力降低系数βt来反映。从βt的计算式可知，βt值与剪扭比有关。若βt＝0.5，式（A）就成了梁的斜截面受剪承载力计算公式，说明此时梁中扭矩的作用可以忽略。若βt＝1.0，式（B）就成了纯扭状态下梁的扭曲截面承载力计算公式，此时梁中剪力的作用可以忽略。5.2.9偏心受力梁

5.2.9.2扭曲截面承载力的计算方法（2）受扭的纵向钢筋和受扭箍筋的配筋强度比ξ当抗扭纵筋和抗扭箍筋的配筋强度（配筋量及钢筋强度值）的比例失调，破坏时会发生一种钢筋达到屈服强度而另一种则没有达到，出现“部分超筋破坏”的破坏状态。它虽也有一定延性，但比适筋破坏时的延性小。为防止出现这种破坏，规范对抗扭纵筋和抗扭箍筋的配筋强度比值ξ的适合范围做出了限定。试验表明，只有当ξ值在一定范围（0.5～2.0）内时，才能保证构件破坏时两种受扭钢筋的强度都得到充分利用，这类构件称为适量配筋构件，是抗扭设计的目标。规范规定：0.6≤ξ

≤1.7。当ξ

>1.7时，取ξ

=1.7。一般取（1.0～1.2）。5.2.9偏心受力梁

5.2.9.3基本公式的适用条件和计算规定为防止构件受扭时发生混凝土首先被压碎的超筋破坏，必须控制受扭钢筋的数量不超过其上限。也就是必须控制截面尺寸不能过小。规范规定，构件的截面尺寸应符合下列公式的要求：当hw/b≤4时

当hw/b=6时

当4<hw/b<6时，按线性内插法确定。不满足上式时，应增大截面尺寸或提高混凝土强度等级。

5.2.9偏心受力梁

5.2.9.3基本公式的适用条件和计算规定当截面尺寸满足条件后，弯剪扭构件的承载力计算按下列规定进行：①当满足时，则可忽略剪力不计，而按弯扭构件计算。这时由弯矩按受弯构件求出As（或As，As/）；由扭矩按纯扭构件求出受扭纵筋Astl及受扭箍筋：

②当满足时，则可忽略扭矩不计，而按弯剪构件计算。这时由弯矩按受弯构件求出As（或As，As/）；由剪力求出受剪箍筋。5.2.9偏心受力梁

5.2.9.3基本公式的适用条件和计算规定当截面尺寸满足条件后，弯剪扭构件的承载力计算按下列规定进行：③当V>0.35ftbh0且当T>0.175ftWt时，应分别计算正截面受弯承载力以及剪扭共同作用下的剪扭承载力。纵筋应按正截面受弯承载力、剪扭构件受扭承载力所需截面面积分别配置，箍筋应按剪扭构件的受扭承载力和受剪承载力所需截面面积的总和配置。④若符合下列条件

可不进行构件的抗扭和抗剪承载力计算，仅需按构造配置箍筋和抗扭纵筋。5.侵2.隔9紫偏心高受力叹梁5.柜2.催9.益4缘瑞纵向个钢筋进和箍图筋的瓦配筋桃率和估构造调要求为了仇防止损受扭获构件兰发生努少筋席破坏树，受遇扭钢抽筋的惰配置兰必须件大于也其最抢小配政筋率（1廉）纵刻向钢愤筋受弯遵纵筋甩的最缸小配虎筋率厉如前樱所述址。规范顺规定闹，受辞扭纵滑向钢房诚筋的敲最小忍配筋何率解为蜓，当遗时，花取活。受当扭纵临向钢猫筋的粱配筋捷率按计算虑。同时啦，在连弯剪贞扭构蠢件中盾，弯乱曲受虫拉边脂纵向粉受拉贿钢筋蚀的最孔小配则筋量迹，不语应小惠于按稠弯曲屠受拉丝式钢筋薪最小谣配筋固率计趣算出鸟的钢岩筋截绵面面顾积，驰与按铸受扭蛮纵向疲钢筋葱最小跟配筋替率计围算并撞分配赞到弯喊曲受骗拉边醋钢筋塞截面最面积基之和令。5.输2.朽9齿偏心堡受力厌梁5.漫2.暗9.稳4晴纵向龄钢筋闪和箍归筋的喊配筋领率和诸构造袄要求沿截遥面周再边布忧置的善受扭霞纵向驾钢筋匆的间董距不柱应大秃于2锣00圈mm帜和梁猜截面的短边夫长度巨；除建应在券梁截负面四故角设求置受蔬扭纵血向钢假筋外遵，其仇余受冰扭纵样向钢丽筋宜晶沿截鸣面周斜边均只匀对涂称布蹈置，桶见图盯5-汪54啊。当携梁支浑座边医作用量有较茎大扭剑矩时祖，受乓扭纵呆向钢彻筋应湾按受蓬拉钢气筋锚善固在臣支座涌内。5.用2.幸9叶偏心莫受力惯梁5.剧2.甜9.撑4哑纵向军钢筋筒和箍铅筋的承配筋漏率和土构造系要求规范感规定经，在市弯剪赏扭构土件中怕，剪冻扭箍扮筋的喝配筋喘率不尽应小僵于0味.2肃8吹，配汉筋率宵按耻计与算，风在此Asv为配骗置在郊同一纠截面轧内箍促筋各蜘肢的泰全部墓截面突面积抵。箍哈筋的臂最大营间距航和最陡小直珠径应董符合侄受剪虫构件页的要义求。动受扭鼻所需著的箍走筋应误做成厨封闭员式，跪且应交沿截皂面周吴边布贼置，救当采嫩用复际合箍刷筋时锅，位啄于截瘦面内虏部的岩箍筋国不应棚计入税受扭哀所需皂的箍轧筋面摧积。聚见图阿。受扭幸所需费箍筋血的末谁端应屈做成糖13王5°缸弯钩效，弯招钩端亡头平吵直段眨长度宝不应吸小于扎10d(d为箍睁筋直扎径)阶。5.杜2.福9虚偏心坚受力循梁5.液2.洁9.柔5据算例已知宇矩形岂截面流梁，票截面愁尺寸近30患0×线40珍0m歇m，垂混凝汤土强鸡度等俊级C为20胀(fc=9建.6卫N/刊mm2,ft=1聚.1坏N/介mm2)，瓶箍筋陆HP虎B2免35品（fyv=2洲10查N/爷mm2），译纵筋启HR刚B3下35辈(fy=3机00震N/毕mm2)。倒经计桶算，踏梁弯蒸矩设惹计值M=1窝4k骑N*蹈m，岭剪力庆设计甘值V=1而6k单N，攀扭矩脾设计民值T=3央.8警kN谁*m撤，试汽确定歇梁的碰配筋箩。5.迫2.呆9殖偏心芝受力丹梁5.寄2.臭9.揉5国算例解：怎（1肆）按hw/b≤4邻情况矮，验喘算梁室截面缺尺寸盗是否角符合溜要求截面俯尺寸可满足疮要求巡寿。5.像2.界9碗偏心老受力咳梁5.绕2.贞9.训5全算例解：（2属）受贡弯承滴载力；取矿0.茅2％As=ρmi侦n×bh=0佛.2疗％×忽30沙0×文40腾0=矛24赌0m已m25.戒2.活9涉偏心欣受力澡梁5.呀2.蛛9.磨5傲算例解:（3厨）验呆算是萄否直县接按此构造典配筋由直接义按构鹿造配场筋。（4贴）计缝算箍造筋数碰量选箍痕筋φ侧8@蛛15垮0m叨m，逗算出锄其配闭箍率配为最小址配箍揭率满足缺要求要。5.轿2.波9美偏心慰受力伞梁5.省2.伟9.阴5许算