混凝土结构设计原理

混凝土结构中的受扭构件：边梁、雨篷、挑檐、框架角柱、曲梁及偏心荷载作用下的梁等。按受力情况分纯扭、弯扭、剪扭、弯剪扭等复合受扭。

纯扭构件仅承受扭矩$T$；复合受扭构件同时承受弯矩、剪力与扭矩。GB 50010-2010 对受扭构件按弹性核或塑性核理论，区分未开裂与开裂后两阶段计算。

受扭截面须满足截面尺寸限制，防止少筋脆性破坏与超筋斜压型破坏。配置纵向钢筋与箍筋（或专用受扭箍筋）组成空间受扭钢筋骨架。

矩形截面纯扭，开裂扭矩近似：$T_{cr} \approx 0.35 f_t W_t$，$W_t = b^2(3h - b)/6$（$h \ge b$）。当$T \le T_{cr}$时，按弹性理论验算抗裂；$T > T_{cr}$时，按受扭钢筋与混凝土共同承担。

受扭承载力：$T \le T_c + T_{sv}$。混凝土贡献$T_c = 0.35 f_t W_t$（$T \le T_{cr}$时可取$T_c = T$）；钢筋贡献$T_{sv} = 1.2 \sqrt{\zeta} f_{yv} A_{sv1} W_{cor} / s$，$\zeta = A_{stl} f_y / (A_{sv1} f_{yv})$。

受扭纵向钢筋$A_{stl}$沿截面周边均匀布置；受扭箍筋$A_{sv1}$应做成封闭式，间距$s \le s_{\max}$且$\le 0.75 W_{cor}^{1/4}$。纯扭时$\zeta$取值$0.6 \sim 1.7$为宜。

截面尺寸验算防止超筋破坏：$T \le 0.25 \beta_c f_c W_t$。当$T \le 0.35 f_t W_t$时，按构造配置受扭纵筋与箍筋即可（$\rho_{stl,\min}$、$\rho_{sv,\min}$）。

T形、I形截面纯扭，$W_t$按规范拆分腹板与翼缘贡献。设计时先算$W_t$→验$T \le 0.25 \beta_c f_c W_t$→若$T > 0.35 f_t W_t$，计算$A_{stl}$与$A_{sv1}$。

复合受扭（弯剪扭）按规范简化方法：先按纯弯、纯剪、纯扭分别计算所需钢筋，再考虑相互影响进行折减与叠加。剪扭共同作用时，混凝土抗扭承载力折减系数$\beta_t$。

当$V/W_{bv} + T/W_t \le 1$时，$\beta_t = 1.0$；当$V/W_{bv} + T/W_t > 1$时，$\beta_t = 1 - (V/W_{bv} + T/W_t - 1)$，$\beta_t \ge 0$。$W_{bv}$为受剪截面抵抗矩。