3.2 受 扭 构 件（课件）-《建筑结构》同步教学（上海交通大学出版社）

模块3 钢筋混凝土基本构件 受弯构件 受扭构件 3.1 3.2 受压构件 受拉构件 3.3 3.4 模块3 钢筋混凝土基本构件 知识目标 （1）了解受弯构件正截面的受力性能及构造要求，熟悉受弯构件正截面承载力计算的依据及条件。 （2）掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面、T形截面受弯构件正截面承载力的计算方法。 （3）了解受弯构件截面的工作性能，掌握受弯构件斜截面受剪承载力的计算方法。 （4）掌握构件裂缝宽度及变形的验算方法。 （5）掌握弯、剪、扭构件承载力的计算方法。 （6）了解受压构件的概念及种类，熟悉受压构件的构造要求。 （7）掌握轴心受压构件和偏心受压构件承载力的计算方法。 （8）熟悉轴心受拉构件计算的适用范围，掌握受拉构件承载力的计算方法。 （9）熟悉偏心受压构件的构造要求及计算适用范围，掌握偏心受拉构件承载力的计算方法。 3.2 受 扭 构 件 3.2.1 纯扭构件承载力计算 混凝土结构构件受到扭转的种类 1. 混凝土结构构件除承受弯矩、轴力、剪力外，还可能承受扭矩的作用。工程中，混凝土结构构件受到的扭转有以下两类： （1）由外荷载直接作用产生的扭转。其扭矩可由静力平衡条件求得，与构件的抗扭刚度无关，一般也称为平衡扭转。图3-28（a）、（b）所示的受檐口竖向荷载作用的挑檐梁和受水平制动力作用的吊车梁，其截面上承受的扭矩都属于平衡扭转。 （2）协调扭转。超静定结构中由于变形的协调使截面产生的扭转，称为协调扭转。如图3-28（c）所示的现浇框架的边梁，次梁梁端的弯曲转动变形使边梁产生扭转，截面承受扭矩。 3.2 受 扭 构 件 表3-28 工程中常见的受扭构件 3.2 受 扭 构 件 钢筋混凝土矩形截面受扭构件的破坏形态 2. （1）少筋破坏。当配筋（垂直纵轴的箍筋和沿周边的纵向钢筋）过少或配筋间距过大时，在扭矩作用下，构件截面长边的最薄弱处会先产生一条与纵轴成45°左右的斜裂缝，构件一旦开裂，钢筋不足以承担由混凝土开裂后转移给钢筋承担的拉力，裂缝就迅速向相邻两侧面呈螺旋形延伸，形成三面开裂、一面受压的空间扭曲裂面，构件随即破坏。破坏过程急速而突然，属于脆性破坏。其破坏扭矩Tu基本上等于开裂扭矩Tcr。这种破坏形态称为少筋破坏。为防止发生这类脆性破坏，《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）对受扭构件抗扭箍筋及抗扭纵向钢筋的下限（最小配筋率）和箍筋最大间距等都做出了严格规定。 3.2 受 扭 构 件 （2）适筋破坏。当配筋适量时，在扭矩作用下，构件在出现首条斜裂缝后并不立即破坏；随着扭矩的增加，将陆续出现多条大体平行的、连续的螺旋形裂缝；与斜裂缝相交的纵向钢筋和箍筋先后达到屈服，斜裂缝进一步展开，最后受压面上的混凝土也被压碎，构件随之破坏。这种破坏称为适筋破坏，属于具有一定延性的破坏。 3.2 受 扭 构 件 （3）超筋破坏。若配筋量过大，则在纵向钢筋和箍筋尚未达到屈服时，混凝土就因受压而被压碎，构件立告破坏。这种破坏称为超筋破坏，属于无预兆的脆性破坏。在设计中，应力求避免发生超筋破坏，因此在《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）中规定了配筋的上限，即规定了最小的截面尺寸条件。 3.2 受 扭 构 件 矩形截面纯扭构件承载力计算 3. 矩形截面纯扭构件的受扭承载力T应符合下列规定： （3-94） （3-95） （3-96） 3.2 受 扭 构 件 T形和I形截面纯扭构件承载力计算 4. T形和I形截面纯扭构件可分为腹板、受压翼缘及受拉翼缘3个矩形块，其受扭承载力按式（3-94）计算，各矩形块的扭矩分别如下： （1）腹板。 （3-97） （2）受压翼缘。 （3-98） （3）受拉翼缘. （3-99） Wt = Wtw + Wtf' + Wtf （3-100） 3.2 受 扭 构 件 对T形和I形截面的腹板、受压翼缘及受拉翼缘部分的矩形截面受扭塑性抵抗矩Wtw、W′tf和Wtf应按下列规定计算： （1）腹板。