土木吧丨为什么《钢标》中没有受扭构件?

    1.构件扭转的产生

    在截面平面内，不论荷载作用方向如何，合成剪力都将通过平面内的一点时，该点称作剪切中心 (剪心) 或弯心。作用荷载通过剪切中心时，梁将不发生扭转而只产生通常的弯曲。

    任何形式截面的构件，当荷载作用的平面未通过截面的剪切中心时，构件将不但发生弯曲，同时还发生扭转。

    2.钢梁的扭转形式

    扭转有两种形式，与构件端部支撑条件和荷载情况等有关，一种是纯扭转或自由扭转，另一种是约束扭转。

    1) 纯扭转或自由扭转

    构件两端分别作用一对大小相等而方向相反的扭矩 (Mk)，同时截面未受到任何约束，可以自由翘曲变形，此时构件各纵向纤维没有轴向应变，截面上不出现正应力，这种扭转称为纯扭转或自由扭转。

    例如，一工字形构件受扭前如图 2.71-1 (a) 所示，为一平直构件，两自由端受扭后发生扭转，使翼缘相互旋转一个角度，截面发生翘曲 (即原为平面的横截面不再保持平面)，但各界面的翘曲完全相同，纵向纤维仍保持为直线，长度没有改变，如图 2.71-1 (b) 所示，因此截面上不产生正应力。

    简记：端部自由。

    2) 约束扭转

    如果构件的支撑条件或荷载情况使构件扭转时截面不能自由翘曲，此时相邻截面的翘曲就不一样，变形不同，纵向纤维长度将发生改变，截面中产生了相应于这些变形的正应力，这种扭转称为约束扭转或弯曲扭转，也叫作翘曲扭转 (图 2. 71-2)。

    图 2. 71-2 (a) 为一端固定、一端自由的双轴对称工字形截面悬臂梁。

    当在自由端作用一扭矩Mkz时，由于翘曲受到一定限制，上、下翼缘将发生相反方向的侧向弯曲, 如图 2. 71-2 (b) 所示。

    设u1为一个翼缘的侧向挠度，ψ为截面的扭转角，Q1 为翼缘侧弯所引起的剪力，如图 2.71-2 (c) 所示，假定腹板在扭转后没有弯曲变形，因而其在上、下翼缘产生一相等的侧移后仍能与腹板保持垂直相交的关系。

    3. 抗扭能力远低于抗弯能力

    在钢构件截面受扭分析中采用的是钢材的剪切模量 G, 在截面受弯分析中采用的是弹性模量E。其中，剪切模量G=79kN/mm2, 弹性模量E=206kN/mm2。

    通常情况下，钢梁均为开口截面 (箱形截面除外)，其抗扭截面模量 (剪切模量) 约比抗弯截面模量小一个数量级，抗扭能力远低于抗弯能力，如果利用钢梁来承受扭矩很不经济。于是，通常用构造保证其不受扭，故《钢标》中没有钢梁的受扭计算。

    简记：抗扭很弱。