纯扭构件的配筋.doc

试验表明,配置受扭钢筋对提高受扭构件抗裂性能的作用不大,当混凝土开裂后,可由钢筋继续承担拉力,因而能使构件的受扭承载力大大提高。如前所述,扭矩在匀质弹性材料构件中引起的主拉应力方向与构件轴线成45°。因此,最合理的配筋方式是在构件靠近表面处设置呈45°走向的螺旋形钢筋。但这种配筋方式不便于施工,且当扭矩改变方向后则将完全失去效用。在实际工程中,一般是采用由靠近构件表面设置的横向箍筋和沿构件周边均匀对称布置的纵向钢筋共同组成的抗扭钢筋骨架()。它恰好与构件中受弯钢筋和受剪钢筋的配置方向相协调。(a)抗扭钢筋骨架;(b)受扭构件的裂缝;(c)受扭构件的空间桁架模型配置了适量受扭钢筋的构件,在裂缝出现以后不会立即破坏。随着外扭矩的不断增大,在构件表面逐渐形成多条大致沿45°方向呈螺旋形发展的裂缝()。在裂缝处,原来由混凝土承担的主拉应力主要改由与裂缝相交的钢筋来承担。,其中纵向钢筋相当于受拉弦杆,箍筋相当于受拉竖向腹杆,而裂缝之间接近构件表面一定厚度的混凝土则形成承担斜向压力的斜腹杆。随着其中一条裂缝所穿越的纵筋和箍筋达到屈服时,该裂缝不断加宽,直到最后形成三面开裂一边受压的空间扭曲破坏面,进而受压边混凝土被压碎,构件破坏()。整个破坏过程具有一定延性和较明显的预兆,类似受弯构件适筋破坏。当受扭箍筋和纵筋配置过少时,构件的受扭承载力与素混凝土没有实质差别,破坏过程迅速而突然,类似于受弯构件的少筋破坏,称为少筋受扭构件。如果箍筋和纵筋配置过多,钢筋未达到屈服强度,构件即由于斜裂缝间混凝土被压碎而破坏,这种破坏与受弯构件的超筋梁类似,称为超筋受扭构件。少筋受扭构件和超筋受扭构件均属脆性破坏,设计中应予避免。需要注意的是,由于受扭钢筋是由纵筋和箍筋两部分组成,两种配筋的比例对破坏强度也有影响。当其中某一种钢筋配置过多时,会使这种钢筋在构件破坏时不能达到屈服强度,这种构件称为部分超筋构件。部分超筋构件的延性比适筋构件差,且不经济。