第六章 受扭構(gòu)件承載力計算

1、第8章 受扭構(gòu)件承載力計算一、填空題1、 素混凝上純扭構(gòu)件的承載力介于_和_分析結(jié)果之間。是假設(shè)_導(dǎo)出的。2、 鋼筋混凝土受扭構(gòu)件隨著扭矩的增大，先在截面_最薄弱的部位出現(xiàn)斜裂縫，然后形成大體連續(xù)的_。3、 由于配筋量不同，鋼筋混凝土純扭構(gòu)件將發(fā)生_破壞、_破壞、_破壞、_破壞。4、 鋼筋混凝土彎、剪、扭構(gòu)件，剪力的增加將使構(gòu)件的抗扭承載力_；扭矩的增加將使構(gòu)件的抗剪承載力_。5、 為了防止受扭構(gòu)件發(fā)生超筋破壞，規(guī)范規(guī)定的驗算條件是_。6、 抗扭縱向鋼筋應(yīng)沿_布置，其間距_。7、 T行截面彎、剪、扭構(gòu)件的彎矩由_承受，剪力由_承受，扭矩由_承受。8、 鋼筋混凝土彎、剪、扭構(gòu)件箍筋的最小配筋率=

2、 _，抗彎縱向鋼筋的最小筋率= _，抗扭縱向鋼筋的最小配筋率= _。9、 混凝土受扭構(gòu)件的抗扭縱筋與箍筋的配筋強度比應(yīng)在_范圍內(nèi)。10、 為了保證箍筋在整個周長上都能充分發(fā)揮抗拉作用，必須將箍筋做成_形狀。，且箍筋的兩個端頭應(yīng)_。二、判斷題1、鋼筋混凝土構(gòu)件受扭時，核芯部分的混凝土起主要抗扭作用。 （ ）2、素混凝土純扭構(gòu)件的抗扭承載力可表達為，該公式是在塑性分析方法基礎(chǔ)上建立起來的。 （ ）3、受扭構(gòu)件中抗扭鋼筋有縱向鋼筋和橫向箍筋，它們在配筋方面可以互相彌補，即一方配置少時，可由另一方多配置一些鋼筋以承擔(dān)少配筋一方所承擔(dān)的扭矩。（ ）4、受扭構(gòu)件設(shè)計時，為了使縱筋和箍筋都能較好地發(fā)揮作用，

3、縱向鋼筋與箍筋的配筋強度比值應(yīng)滿足以下條件：0.61.7。 （ ）5、在混凝土純扭構(gòu)件中，混凝土的抗扭承載力和箍筋與縱筋是完全獨立的變量。（ ）6、矩形截面鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的抗扭承載力計算公式只考慮混凝土和箍筋提供的抗扭計算。 （ ）7、在純扭構(gòu)件中，當(dāng)時，可忽略扭矩的影響，僅按普通受彎構(gòu)件的斜截面受剪承載力公式計算箍筋用量。 （ ）8、在彎、剪、扭構(gòu)件中，當(dāng)或時，可忽略剪力的影響，按純扭構(gòu)件的受承載力公式計算箍筋用量。 （ ）9、剪扭構(gòu)件中按抗剪和抗扭計算分別確定所需的箍筋數(shù)量后代數(shù)相加，便得到剪扭構(gòu)件的箍筋需要量。 （ ）10、受扭構(gòu)件上的裂縫，在總體成螺旋形，但不是連續(xù)貫通的，而是斷斷

4、續(xù)續(xù)的。 （ ）11、受扭構(gòu)件強度計算中的就是變角空間桁架模型中混凝土斜壓桿與構(gòu)件縱軸線交角的余切，即。 （ ）12、在鋼筋混凝土彎扭構(gòu)件中，不作抗扭強度計算的判別式是 。（ ）13、在彎矩、剪力和扭矩共同作用下的矩形、T形和I形截面鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件中，當(dāng)時，可忽略扭矩，僅按受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力計算。（ ）14、在彎剪扭構(gòu)件中，當(dāng)或時，可僅按接受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力和純扭構(gòu)件的受扭承載力分別計算。 （ ）15、彎剪扭構(gòu)件中，當(dāng)剪力和扭矩均不能忽略時，縱向鋼筋應(yīng)按彎彎構(gòu)件的正截面承載力和剪扭構(gòu)件的受扭承載力分別按所需的鋼筋截面面積進行配置，箍筋應(yīng)按剪扭構(gòu)件的受剪承

5、載力和受扭承載力分別按所需的箍筋截面面積進行配置。 （ ）16、有一彎扭構(gòu)件，其截面配筋如圖（a）所示，其中抗彎所需的縱向鋼筋如圖（b）所示，則在復(fù)核此彎扭構(gòu)件強度時，抗扭縱向鋼筋的截面面積應(yīng)取為212+2（216-212）。（ ）17、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件中彎矩的存在對構(gòu)件的抗剪承載力沒有影響。 （ ）18、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件中，剪力的存在對抗扭承載力沒有影響。 （ ）19、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件中，扭矩的存在對構(gòu)件的抗剪承載力沒有影響。 （ ）20、鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件中，彎矩的存在對構(gòu)件的抗扭承載力沒有影響。 （ ）三、選擇題1、對于彎剪扭構(gòu)件，（ ）。A.當(dāng)時，應(yīng)加大截面；B.當(dāng)可不進

6、行受剪承載力計算，按最小配箍率確定受剪箍筋；C.當(dāng)時，可不進行受扭承載力計算，按最小配箍率確定受扭箍筋。D.當(dāng)時，可忽略剪力和扭矩影響，僅按受彎承載力配筋。2、設(shè)計鋼筋混凝土受扭構(gòu)件時，其受扭縱筋與受扭箍筋強度比應(yīng)（ ）。A.<0.5B.>2.0C.不受限制3、受扭構(gòu)件的配筋方式可為 （ ）。A.僅配置抗扭箍筋B.配置抗扭箍筋和抗扭縱筋C.僅配置抗扭縱筋D.僅配置與裂縫方向垂直的45º方向的螺旋狀鋼筋4、受扭縱筋與箍筋的配筋強度比在0.61.7之間時，（ ）。.均布縱筋、部分箍筋屈服.均布縱筋，箍筋均屈服.僅箍筋屈服.不對稱縱筋、箍筋均屈服5、剪扭構(gòu)件計算時（ ）。A 混

7、凝土承載力不變；B 混凝土受剪承載力不變；C 混凝土受剪承載力為純扭時的一半；D 混凝土上受剪載力為純剪時一半；6、下列關(guān)于鋼筋混凝土彎剪扭構(gòu)件的敘述中，不正確的是（ ）。A、 扭矩的存在對構(gòu)件的抗彎承載力沒有影響B(tài)、 剪力的存在對構(gòu)件的抗扭承載力沒有影響C、 彎矩的存在對構(gòu)件的抗扭的承載力沒有影響D、 扭矩的存在對構(gòu)件的抗剪承載力沒有影響7、剪扭構(gòu)件的承載力計算公式中（ ）。A、 混凝土部分相關(guān)，鋼筋不相關(guān)；B、 混凝土各鋼筋均相關(guān)；C、 混凝土和鋼筋均不相關(guān)；D、 混凝土不相關(guān)，鋼筋相關(guān)；8、T形和L形截面剪扭構(gòu)件可分成矩形塊計算，此時（ ）。A、 由各矩形塊分擔(dān)剪力B、 剪力全由腹板承擔(dān)

8、C、 剪力、扭矩全由腹板承擔(dān)D、 扭矩全由腹板承擔(dān)9、在彎矩、剪力和扭矩共同作用下、T形各I字形截面鋼筋混凝土構(gòu)件截面當(dāng)符合（ ）條件時，可不考慮扭矩對構(gòu)件承載力的影響。A、B、C、D、10、截面塑性抵抗矩是（ ）。A、 根據(jù)彈性理論導(dǎo)出的B、 假定截面上各點剪應(yīng)力等于導(dǎo)出的C、 在彈性理論基礎(chǔ)上考慮了塑性影響D、 經(jīng)驗公式11、矩形截面抗扭縱筋布置首先是考慮角隅處，然后考慮（ ）。A、 截面長邊中點B、 截面短邊中點C、 截面中心點D、無法確定12、素混凝土上構(gòu)件的實際抗扭承載力應(yīng)（ ）A、 按彈性分析方法確定B、 按塑性分析方法確定C、 大于按塑性分析方法確定的而小于按彈性分析方法確定的D

9、、大于按彈性分析方法確定的而小于按塑性分析方法確定的13、彎剪扭構(gòu)件承載力計算中（ ）的敘述不正確。A、 不考慮彎矩、剪力、扭矩的相關(guān)性，構(gòu)件在彎矩的作用下按受彎構(gòu)件有關(guān)方法計算。B、 剪力由腹板、受拉翼緣共同承受C、 扭矩由腹板、受拉翼緣和受壓翼緣共同承受D、 構(gòu)件配筋過多發(fā)生完全超筋性質(zhì)的脆性破壞，構(gòu)件的截面尺寸和混凝土強度等級應(yīng)符合的要求14、對受扭構(gòu)件中抗扭縱筋（ ）的說法不正確。A、應(yīng)盡可能均勻地沿截面周邊對稱布置B、在截面的四角可以設(shè)抗扭縱筋也可以不設(shè)抗扭縱筋C、在截面的四角必須設(shè)抗扭縱筋D、抗扭縱筋間距不應(yīng)大于300，也不應(yīng)大于截面短邊尺寸15、對受扭構(gòu)件中的箍筋，正確的敘述是（

10、 ）。A、箍筋可以是開口的，也可以是封閉的B、箍筋必須封閉且焊接連接，不得搭接C、箍筋必須封閉，但箍筋的端部應(yīng)做成的彎鉤，彎鉤未端的直線長度不應(yīng)小于和50。D、箍筋必須采用螺旋箍筋。四、簡答題1、什么是抗扭計算的變角空間桁架理論？2、素混凝土純扭構(gòu)件截面承力如何計算？3、彎扭構(gòu)件什么情況下按構(gòu)造配置受扭鋼筋？4、受扭構(gòu)件的截面抗扭塑性抵抗如何計算？5、T形、I字形截面抗扭構(gòu)件承載力計算時，有效翼緣寬度應(yīng)符合哪些條件？6、采用什么鋼筋抵抗扭矩？7、鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的破壞有幾種類型？各有何特點？8、為使抗扭縱筋與箍筋相互匹配，有效地發(fā)揮抗扭作用，對兩者配筋強度比應(yīng)滿足什么條件？9、在抗扭計算中如

11、何避免少筋破壞？10、抗扭縱筋配筋率與抗彎縱筋配筋率計算有何區(qū)別？12、純扭構(gòu)件承載力計算公式中的物理意義是什么？起什么作用？13、對的純扭構(gòu)件，應(yīng)如何配置受扭鋼筋？14、什么是剪扭相關(guān)關(guān)系？15、對彎扭構(gòu)件什么情況下可僅按彎矩和扭共同作用進行計算？什么情況下，可僅按彎矩和剪扭力共同作用進行計算？16、T形和I形截面彎剪構(gòu)件承載力計算原則是什么？17、受扭構(gòu)件對截面有哪些限制條件？18、受扭構(gòu)件中箍筋有哪些要求？19、受扭構(gòu)件中抗扭縱筋有哪些要求？20、在剪、扭構(gòu)件承載力計算中如符合下列條件，說明了什么？ 和；五、計算題1、已知鋼筋混凝土矩形截面純扭構(gòu)件，其截面尺寸承受設(shè)計扭矩 混凝土采用（f

12、t=1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2），鋼筋級（fy=210N/mm2），試計算其配筋。注： ；2、已知構(gòu)件截面尺寸承受設(shè)計彎距，設(shè)計剪力，設(shè)計扭距。 混凝土選用（ft=1.10N/mm2,fc=9.6N/mm2），鋼筋級（fy=210N/mm2），試計算其配筋。注： ； ；3、鋼筋混凝土框架梁，截面500mm ×500mm，凈跨6.3m，跨中有一短挑梁，如圖a所示。挑梁上作用有距梁軸線400mm的集中荷載p，梁上均布荷載（包括自重）設(shè)計值q=9kN/m，集中荷載設(shè)計值p=250kN，混凝土為C25（ft=1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2），縱筋采用HRB40

13、0鋼（ ），箍筋為HPB235鋼（fy=210N/mm2），求梁的配筋。注： ； ；t=1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2),鋼筋縱筋為HRB335級，（fy=300N/mm2）,箍筋為HPB235級（fy=210N/mm2），試進行該梁的設(shè)計。注： ； ；5、一均布荷載下的矩形截面鋼筋混凝土構(gòu)件，截面尺寸為b×h=220mm×450mm,承受彎，剪，扭的聯(lián)合作用，M=5.5×N/mm, 剪力設(shè)計值V=7.2×104扭矩設(shè)計值T=0.728×N/m,混凝土等級為C20（ft=1.10N/mm2,fc=9.6N/mm2）,箍筋為HPB2

14、35鋼（fy=210N/mm2），鋼筋縱筋為HRB335級（fy=300N/mm2），試計算此截面所縱向鋼筋和箍筋面積。注： ； ； 圖a 圖b參考答案一、填空題1、彈性理論 塑性理論 混凝土為理想的塑性材料2、長邊中點 空間扭曲破壞面3、少筋破壞 適筋破壞 部分超筋破壞 完全超筋破壞4、減??； 減小5、V/b+T/w0.256、截面周邊均勻?qū)ΨQ ；不應(yīng)大于300mm7、翼緣和腹板； 腹板，翼緣和腹板8、， ， 9、0.61.710、封閉 相互搭接且搭接長度不小于30d（d為箍筋直徑）二、判斷題1、× 2、 3、× 4、 5、× 6、× 7、 8、 9、

15、× 10、 11、12、× 13、× 14、 15、× 16、 17、 18、× 19、× 20、三、選擇題1、A 2、D 3、B 4、B 5、D 6、B 7、A 8、B 9、C 10、B 11、A 12、D 13、B 14、B 15、C四、簡答題1、鋼筋混凝土構(gòu)件受扭時，核芯部分的混凝土所起的抗扭作用很小，因此可以將開裂后的破壞圖形比擬為一個空間桁架，縱筋可看成這個空間桁架的弦桿，箍筋可看成這個空間桁架的豎桿，斜裂縫之間的混凝土條帶可看成這個空間桁架的斜壓腹桿，斜裂縫與水平的傾角是隨著縱向鋼筋和箍筋的配筋強度比值而變化，按這種方法的

16、計算稱為空間桁架理論。2、為了估計素混凝土純扭構(gòu)件的抗扭承載力，通常借助于彈性分析方法和塑性分析法。實驗表明，用彈性分析方法計算的構(gòu)件抗扭承載力比實測的抗扭承載力低，而用塑性分析法計算的構(gòu)件抗扭承載力比實測的抗扭承載力略大，可見素混凝土純扭構(gòu)件的抗扭承載力介于彈性分析方法和塑性分析法結(jié)果之間，規(guī)范采用了對塑性分析的結(jié)果乘以一個小于1的系數(shù)（這里系數(shù)用0.7）。3為了保證彎扭構(gòu)件在低配筋時混凝土不致發(fā)生脆斷，規(guī)范規(guī)定，當(dāng)符合下列條件時，受扭鋼筋按構(gòu)造配置： 4矩形截面按下列計算： T形截面按下列計算：腹板 受壓翼緣 受拉翼緣5計算受扭構(gòu)件承載力時，有效翼緣寬度應(yīng)符合下列條件：（1）； （2）6在

17、混凝土構(gòu)件中配置適當(dāng)?shù)目古や摻?，?dāng)混凝土開裂后，可由鋼筋繼續(xù)承擔(dān)壓力，這對提高構(gòu)件的抗扭承載力有很大作用，根據(jù)彈性分析結(jié)果，扭矩在構(gòu)件中引起的主拉應(yīng)力方向與構(gòu)件軸線成45°，因此，最合適的配筋方式是在構(gòu)件靠近表面處設(shè)置呈45°走向的螺旋鋼筋，但這種配筋方式便于施工，且當(dāng)扭矩改變方向后則完全失去效用。在實際工程中，一般是采用由靠近構(gòu)件表面設(shè)置的橫向箍筋和沿構(gòu)件周邊均勻?qū)ΨQ布置的縱向鋼筋共同組成的杭扭鋼筋骨架。它恰好與構(gòu)件中抗彎鋼筋和抗剪鋼筋的配置相協(xié)調(diào)。7根據(jù)國內(nèi)外相當(dāng)數(shù)量的鋼筋混凝土純扭構(gòu)件的試驗結(jié)果，可將這類構(gòu)件的破壞特征歸納為下列4種類型： （1）少筋破壞 ： 當(dāng)箍筋和

18、縱筋，或者其中之一過少時，配筋構(gòu)件的抗扭承載力與素混凝上構(gòu)件沒有實質(zhì)性的差別，其破壞扭矩基本上與開裂扭矩相等，這種少筋構(gòu)件的破壞是脆性的，沒有任何頂兆，在工程中應(yīng)予避免。為此規(guī)范對受扭構(gòu)件的箍筋和縱筋的數(shù)量分別作了最小配筋率的規(guī)定。 (2)適筋破壞： 當(dāng)構(gòu)件中的箍筋和縱筋配置適當(dāng)時，破壞前構(gòu)件上陸續(xù)出現(xiàn)多條與桿件軸線呈角的螺旋裂縫，隨著與其中一條裂縫相交的箍筋和縱筋達到屈服，該條裂縫不斷加寬，直到最后形成三邊開裂一邊受壓的空間扭曲破壞面，進而受壓邊混凝土壓碎，整個過程具有一定的延性和較明顯的預(yù)兆。因此，受扭構(gòu)件應(yīng)盡可能設(shè)計成這種具有適筋破壞特征的構(gòu)件。 （3）部分超筋破壞： 當(dāng)構(gòu)件中配置的箍筋

19、或縱筋的數(shù)量過多時，在構(gòu)件破壞之前，只有數(shù)量相對較少的那部分鋼筋受拉屈服而另一部分鋼筋直到受壓邊混凝土被壓碎時仍未能屈服，故稱為“部分超配筋”情況。由于構(gòu)件破壞時有部分鋼筋達到屈服，破壞特征井非完全脆性，故這種構(gòu)件在工程中還是可以采用的。 (4)超筋破壞： 當(dāng)箍筋相縱筋都配置過多時，在兩者都還未能達到屈服之前，構(gòu)件因前述空間桁架機構(gòu)中的混凝土斜壓桿被局部壓碎而導(dǎo)致突然破壞。在破壞前，構(gòu)件上也出現(xiàn)間距較密的螺旋裂縫，但直到破壞這些裂縫的寬度仍不大，破壞具有明顯的脆性性質(zhì)，而且抗扭鋼筋未能得到充分的利用，因此，應(yīng)避免設(shè)計這種“完全超配筋”的構(gòu)件，具體作法可通過構(gòu)件最小截面尺寸的限制，以間接地規(guī)定截

20、面的抗扭承載力上限和抗扭鋼筋的最大用量。8為了使抗扭縱筋與箍筋相互匹配，有效地發(fā)揮抗扭作用，應(yīng)使兩者的強度比06l7，最佳配合比為12左右。9為了防止構(gòu)件發(fā)生“少筋”性質(zhì)的脆性破壞，在彎剪扭構(gòu)件中箍筋和縱向鋼筋的配筋率和構(gòu)造要求應(yīng)符合下列規(guī)定。 箍筋的配箍率不應(yīng)小于其最小配箍率。即；。 縱向鋼筋的配筋率，不應(yīng)小于受彎構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率與受扭構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率之和。對受彎構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率，規(guī)范規(guī)定：當(dāng)混凝土的強度等級不大于C35時，取；當(dāng)混凝土的強度等級為C40C60時，取020；對受扭構(gòu)件縱向受力鋼筋的最小配筋率可取：，抗扭縱筋按的全截面計算配筋率。10抗扭縱筋

21、配筋率等于：抗扭縱筋與截面面積()的比值。而抗彎縱筋配筋率等于抗彎縱筋與截面有效面積()的比值。11純扭承載力計算公式中為縱筋與箍筋的強度比，其表達為，一縱筋、箍筋的抗拉強度設(shè)計值一對稱布置的全部縱筋截面面積：一箍筋的單肢截面面積，S箍筋的間距；一一箍筋核芯部分的周長，和分別為從箍筋內(nèi)皮計算的截面核芯的短邊和長邊 抗扭縱筋與箍筋的配筋強度比的大小影響到破壞的形態(tài)、抗扭承載力的大小和材料強度的發(fā)揮程度。試驗表明，抗扭縱筋或抗扭箍筋配得過多時，都不能充分被利用。 試驗表明，當(dāng)在0520變化時，縱筋與箍筋在構(gòu)件破壞時基本都能達到屈服強度，為慎重起見，建議取的適用條件為06l7 當(dāng)>17時，仍按

22、17計算，為了施工方便，便于配筋，設(shè)計中通常取=101212純扭構(gòu)件，當(dāng)T07時，可按配筋率的下限及構(gòu)造要求配筋 (1)最小配箍率：； (2)最小縱筋配筋率：13對于剪扭構(gòu)件，其剪力和扭矩對構(gòu)件內(nèi)的混凝土和箍筋的內(nèi)力均有一定的聯(lián)系和影響。其截面同時承受剪切和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的雙重作用，混凝土和箍筋既貢獻于抗剪又貢獻于抗扭，因此，構(gòu)成了剪扭之間相互關(guān)系。相互關(guān)系可通過試驗或理論分析得出相關(guān)關(guān)系曲線，以便確定彼此之間相互影響的程度。剪扭之間的相關(guān)曲線在其無量綱坐標(biāo)中可用四分之一圓來反映。14 (1)受剪： 對集中荷載作用廠的矩形截面鋼筋混凝上剪扭構(gòu)件（包括作用有多種荷載，且其中集中荷載對支座截面或節(jié)點邊緣

23、所產(chǎn)生的剪力值占總剪力值的75以上）時應(yīng)該改用下式：(2)受扭：式中：為剪扭構(gòu)件混凝上抗扭能力降低系數(shù)當(dāng)為集中荷載時計算公式的適用條件如下：；當(dāng)為集中荷載時(1)防止完全超筋破壞，截面尺寸應(yīng)符合：(2)滿足下式，可不進行抗剪與抗扭計算只按構(gòu)造要求配置箍筋和抗扭縱筋并注意箍筋和縱筋還要滿足一定的構(gòu)造要求：15(1)當(dāng)符合下列條件時可僅按彎矩和扭矩共同作用進行計算：或 (2)當(dāng)符合下列條件時可僅按彎矩和剪力共同作用進行計算：16(1)不考慮彎矩與剪力、扭矩的相關(guān)性件，構(gòu)件在彎矩的作用下按受彎構(gòu)件構(gòu)件在彎矩的作用下按受彎構(gòu)件。 (2)剪力全部由腹板承受。 (3)扭矩由腹板、受拉翼緣相受壓翼緣共同艱受，各部分分擔(dān)的扭矩設(shè)計值按下列各式計算。 腹板： 受壓翼板：；受拉翼板：17為了避免受扭構(gòu)件配筋過多發(fā)生完全超筋性質(zhì)的脆性破壞，受扭構(gòu)件截面尺寸應(yīng)符合下列要求，；當(dāng)不滿足上式要求時，應(yīng)增大截面尺寸。18受扭構(gòu)件中的箍筋