第五章钢筋混凝土受扭构件

81第五章受扭构件承载力计算一、填空题：1、钢筋混凝土弯、剪、扭构件，剪力的增加将使构件的抗扭承载力降低；扭矩的增加将使构件的抗剪承载力降低。2、由于配筋量不同，钢筋混凝土纯扭构件将发生、、、四种破坏。3、抗扭纵筋应沿周边均匀布置，其间距mm200。4、钢筋混凝土弯、剪、扭构件箍筋的最小配筋率yvtsvff28.0min,，抗弯纵向钢筋的最小配筋率%2.0和ytff45.0，抗扭纵向钢筋的最小配筋率。5、混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比应在7.1~6.0范围内。6、为了保证箍筋在整个周长上都能充分发挥抗拉作用，必须将箍筋做成封闭形状，且箍筋的两个端头应锚入核心混凝土至少10d。二、判断题：1、受扭构件中抗扭钢筋有纵向钢筋和横向钢筋，它们在配筋方面可以互相弥补，即一方配置少时，可由另一方多配置一些钢筋以承担少配筋一方所承担的扭矩。（×）2、受扭构件设计时，为了使纵筋和箍筋都能较好地发挥作用，纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值控制在7.16.0。（）3、在混凝土纯扭构件中，混凝土的抗扭承载力和箍筋与纵筋是完全独立的变量。（×）4、矩形截面纯扭构件的抗扭承载力计算公式ttWfT35.0+sfAAyvstcor12.1只考虑混凝土和箍筋提供的抗扭承载力（×）5、对于承受弯、剪、扭的构件，为计算方便，规范规定：ttWfT175.0时，不考虑扭矩的影响，可仅按受弯构件的正截面和斜截面承载力分别进行计算。（）6、对于承受弯、剪、扭的构件，为计算方便，规范规定：035.0bhfVt或01875.0bhfVt时，不考虑剪力的影响，可仅按受弯和受扭构件承载力分别进行计算。（）827、弯、剪、扭构件中，按抗剪和抗扭计算分别确定所需的箍筋数量后代数相加，便得到剪扭构件的箍筋需要量。（×）8、对于弯、剪、扭构件，当cctfWTbhV25.08.00加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。（√）9、对于弯、剪、扭构件，当满足ttfWTbhV7.00时，箍筋和抗扭纵筋按其最小配筋率设置。这时只需对抗弯纵筋进行计算。（√）10、钢筋混凝土弯、剪、扭构件中，弯矩的存在对构件抗剪承载力没有影响（√）11、钢筋混凝土弯、剪、扭构件中，剪力的存在对构件抗扭承载力没有影响（×）12、钢筋混凝土弯、剪、扭构件中，弯矩的存在对构件抗扭承载力没有影响（×）三、选择题：1、钢筋混凝土纯扭构件，抗扭纵筋和箍筋的配筋强度比7.16.0，当构件破坏时，（A）。A纵筋和箍筋都能达到屈服强度B仅纵筋达到屈服强度C仅箍筋达到屈服强度D纵筋和箍筋能同时达到屈服强度2、混凝土构件受扭承载力所需受扭纵筋面积stlA，以下列（A）项理解是正确的。AstlA为对称布置的包括四角和周边全部受扭纵筋面积BstlA为对称布置的四角受扭纵筋面积CstlA为受扭纵筋加抗负弯矩的上边纵筋面积DstlA为受扭纵筋加抗正弯矩的下边纵筋面积3、混凝土构件受扭承载力所需受扭纵筋面积1stA，以下列（）项理解是正确的。A1stA为沿截面周边布置的受扭箍筋单肢截面面积B1stA为沿截面周边布置的全部受扭箍筋面积C1stA为沿截面周边布置的受扭和受剪箍筋面积D1stA为沿截面周边布置的受扭和受剪箍筋单肢截面面积4、设计钢筋混凝土受扭构件时，其受扭纵筋与受扭箍筋强度比应（D）。A5.0B0.2C不受限制D在7.1~6.0之间5、受扭构件的配筋方式可为（B）。83A仅配抗扭箍筋B配置抗扭纵筋和抗扭箍筋C仅配置抗扭纵筋D仅配置与裂缝方向垂直的45°方向的螺旋状钢筋6、下列关于钢筋混凝土弯剪扭构件的叙述中，不正确的是（B）。A扭矩的存在对构件的抗弯承载力有影响B剪力的存在对构件的抗扭承载力没有影响C弯矩的存在对构件的抗扭承载力有影响D扭矩的存在对构件的抗剪承载力有影响7、矩形截面抗扭纵筋布置首先是考虑角隅处，然后考虑（A）。A截面长边中点B截面短边中点C截面中心点D无法确定8、受扭构件中的抗扭纵筋（B）的说法不正确。A应尽可能均匀地沿周边对称布置B在截面的四角可以设抗扭纵筋也可以不设抗扭纵筋C在截面四角必设抗扭纵筋D抗扭纵筋间距不应大于200mm，也不应大于短边尺寸9、对受扭构件中的箍筋，正确的叙述是（C）。A箍筋可以是开口的，也可以是封闭的B箍筋必须封闭且焊接连接，不得搭接C箍筋必须封闭，但箍筋的端部应做成135°的弯钩，弯钩末端的直线长度不应小于5d和50mmD箍筋必须采用螺旋箍筋10、剪扭构件的承载力计算公式中（A）。A混凝土部分相关，钢筋不相关B混凝土和钢筋均相关C混凝土和钢筋均不相关D混凝土不相关，钢筋相关四、简答题：1、受扭构件如何分类？2、什么是抗扭计算的变角空间桁架理论？3、简述受扭构件的配筋形式。4、钢筋混凝土纯扭构件有哪些破坏形态？以哪种破坏作为抗扭计算的依据？5、纯扭构件计算中如何避免少筋破坏和超筋破坏？6、受扭构件计算公式中，的物理意义是什么？起什么作用？有何限制？7、对钢筋混凝土T形、倒L形、工字形截面受扭构件，截面怎样分块？8、什么叫弯、剪、扭相关性？规范如何考虑其相关性的？9、钢筋混凝土剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数t怎样计算？取值范围？10、受弯、受剪和受扭钢筋各应配置在截面的什么位置？哪些钢筋可以合并设置？11、钢筋混凝土弯剪扭构件对截面有哪些限制条件？12、弯、剪、扭构件，什么条件下可不进行抗扭钢筋的计算，而只按构造要求配筋？13、受扭构件中对箍筋有哪些要求？14、受扭构件中，纵向抗扭钢筋应如何布置？15、对于弯矩、剪力、扭矩共同作用下的T形、倒L形、工字形截面构件，如何考84虑各部分截面的抗力？五、计算题：5-1某矩形截面纯扭构件，承受扭矩设计值为mKNT.18，截面尺寸mm500250，C25混凝土，箍筋为HRB335级钢筋，纵筋为HRB400级钢筋。环境类别为二类，试计算截面的配筋数量。（注：2/9.11mmNfc，2/27.1mmNft，2/360mmNfy，2/300mmNfyv）5-2某雨篷梁，承受弯矩、剪力、扭矩设计值为mKNM.25，KNV40，mKNT.6，截面尺寸mm240240，C25混凝土，箍筋为HRB335级钢筋，纵筋为HRB400级钢筋。环境类别为一类a，试计算雨篷梁的配筋数量。（注：2/9.11mmNfc，2/27.1mmNft，2/360mmNfy，2/300mmNfyv）参考答案一、填空题：1、降低降低2、少筋破坏适筋破坏部分超筋破坏完全超筋破坏3、周边均匀布置mm2004、yvtsvff28.0min,%2.0和ytff45.0ytstlffVbT6.0min,5、7.1~6.06、封闭锚入混凝土核心至少10d二、判断题：1、×2、√3、×4、×5、√6、√7、×8、√9、√10、√11、×12、×三、选择题：1、A2、A3、A4、D5、B6、B7、A8、B9、C10、A四、简答题：1、钢筋混凝土结构在扭矩作用下，根据扭矩形成的原因，可以分为两种类型：（1）平衡扭转：若结构的扭矩是由荷载产生的，其扭矩可根据平衡条件求得，与构85件抗扭刚度无关，这种扭转称为平衡扭转。（2）协调扭转或称附加扭转：超静定结构中由于变形的协调使截面产生的扭转，称为协调扭转或附加扭转。2、钢筋混凝土构件受扭时，核芯部分的混凝土所起的抗扭作用很小，因此可将其开裂后的破坏图形比拟为一个空间桁架，纵筋可看成这个空间桁架的弦杆，箍筋可看成这个空间桁架的竖杆，斜裂缝之间的混凝土条带可看成这个空间桁架的斜压腹杆。原设计《规范》假定斜裂缝与水平线的倾角成45°，而新《规范》根据近年来的试验结果和理论分析认为，角随着纵向钢筋和箍筋的配筋强度比值而变化，称为变角空间桁架理论法。3、（1）配置横向钢筋（抗扭箍筋）——靠近构件表面设置横向的抗扭箍筋；（2）配置抗扭纵向钢筋——沿周边均匀对称布置纵向抗扭钢筋。4、（1）少筋破坏：当抗扭箍筋和纵筋或者其中之一配置过少时。破坏具有突然性，属脆性破坏。（2）适筋破坏：当构件中的箍筋和纵筋配置适当时，破坏具有延性性质，有较明显的预兆。（3）超筋破坏：①部分超筋：当构件中的箍筋或纵筋有一种配的太多时，有一定预兆；②当受扭箍筋和纵筋都太多时，破坏突然发生，属脆性破坏。钢筋混凝土受扭构件应以适筋破坏为依据，设计时，应设计成具有此种破坏特征的受扭构件。5、（1）为防止超筋破坏：通过控制截面尺寸不能太小，《规范》做如下规定：tccWfT8.025.0（0.8是考虑了可靠度要求对Wt的折减）（2）防止少筋破坏：《规范》对受扭构件的箍筋和纵筋的数量分别规定了最小配筋率，以防止此种破坏的发生。①受扭箍筋的最小配筋率：yvtsvstsvffbsA28.02min,1②受扭纵筋最小配筋率：yttlstltlffVbTbhA6.0min,86③2VbT时，取2VbT；对纯扭构件，剪力设计值V=1。6、（1）受扭纵向与横向钢筋配筋强度比：corstyvstlystyvcorstlyAfsAfsAfAf11/（2）试验表明，为了使抗扭钢筋（抗扭箍筋和抗扭纵筋）都能发挥其作用，达到屈服，应将其用量控制在合理的范围内。实际工程中采用控制纵向钢筋和箍筋的配筋强度比，可以达到上述目的。（3）试验表明：当在0.25.0变化时，纵筋与箍筋在构件破坏时基本上都能达到屈服强度，但为慎重起见，建议取7.16.0。在工程设计中，为了设计方便，通常取1.0~1.2（1.2比较理想）。7、对于T形、倒L形、工字形截面的受扭构件，可近似地将其截面视为由若干个矩形截面组成。分块的方法与腹板的宽度有关，当腹板的宽度大于上下翼缘的高度时，按图5-1（a）所示方式划分计算比较方便；当腹板的宽度小于上下翼缘的高度时，按图5-1（b）所示方式划分计算比较方便。图5-1T形及工字形截面划分矩形截面的方法8、受扭构件同时受到弯矩的作用或同时受到剪力的作用时，由于扭矩的作用会使构件的抗弯抗剪能力降低；同样，由于弯矩的作用也会使构件的抗扭能力降低，故称之为弯、剪、扭相关性。完全考虑弯、剪、扭构件的相关性是十分复杂的，在工程设计中也不便推行，目前在：（1）弯扭共同作用时，其承载力相关性影响因素较多，精确计算十分复杂，仍采用将受弯所需的纵筋和受扭所需的纵筋分别计算然后叠加的方法；（2）在剪扭共同作用时，考虑了混凝土的部分的承载力相关性，而箍筋仍按受扭和受剪承载力计算然后进行叠加后配筋。混凝土部分承载力相关性计算中，采用折减系数t87来考虑剪扭共同作用的影响。9、（1）一般情况下：05.015.1TbhVWtt（2）以集中荷载为主的构件：0)0.1(2.015.1TbhVWtt（3）0.15.0t10、（1）抗弯纵筋应布置在受拉区；（2）而抗扭纵筋应沿梁截面周边均匀布置；因角部必设钢筋，因此角部的抗弯与抗扭纵筋是叠加的，其它的不变（注意叠加的方法，应考虑节约钢材）。（3）箍筋（抗剪和抗扭）：按修正后的抗剪、抗扭承载力计算的公式分别计算出抗剪和抗扭箍筋（求出其单肢箍筋的截面积与间距的比值），然后进行叠加。但必须注意：先叠加后选筋11、为避免超筋破坏：构件应满足下列条件，若不满足，则加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。cctfWTbhV25.08.0012、当满足ttfWTbhV7.00时，箍筋和抗扭纵筋按其最小配筋率设置。这时，只需对抗弯纵筋进行计算。13、（1）在受扭构件中，箍筋在整个周长上均受拉力。因此，抗扭箍筋必须做成封闭式的，且沿周边均匀布置。为保证搭接处受力不产生滑支，当采用绑扎骨架时，应将箍筋末端弯折成135°角，并锚入混凝土核心至少10d锚固长度；（2）箍筋的直径、间距应符合受剪时的要求（直径、间距）。14、（1）抗扭纵筋沿截面均匀对称布置，且在截面四角必须设置，间距不大于200mm和截面宽度b；（2）当受扭纵筋按计算确定时，纵筋的接头及锚固均应按受拉钢筋构造要求处理。15、对于弯矩、剪力、扭矩共同作用下的T形、倒L形、工字形截