【混凝土结构设计原理】8.2矩形截面复合受扭构件

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第八章：钢筋混凝土受扭构件承载力计算

8.2矩形截面复合受扭构件

试验研究分析及主要结论

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极为复杂，构件破坏特征及其承载力与所作用的外部荷载条件和内在因素有关。其中外部荷载条件，通常以扭弯比 ψ（ψ=T/M）和扭剪比χ（χ=T/（Vb））表示；所谓内在条件系指构件的截面形状、尺寸、配筋及材料强度等。根据外部条件和内部条件的不同，构件可能出现以下几种破坏形态。

弯型破坏

在配筋适当的条件下，扭弯比较小时，裂缝首先在构件弯曲受拉的底面出现，然后向两侧面发展，破坏时底面和两侧面开裂，形成螺旋形扭曲破坏面，与之相交的纵筋及箍筋都达到受拉屈服强度，最后使处于弯曲受压的顶面压碎而破坏。

扭型破坏

当扭弯比和扭剪比都比较大且构件顶部纵筋少于底部纵筋时，尽管弯矩作用使顶部纵筋受压，但由于顶部纵筋少于底部纵筋，在构件顶部由扭矩产生的拉应力超过弯矩所产生的压应力，使顶部首先开裂，裂缝向两侧延伸，破坏时顶部及两侧面开裂，形成螺旋形扭曲破坏面，与之相交的钢筋达到其抗拉屈服强度，最后使构件底面受压而破坏。

剪扭型破坏

当剪力和扭矩都较大时，由于剪力与扭矩所产生的剪应力的相互迭加，首先在其中一个侧面出现裂缝，然后向顶面和底面扩展，使该侧面、顶面和底面形成扭曲破坏面，与之相交的纵筋与箍筋都达到其抗拉屈服强度，最后使另一侧面被压碎而破坏。

式中βt—— 剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数,0.5≤βt≤1.0。

一般复合受扭构件

受扭承载力公式仍采用式

在用以上各式进行计算时，当βt <0.5时，不考虑扭矩对混凝土受剪承载力的影响，即取βt =0.5，当βt >1.0时，不考剪力对混凝土受扭承载力的影响，即取βt =1.0。由此可知混凝土抗剪与抗扭相关曲线由三条直线所组成。

截面尺寸限制及最小配筋率

截面尺寸限制条件

为了避免超筋破坏，构件截面尺寸应满足下式要求

构造配筋问题

①构造配筋的界限：当满足下式要求时，箍筋和抗扭纵筋可采用构造配筋。

②最小配筋率：配箍率必须满足以下最小配箍率要求