钢筋混凝土受扭构件的受力性能——纯扭构件破坏形态

受扭钢筋的配筋量对钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态本文通过试验研究，探究了受扭钢筋的配筋量对钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态的影响。

结果表明，适当增加受扭钢筋的配筋量可以显著提高钢筋混凝土纯扭构件的扭转性能和抗剪扭能力，减小破坏形态的不稳定性和不均匀性。

关键词：受扭钢筋，配筋量，钢筋混凝土纯扭构件，破坏形态引言钢筋混凝土结构在现代建筑中占有重要地位，尤其是在高层数、大跨度建筑中更是不可或缺的一种结构形式。

在钢筋混凝土结构中，纯扭构件也是一个重要的构件形式，它主要受到扭转力的作用。

然而，由于扭转力的作用特殊，纯扭构件的受力性能和破坏形态与其他构件有很大的不同。

因此，对于纯扭构件的研究是十分必要的。

受扭钢筋是纯扭构件中的一个重要组成部分，它的数量和布置方式对于纯扭构件的扭转性能和抗剪扭能力具有重要影响。

过去的研究表明，受扭钢筋的配筋量与纯扭构件的受力性能和破坏形态密切相关。

因此，本文通过试验研究，探究了受扭钢筋的配筋量对钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态的影响。

试验方法本次试验采用了三个不同的受扭钢筋配筋量，分别为1.0%，1.5%和2.0%。

所有试件的直径均为200mm，长度均为400mm。

试件采用C40混凝土，钢筋使用HRB400级别的钢筋。

试验采用了静力加载的方法，加载速率为0.5mm/min。

试验结果试验结果如下：1.0%配筋量试件该试件在扭转过程中表现出明显的裂缝，裂缝的数量和宽度随着扭转角度的增加而增加。

当扭转角度达到90度时，试件发生了破坏，破坏形态为钢筋断裂和混凝土剪切破坏。

1.5%配筋量试件该试件在扭转过程中表现出较为稳定的行为，裂缝数量和宽度较少。

当扭转角度达到90度时，试件发生了破坏，破坏形态为钢筋断裂和混凝土剪切破坏，但是破坏形态比1.0%配筋量试件更加稳定。

2.0%配筋量试件该试件在扭转过程中表现出非常稳定的行为，裂缝数量和宽度极少。

当扭转角度达到90度时，试件发生了破坏，破坏形态为钢筋断裂和混凝土剪切破坏，但是破坏形态比1.0%配筋量试件和1.5%配筋量试件更加稳定。

钢筋混凝土矩形截面受扭构件的破坏形态钢筋混凝土是一种常见的结构材料，其在建筑和工程领域中广泛应用。

在结构设计中，扭矩是常常考虑的一种力作用形式。

在钢筋混凝土矩形截面受扭构件中，由于扭矩的作用，构件会发生破坏。

本文将就钢筋混凝土矩形截面受扭构件的破坏形态展开讨论。

钢筋混凝土矩形截面受扭构件的破坏形态主要有三种，分别是纯扭破坏、剪切扭破坏和扭转破坏。

下面将对这三种破坏形态进行详细描述。

首先是纯扭破坏。

在纯扭破坏的情况下，构件仅受到扭矩的作用，未受到弯矩和剪力的影响。

这种破坏形态主要发生在构件截面尺寸较小、受力较小的情况下。

在纯扭破坏中，构件会发生扭曲变形，最终导致截面失稳。

其次是剪切扭破坏。

在剪切扭破坏的情况下，构件受到了扭矩和剪力的共同作用。

扭矩会导致构件发生扭转变形，而剪力会在截面内产生扭曲剪力，使得构件出现竖向剪切破坏。

剪切扭破坏常发生在构件截面尺寸较大、受力较大的情况下。

最后是扭转破坏。

在扭转破坏的情况下，构件不仅受到了扭矩和剪力的作用，还受到了弯矩的影响。

弯矩会引起构件发生弯曲变形，进而加剧扭转变形。

扭转破坏常发生在构件截面尺寸较大、受力较大、且弯矩作用较大的情况下。

钢筋混凝土矩形截面受扭构件的破坏形态与构件的几何形状和材料性质密切相关。

一般来说，构件的截面尺寸越大，承受的扭矩和剪力越大，从而使得破坏形态趋向于剪切扭破坏或扭转破坏。

而截面尺寸较小的构件，受力较小，更容易出现纯扭破坏。

构件的材料性质也会对破坏形态产生影响。

在相同的受力条件下，强度较高的混凝土和钢筋可以提高构件的抗扭能力，使其更难发生破坏。

钢筋混凝土矩形截面受扭构件的破坏形态主要有纯扭破坏、剪切扭破坏和扭转破坏。

构件的几何形状和材料性质是决定破坏形态的关键因素。

在实际工程设计中，需要根据具体情况选择合适的截面尺寸和材料性质，以提高构件的抗扭能力，确保结构的安全可靠。

第8章受扭构件承载力的计算§8.1 概述实际工程中哪些构件属于受扭构件？工程结构中，结构或构件处于受扭的情况很多，但处于纯扭矩作用的情况很少，大多数都是处于弯矩、剪力、扭矩共同作用下的复合受扭情况，比如吊车梁、框架边梁、雨棚梁等，如图8-1所示。

图8-1 受扭构件实例受扭的两种情况：平衡扭转和协调扭转。

静定的受扭构件，由荷载产生的扭矩是由构件的静力平衡条件确定的，与受扭构件的扭转刚度无关，此时称为平衡扭转。

如图8-1（a ）所示的吊车梁，在竖向轮压和吊车横向刹车力的共同作用下，对吊车梁截面产生扭矩T 的情形即为平衡扭转问题。

对于超静定结构体系，构件上产生的扭矩除了静力平衡条件以外，还必须由相邻构件的变形协调条件才能确定，此时称为协调扭转。

如图8-1（b ）所示的框架楼面梁体系，框架的边梁和楼面梁的刚度比对边梁的扭转影响显著，当边梁刚度较大时，对楼面梁的约束就大，则楼面梁的支座弯矩就大，此支座弯矩作用在边梁上即是其承受的扭矩，该扭矩由楼面梁支承点处的转角与该处框架边梁扭转角的变形协调条件所决定，所以这种受扭情况为协调扭转。

§8.2 纯扭构件的试验研究8.2.1 破坏形态钢筋混凝土纯扭构件的最终破坏形态为：三面螺旋形受拉裂缝和一面（截面长边）的斜压破坏面，如图8-3所示。

试验研究表明，钢筋混凝土构件截面的极限扭矩比相应的素混凝土构件增大很多，但开裂扭矩增大不多。

图8-2 未开裂混凝土构件受扭图8-3 开裂混凝土构件的受力状态 8.2.2 纵筋和箍筋配置对纯扭构件破坏性态的影响受扭构件的四种破坏形态受扭构件的破坏形态与受扭纵筋和受扭箍筋配筋率的大小有关，大致可分为适筋破坏、部分超筋破坏、完全超筋破坏和少筋破坏四类。

对于正常配筋条件下的钢筋混凝土构件，在扭矩作用下，纵筋和箍筋先到达屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏。

这种破坏与受弯构件适筋梁类似，属延性破坏。

此类受扭构件称为适筋受扭构件。

国家开放大学《混凝土结构设计原理》形考任务三附参考答案1.在工程结构中，结构或构件处于受扭的情况很多，但大多数都是处于纯扭矩作用，处于弯矩、剪力、扭矩共同作用下的复合受扭情况很少。

对错参考答案：错2.受扭构件的破坏形态与受扭纵筋和受扭箍筋配筋率的大小有关，大致可分为适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏3类。

对错参考答案：错3.纯扭构件扭曲截面承载力计算中，构件开裂扭矩的大小决定了受扭构件的钢筋配置是否仅按构造配置或者需由计算确定。

对错参考答案：对4.在轴向压力、弯矩、剪力和扭矩共同作用下钢筋混凝土矩形截面框架柱，纵向钢筋应按受弯构件的正截面受弯承载力和剪扭构件的受扭承载力分别计算，并按所需的钢筋截面面积在相应的位置进行配置，箍筋应按剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力分别计算并按所需的箍筋截面面积在相应的位置进行配置。

对错参考答案：对单项选择题（每题0.8分）5.进行构件的裂缝宽度和变形验算的目的是（）。

A.使构件能够带裂缝工作B.使构件满足承载能力极限状态要求C.使构件满足正常使用极限状态要求D.使构件能够在弹性阶段工作参考答案：C6.正常使用极限状态设计主要是验算构件的变形和抗裂度或裂缝宽度，计算中（）。

A.荷载采用其标准值，不需乘分项系数，不考虑结构重要性系数B.荷载采用其设计值，需乘分项系数，考虑结构重要性系数C.荷载采用其标准值，不需乘分项系数，考虑结构重要性系数D.荷载采用其设计值，需乘分项系数，不考虑结构重要性系数参考答案：A判断题（每题0.8分）7.钢筋混凝土构件截面抗弯刚度与弯矩有关，故等截面梁实际上是变刚度梁，挠度计算时应取最小刚度。

对错参考答案：对8.在进行构件挠度计算时，可取短期刚度。

对错参考答案：错一、单项选择题（每题0.8分）9.用于预应力混凝土结构的国产预应力钢筋不宜采用（）。

A.预应力钢绞线；B.普通热轧钢筋。

C.预应力钢丝；D.预应力螺纹钢筋；参考答案：D10.计算预应力混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载的（），并应考虑荷载长期作用的影响。

钢筋混凝土受扭构件的破坏形态钢筋混凝土受扭构件是一种常见的结构形式，广泛应用于工程领域。

在受到扭转荷载作用时，钢筋混凝土构件产生破坏。

本文将重点探讨钢筋混凝土受扭构件的破坏形态。

第一，钢筋混凝土受扭构件的破坏形态主要包括开裂、剪切破坏和弯曲破坏三种类型。

开裂是受扭构件破坏的首要表现形式，大多数情况下，开裂是由于剪应力超过材料抗拉强度引起的。

在扭转过程中，开裂逐渐扩展并沿着构件的周边形成裂缝，对构件的承载能力产生一定影响。

第二，剪切破坏是指在扭转荷载作用下，钢筋混凝土构件出现剪切破坏。

通常情况下，剪切破坏是由于主筋与混凝土之间的粘结力不足引起的。

当剪应力达到一定值时，构件内部的剪切破坏将逐渐形成，对构件的承载能力造成严重影响。

第三，弯曲破坏是指在扭转荷载作用下，钢筋混凝土构件出现弯曲形变和破坏。

弯曲破坏是由于扭转荷载引起的应力集中和构件内部应力分布不均匀造成的。

随着荷载的增加，构件会发生弯曲、变形并最终破坏。

综上所述，钢筋混凝土受扭构件的破坏形态主要包括开裂破坏、剪切破坏和弯曲破坏。

这些破坏形态的产生与荷载的作用、材料的性质以及结构的几何形状等因素密切相关。

因此，在设计和施工钢筋混凝土受扭构件时，需要对其承载能力进行充分评估，并采取相应的强化措施，以确保结构的安全可靠。

通过了解钢筋混凝土受扭构件的破坏形态，我们可以更好地理解该类型结构的受力特点，有助于优化设计方案、提高工程质量，并为工程实践提供有价值的参考。

在今后的研究中，我们还需进一步深入探讨钢筋混凝土受扭构件的破坏机理，以不断完善该领域的理论体系，为实际工程应用提供更好的支持。

第4章 钢筋混凝土受扭构件思考题4-1、矩形截面钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态与什么因素有关？有哪几种破坏形态？各有什么特点？答：(1)破坏形态与受扭纵筋和受扭箍筋的配筋率有关，还与纵筋与箍筋的配筋强度比ξ有关。

(2)破坏形态：少筋破坏、超筋破坏、部分超筋破坏、适筋破坏。

(3)特点：1）少筋破坏构件是裂缝一旦形成构件马上破坏，开裂扭矩与破坏扭矩相等。

其破坏特征类似于素混凝土构件，明显预兆为脆性破坏。

2） 超筋破坏时钢筋未屈服，构件即由于斜裂缝间的混凝土被压碎而破坏，也无明显预兆为脆性破坏。

3）适筋破坏是受扭纵筋和受扭箍筋的配筋率合适时，当构件三面开裂产生45°斜裂缝后，与斜裂缝相交的受扭钢筋屈服后，还可以继续加荷载，直到混凝土第四面混凝土被压碎，属塑性破坏。

4）部分超筋破坏纵筋与箍筋的配筋强度比不合适时，破坏时纵筋或箍筋未屈服。

其塑性比适筋差，但好于少筋破坏、超筋破坏。

4-2、钢筋混凝土纯扭构件破坏时，在什么条件下，纵向钢筋和箍筋都会先达到屈服强度，然后混凝土才压坏，即产生延性破坏？答：(1)为防止超筋截面尺寸不能太小《规范》规定截面尺寸应满足：T ≤0.2βcfcWt(2)为防止少筋破坏《规范》规定受扭箍筋和纵筋其最小配筋率应满足：受扭箍筋： yv t svt st svt f f bs A 28.02min ,1=≥=ρρ （4-7）受扭纵筋： y t tl stl tl f f Vb T bh A 6.0min ,=≥=ρρ （4-8）（3）为防止部分超筋破坏：《规范》通过限定受扭纵筋与箍筋配筋强度比ζ 的取值，对钢筋用量比进行控制。

ζ＝cor st yv y stl u A f sf A 14-3、简述ζ和βt 的意义和取值限制。

称放置，并且四角必须放置答：（1）抗扭纵筋和箍筋其中某一种抗扭钢筋配置过多时，也会使这种钢筋在构件破坏时不能达到屈服强度，为使两种钢筋充分利用，就必须把纵筋和箍筋在数量上和强度上的配比控制在合理的范围之内。