9F及砌体结构8_2+纯扭构件受扭承载力计算

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1、混凝土结构设计原理/第8章受纯构件承载力计算18.28.2纯扭构件受扭承载力计算纯扭构件受扭承载力计算8.2.18.2.1纯扭构件的试验研究及破坏形态纯扭构件的试验研究及破坏形态以纯扭矩作用下的钢筋混凝土矩形截以纯扭矩作用下的钢筋混凝土矩形截面构件为例，研究纯扭构件的受力状面构件为例，研究纯扭构件的受力状τmax态及破坏特征。当结构扭矩内力较小态及破坏特征。当结构扭矩内力较小时，截面内的应力也很小，其应力与时，截面内的应力也很小，其应力与应变处于弹性阶段，此时可忽略钢筋应变处于弹性阶段，此时可忽略钢筋TTτ==max2αbhW的影响，由材料力学公式可知：的影响，由材料力学公式可知：

2、te在纯扭构件的正截面上仅有剪应力在纯扭构件的正截面上仅有剪应力ττ作用，截面上作用，截面上剪应力的分布如上图，截面形心处剪应力等于零，剪应力的分布如上图，截面形心处剪应力等于零，混凝土结构设计原理/第8章受纯构件承载力计算2截面边缘处剪应力值较大，其中截面长边中点处剪截面边缘处剪应力值较大，其中截面长边中点处剪应力值为最大。截面在剪应力作用下，可求出相应应力值为最大。截面在剪应力作用下，可求出相应的主拉应力、主压应力及最大剪应力为：的主拉应力、主压应力及最大剪应力为：σσtp==--σσcp==ττmax==ττ（（77--11））截面上主拉应力与构件轴线呈截面上主拉应力与构件轴

3、线呈4545°°角；主压应力与角；主压应力与主拉应力垂直。主拉应力垂直。主拉应力和主压应力迹线沿构件表主拉应力和主压应力迹线沿构件表面成螺旋型。由于混凝土抗拉强度最低，当主拉应面成螺旋型。由于混凝土抗拉强度最低，当主拉应力达到混凝土抗拉强度时，结构在垂直于主拉应力力达到混凝土抗拉强度时，结构在垂直于主拉应力作用的平面内产生与纵轴作用的平面内产生与纵轴呈呈4545°°角的斜角的斜裂缝，裂缝裂缝，裂缝沿主压应力迹线迅速延伸。沿主压应力迹线迅速延伸。混凝土结构设计原理/第8章受纯构件承载力计算3试验表明，无筋矩形截面混凝土构件在扭矩作用试验表明，无筋矩形截面混凝土构件在扭矩作用下，首先在

4、截面长边中点附近最薄弱处产生一条呈下，首先在截面长边中点附近最薄弱处产生一条呈4545°°角的斜角的斜裂缝，然后迅速地以螺旋形向相邻两个裂缝，然后迅速地以螺旋形向相邻两个面延伸，最后形成一个三面开裂一面受压的空间扭面延伸，最后形成一个三面开裂一面受压的空间扭曲破坏面，使结构立即破坏，破坏带有突然性，具曲破坏面，使结构立即破坏，破坏带有突然性，具有曲型脆性破坏性质。有曲型脆性破坏性质。混凝土受扭构件承载力可混凝土受扭构件承载力可用沿用沿4545°°角主拉应力方向角主拉应力方向配置螺旋钢筋来承担，配置螺旋钢筋来承担，T混凝土结构设计原理/第8章受纯构件承载力计算4混凝土受扭构件承载力可

5、用沿混凝土受扭构件承载力可用沿4545°°角主拉应力方向角主拉应力方向配置螺旋钢筋来承担，将螺旋钢筋配置在构件截面配置螺旋钢筋来承担，将螺旋钢筋配置在构件截面的边缘处为最佳，由于的边缘处为最佳，由于4545°°角方向螺旋钢筋不便于角方向螺旋钢筋不便于施工，为此通常在构件中配置纵筋和箍筋来承受主施工，为此通常在构件中配置纵筋和箍筋来承受主拉应力，承受扭矩作用效应。拉应力，承受扭矩作用效应。钢筋混凝土受扭构件在扭矩作用下，混凝土开裂以钢筋混凝土受扭构件在扭矩作用下，混凝土开裂以前钢筋应力是很小的，当裂缝出现后开裂混凝土退前钢筋应力是很小的，当裂缝出现后开裂混凝土退出工作，斜截面上拉应力

6、主要由钢筋承受，斜裂缝出工作，斜截面上拉应力主要由钢筋承受，斜裂缝的倾角是变化的，结构的破坏特征主要与配筋数量的倾角是变化的，结构的破坏特征主要与配筋数量有关：有关：混凝土结构设计原理/第8章受纯构件承载力计算5(1)(1)当混凝土受扭构件配筋数量较少时当混凝土受扭构件配筋数量较少时((少筋构件少筋构件))，，结构在扭矩荷载作用下，混凝土开裂并退出工作，结构在扭矩荷载作用下，混凝土开裂并退出工作，混凝土承担的拉力转移给钢筋，由于结构配置纵筋混凝土承担的拉力转移给钢筋，由于结构配置纵筋及箍筋数量很少，钢筋应力立即达到或超过屈服及箍筋数量很少，钢筋应力立即达到或超过屈服点，结构立即破坏

7、。破坏过程急速而突然，破坏扭点，结构立即破坏。破坏过程急速而突然，破坏扭矩矩TTu基本上等于抗裂扭矩基本上等于抗裂扭矩TTcr。破坏类似于受弯构件。破坏类似于受弯构件的少筋梁，被称为的少筋梁，被称为““少筋破坏少筋破坏””，为了避免脆性破坏的，为了避免脆性破坏的发生，规范对受扭构件提出了抗扭箍筋及抗扭纵筋发生，规范对受扭构件提出了抗扭箍筋及抗扭纵筋的下限的下限((最小配筋率最小配筋率))及箍筋最大间距等严格规定。及箍筋最大间距等严格规定。混凝土结构设计原理/第8章受纯