(三)扭曲截面承載力計(jì)算
在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的一些構(gòu)件中(如吊車(chē)梁、雨篷梁、鋼筋混凝土框架邊梁等)，除受彎受剪外，還受到扭矩的作用，稱(chēng)為受扭構(gòu)件或扭曲構(gòu)件。扭曲構(gòu)件分為純扭、剪扭、彎扭和彎剪扭等受力情況。在實(shí)際工程中，一般都是扭轉(zhuǎn)和彎曲同時(shí)發(fā)生。受扭截面常見(jiàn)的有矩形截面、T形截面和工字形截面等幾種。
1．矩形截面純扭構(gòu)件的受扭承載力
在一般工程中，一般由截面核心部分混凝土，橫向箍筋和沿構(gòu)件截面周邊均勻分布的縱向鋼筋組成的骨架共同承擔(dān)扭矩的作用。
(1)受扭構(gòu)件的破壞特征
試驗(yàn)表明，根據(jù)受扭鋼筋配筋率的不同，鋼筋混凝土矩形截面受扭構(gòu)件的破壞形態(tài)分為少筋破壞、適筋破壞和超筋破壞三種類(lèi)型。
1)少筋破壞。當(dāng)構(gòu)件受扭箍筋和縱向鋼筋配置數(shù)量過(guò)少時(shí)，在扭矩作用下，在長(zhǎng)邊中點(diǎn)剪應(yīng)力最大處形成45º斜裂縫，隨后，向相鄰的其他兩面以45º角延伸，此時(shí)，與斜裂縫相交的受扭箍筋和受扭縱筋超過(guò)屈服強(qiáng)度或被拉斷。最后，在另一長(zhǎng)邊上形成受壓面，隨著斜裂縫的開(kāi)展，受壓面混凝土被壓碎而破壞。這種破壞與受剪的斜拉破壞相似，屬于脆性破壞。在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)避免。為了防止發(fā)生這種少筋破壞，規(guī)范規(guī)定，受扭箍筋和縱向受扭鋼筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率，并應(yīng)符合受扭鋼筋的構(gòu)造要求。
2)適筋破壞。當(dāng)構(gòu)件受扭鋼筋的數(shù)量配置適當(dāng)時(shí)，在扭矩作用下，構(gòu)件將發(fā)生許多45º角的斜裂縫。隨著扭矩的增加，與主裂縫相交的受扭箍筋和縱向鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，這條裂縫不斷開(kāi)展，并向相鄰的兩個(gè)面延伸，直至另一長(zhǎng)邊面上受壓區(qū)的混凝土被壓碎而破壞。這種破壞與受彎構(gòu)件適筋梁相似，屬于塑性破壞。受扭構(gòu)件承載力計(jì)算即以這種破壞為依據(jù)。
3)超筋破壞。當(dāng)構(gòu)件的受扭箍筋和受扭縱向鋼筋配置過(guò)多時(shí)，在扭矩作用下，構(gòu)件產(chǎn)生許多45º角的斜裂縫。由于受扭鋼筋配置過(guò)多，構(gòu)件破壞前鋼筋達(dá)不到屈服強(qiáng)度，因而斜裂縫寬度不大。構(gòu)件破朝；是由于受壓區(qū)混凝土被壓碎引起的。這種破壞形態(tài)與受彎構(gòu)件的超筋梁相似，屬于脆性破壞，設(shè)計(jì)中應(yīng)予避免。規(guī)范采取限制構(gòu)件截面尺寸和混凝土強(qiáng)度等級(jí)，亦即限制受扭鋼筋的最大配筋率來(lái)防止超筋破壞。
(2)矩形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算
試驗(yàn)表明，構(gòu)件受扭承載力由混凝土和受扭鋼筋兩部分的承載力組成。規(guī)范規(guī)定，矩形截面純扭構(gòu)件承載力計(jì)算公式為：

　式中 ξ——受扭構(gòu)件縱向鋼筋與箍筋的配筋強(qiáng)度比值(亦稱(chēng)縱箍比)。
T—扭矩設(shè)計(jì)值；
ft——混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；
Wt——截面受扭塑性抵抗矩；
fyv——受扭箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按《混凝土規(guī)范》表4．2．3-1中的fy值采用；
Ast1一受扭計(jì)算中沿截面周邊所配置箍筋的單肢截面面積；
Astl一受扭計(jì)算中取對(duì)稱(chēng)布置的全部縱向鋼筋截面面積；
s——受扭箍筋的間距；
Acor——截面核心部分的面積
Ucor－一截面核心部分的周長(zhǎng)。　 2．T形和工字形截面純扭構(gòu)件的受扭承載力的計(jì)算
當(dāng)純扭構(gòu)件的截面為T(mén)形或工字形時(shí)，受扭承載力可按下列原則計(jì)算。
(1)截面受扭塑性抵抗矩的計(jì)算
對(duì)于T形和工字形截面，可以取各個(gè)矩形分塊的受扭塑性抵抗矩之和作為整個(gè)截面的受扭抵抗矩Wt。


式中 h——截面高度；
b——腹板寬度；
A’f、hf——截面受壓區(qū)、受拉區(qū)的翼緣高度；
b’f、bf——截面受壓區(qū)、受拉區(qū)的翼緣寬度。
在對(duì)T形或工字形截面進(jìn)行分塊劃分時(shí)，應(yīng)遵循保持腹板完整性原則，即圖11-60(a)，11—60(b)是正確的，而圖1l-60(c)、11-60(d)、11-60(e)、11-60 (f)是錯(cuò)誤的。

　(2)各矩形分塊截面扭矩設(shè)計(jì)值的分配原則
T形和工字形截面承受的總扭矩，按各矩形分塊截面的受扭塑性抵抗矩與全截面的受扭塑性抵抗矩Wt的比值進(jìn)行分配。腹板、受壓翼緣和受拉翼緣承受的扭矩可按下式求得：

　式中T—T形和工字形截面所承受的扭矩設(shè)計(jì)值；
Tw—腹板所承受的扭矩設(shè)計(jì)值；
T’f，Tf—受壓翼緣、受拉翼緣所承受的扭矩設(shè)計(jì)值。
(3)受扭承載力的計(jì)算
求得各矩形分塊截面所承受的扭矩設(shè)計(jì)值后，即可分別按公式(11-126)進(jìn)行各矩形分塊截面的受扭承載力計(jì)算。
由于在分塊計(jì)算時(shí)，沒(méi)有考慮各矩形分塊截面之間的連接，因此，所求得的T形和工字形截面受扭塑性抵抗矩值略為偏低，因而，受扭承載力計(jì)算偏于安全�！� 3．復(fù)合受扭構(gòu)件承載力的計(jì)算
規(guī)范對(duì)彎剪扭構(gòu)件的設(shè)計(jì)作了下述簡(jiǎn)化。
當(dāng)構(gòu)件所承受的剪力或扭矩很小時(shí)，可以忽略剪力或扭矩的影響。規(guī)范第4．3．8條規(guī)定：

　(1) 面受剪承載力分別進(jìn)行計(jì)算。
規(guī)范規(guī)定，對(duì)彎扭構(gòu)件的計(jì)算采用簡(jiǎn)單的疊加法，即分別按純扭承載力公式計(jì)算所需的受扭縱筋和箍筋，按受彎公式求出所需的受彎縱筋，加以疊加就得所需的全部縱筋和箍筋。對(duì)T形、工形和L形截面的彎扭構(gòu)件，計(jì)算方法與矩形截面相同，只是受扭計(jì)算部分劃分的矩形分塊分別進(jìn)行。
對(duì)于彎剪扭共同作用的構(gòu)件，規(guī)范中規(guī)定關(guān)于縱筋和箍筋的設(shè)置基本上采用分別計(jì)算、然后疊加的處理辦法。但需考慮到構(gòu)件承受各種內(nèi)力能力(剪力、扭矩)之間的相關(guān)性。規(guī)范是通過(guò)強(qiáng)度降低系數(shù)βt來(lái)考慮剪扭構(gòu)件混凝土抵抗剪力和扭矩的相關(guān)性的。

由此得到扭矩和剪力共同作用下的受剪和受扭承載力計(jì)算公式分別為：

　在剪扭共同作用下，為了保證混凝土不首先破壞，規(guī)范規(guī)定了截面限制條件，詳見(jiàn)《規(guī)范》第4．3．1條；同時(shí)，為了避免發(fā)生少筋破壞，規(guī)范還規(guī)定了剪扭構(gòu)件的最小配筋構(gòu)造要求。
4．影響受扭構(gòu)件承載力的因素分析
綜上所述，影響受扭構(gòu)件承載力的因素有：截面形狀和尺寸、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、箍筋的直徑、肢數(shù)和間距、縱向鋼筋的截面面積(沿構(gòu)件周邊的全部縱向鋼筋)、縱箍比等。在截面面積相等的條件下，采用圓形截面(特別是環(huán)形截面)優(yōu)于方形、矩形截面，而薄而高的截面是不利的。