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构件受扭分两种情况，一种称为“协调扭转”，在超静定的现浇框架结构中，边榀框架梁的扭矩是由楼面次梁支承点处的扭转变形协调条件确定的， 其受到的扭矩与构件的刚度、 约束等相关，比较复杂。 另一种称为“平衡扭转”， 如图 中的雨篷梁和吊车梁，其扭矩均可由静力平衡条件求得，与构件的扭转刚度无。下面讨论协调扭转构件的设计计算问题。 1，扭矩折减原理和规范规定 对于协调扭转构件， 楼面次梁支承在边榀框架梁上，楼面次梁支承点处的弯曲转动使边榀框架梁受扭，楼面次梁的支座负弯矩即为作用在边榀框架梁上的扭矩，此扭矩值可由楼面次梁支承点处的弯曲转角与边榀框架梁的扭转角相协调的条件确定。在梁开裂之前，可用弹性理论计算，但梁开裂以后，由于楼面次梁的弯曲刚度和边榀框架梁的扭转刚度都发生明显的变化，在楼面次梁和边榀框架梁中都发生内力重分布。 因此《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002） （简称混凝土规范）明确指出： 1）对属于协调扭转的钢筋混凝土结构构件（例如支承楼面次梁的边榀框架梁），在进行构件内力计算时，可考虑因构件开裂、抗扭刚度降低而产生的内力重分布。 但由于实际结构中，楼板对梁究竟有多大的约束作用、哪些因素对梁的扭转有影响等，至今还没有完全弄清楚。因此，混凝土规范对这种梁仍未提出完善 的设计方法。 另外，应注意的是，对平衡扭矩是不能进行折减的， 否则将导致结构不安全。 2）边榀框架梁的扭矩经折减后，应按混凝土规的弯剪扭承载力公式进行计算， 确定所需要的抗扭纵向钢筋和箍筋。同时，配置的抗扭纵向钢筋和箍筋尚应分别满足混凝土规范所规定的最小配筋率的要求。 2， 扭矩折减系数 T b 的取值 为了考虑内力重分布，可将弹性分析得出的扭矩乘以合适的折减系数。试验研究表明，符合上述要求的边榀框架梁，当扭矩折减系数T b 不低于 0.4 时，其 因扭转而产生的裂缝宽度可满足混凝土规范中关于裂缝宽度的有关规定。 SATWE程序给出的框架梁的扭矩折减系数T b 取值范围也比较宽， 可取T b =0.4~1.0。 所以，对于一般工程T b 可取 0.4。 3 ，零刚度设计法 为了简化边榀框架梁协调扭转的设计方法，美国的 ACI 规范和欧洲国际混凝土 CEB 模式规范及国内的某些研究成果， 建议对这种协调扭转的梁采用“零刚 度设计法”进行设计。 基本思路和实现步骤 “零刚度设计法”基本思路为： 钢筋混凝土结构中承受弯、剪、扭共同作用的构件（如边榀框架梁），设计时取支承梁（如边榀框架梁）的扭转刚度为零，即 不考虑相邻构件（如楼面次梁）传来的扭矩作用进行内力分析，仅按开裂扭矩配置受扭所需要的构造钢筋。 楼面次梁和边榀框架梁的连接构造非常重要，该处的弯剪裂缝一旦发展到楼面次梁的受压区，这些裂缝之间的斜压杆会强烈地压向楼面次梁底部的纵向钢筋。同时，边榀框架梁跨中承受正弯矩，梁下部纵向钢筋受拉会进一步削弱该连接接头。因此，除了在边榀框架梁的接头处配置足够的附加横向箍筋，将楼面次梁的支座反力全部传递到边榀框架梁的受压区外，同时在接头处还必须加密配置楼面次梁的箍筋，以抵抗楼面次梁斜裂缝间混凝土斜压杆施加在纵向钢筋上的压力。 |
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