7.2 纯扭构件的试验研究

7.2.1矩形截面纯扭构件的破坏形态

①素混凝土构件。在扭矩作用下的破坏过程中，首先在一个长边侧面的中点m附近出现斜裂缝（图7-2a），该裂缝沿着与构件轴线约成45°的方向迅速向两侧延伸，构成三面开裂一面受压的受力状态。最后，cd连线受压面上的混凝土被压碎，构件断裂破坏。破坏面为一个空间扭曲面（图7-2b）。构件破坏具有突然性，属脆性破坏。

②配有适量纵筋和箍筋的矩形截面构件，抗裂扭矩T_cr与同截面的素混凝土构件极限扭矩T_u几乎相等，配筋对抗裂扭矩T_cr的贡献很少。裂缝出现后，随扭矩的增加，构件表面逐渐形成大体连续、均匀、近于45°方向呈螺旋式向前发展的斜裂缝（图7-3）。

③受扭钢筋的布置。实际工程中，一般采用箍筋和纵筋共同组成抗扭钢筋骨架。

④根据国内外的钢筋混凝土纯扭构件的试验结果，受扭构件的破坏可分为四类：

（1）少筋破坏：其抗扭承载力与素混凝土构件抗扭承载力几乎相等，为脆性破坏，在工程设计中应予以避免。应控制受扭构件箍筋和纵筋的最小配筋率。

（2）适筋破坏：当构件中的箍筋和纵筋配置适当时，破坏时箍筋和纵筋达到屈服，混凝土被压碎，为延性破坏，工程设计中应尽可能设计成具有这种破坏特征的构件。

（3）部分超筋破坏：当构件中的箍筋或纵筋配置过多时，构件破坏前，数量相对较少的那部分钢筋受拉屈服，而另一部分钢筋直到构件破坏仍未能屈服。破坏特征并非完全脆性，在设计中允许采用，但不经济。

（4）完全超筋破坏：当构件中的箍筋和纵筋配置过多时，在两者都未达到屈服前，构件中混凝土被压碎而导致突然破坏。这类构件破坏具有明显的脆性，工程设计中也应予以避免。

7.2.2纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值

试验研究表明，为了使箍筋和纵筋相互匹配，共同发挥抗扭作用，应将两种钢筋的用量比控制在合理的范围内。采用纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值z 进行控制。

式中：A_stl ——受扭计算中取对称布置的全部纵向钢筋截面面积；

    A_st1——受扭计算中沿截面周边配置的箍筋单肢截面面积；

   f _y——受扭纵筋抗拉强度设计值；

  f _yv ——受扭箍筋抗拉强度设计值；

s——箍筋间距；

u_cor——截面核心部分的周长，u_cor =2(b _cor + h _cor)；

      A_cor——截面核心部分的面积，A _cor =b_cor h_cor；

      b_cor——箍筋内表面范围内截面核心部分的短边，b_cor=b-2c；

      h_cor——箍筋内表面范围内截面核心部分的长边；h_cor=h-2c。

试验表明，只有当z 值在0.5～2.0范围内，才能保证构件破坏时纵筋和箍筋的强度得到充分利

用。因此，《规范》要求应符合0.6≤z≤1.7，当z＞1.7时，取z=1.7。

【作业】

1. 钢筋混凝土纯扭构件有几种破坏形式？各有什么特点？计算中如何避免少筋破坏和完全超筋破坏？

2. 简述素混凝土纯扭构件的破坏特征。

3. 在抗扭计算中，配筋强度比的ζ含义是什么？起什么作用？有什么限制？

4. 从受扭构件的受力合理性看，采用螺旋式配筋比较合理，但实际上为什么采用封闭式箍筋加纵筋的形式？

1.素混凝土上构件的实际抗扭承载力应（ D ）

A. 按弹性分析方法确定       B.按塑性分析方法确定

C. 大于按塑性分析方法确定的而小于按弹性分析方法确定的

D. 大于按弹性分析方法确定的而小于按塑性分析方法确定的

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