计算扭曲截面的扭转承载力

试验表明，受扭的素混凝土构件，一旦出现斜裂缝就立即发生破坏。若配置适量的受扭纵筋和箍筋，则不但其承载力有较显著的提高，且构件破坏时，具有较好的延性。

迄今为止，混凝土受扭构件扭曲截面受扭承载力的计算，主要有以变角度空间桁架模型和以斜弯理论（扭曲破坏面极限平衡理论）为基础的两种计算方法。《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）采用的是前者。

试验分析和理论研究表明，在裂缝充分发展且钢筋应力接近屈服强度时，截面核心混凝土退出工作，从而实心截面的混凝土受扭构件可以假想为一箱形截面构件。此时，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳、纵筋和箍筋共同组成空间桁架以抵抗扭矩。

变角度空间桁架模型的基本假定有：

（1）混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成桁架的斜压杆，其倾角为α。

（2）纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆。

（3）忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用。

按弹性薄壁管理论分析，可得到受扭构件纵筋与箍筋的配筋强度比ζ为：(www.xing528.com)

式中 Astl——受扭计算中取对称布置的全部纵向钢筋截面面积^[2]；

Ast1——受扭计算中沿截面周边配置箍筋的单肢截面面积；

fyv——受扭箍筋的抗拉强度设计值，按附表1.5采用，但取值不应大于360N/mm2；

ucor——截面核心部分的周长，ucor＝2 （bcor＋hcor）。按规范规定bcor、hcor分别为从箍筋内表面计算的截面核心部分的短边和长边的尺寸；

s——受扭箍筋间距。

从式（6.4）可以看出，构件扭曲截面的受扭承载力主要取决于钢筋骨架尺寸、纵筋和箍筋用量及其屈服强度，ζ的计算模型如图6.6 所示。构件破坏时，若纵筋和箍筋用量适当，则两种钢筋应力均能到达屈服强度。为了进一步限制构件在使用荷载作用下的裂缝宽度，一般取0.36≤ζ≤2.778。