第五章钢筋混凝土受扭构件

1、97第五章受扭构件承载力计算一、填空题：降低：扭矩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 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 、一 四种破坏。3、抗扭纵筋应沿周边均匀 布置,其间距 -200mm4、钢筋混凝土弯、剪、扭构件箍筋的最小配筋率Psvmn =0.28工，抗弯纵f yv向钢筋的最小配筋率0.2%和0.45fL ，抗扭纵向钢筋的最小配筋率。fy5、混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比。应在_0.61.7 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

2、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。（X ）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0.6，£1.7。（）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。（x ）Asti f yv4、矩形截面纯扭构件的抗扭承载力计算公式T < 0.35 ftWt +1.2Acor只s考虑混凝土和箍筋提供的抗扭承载力（X ）5、对于承受弯、剪、扭的构件，为计算方便，规范规定：T三0.17

3、5ftWt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：V M0.35ftbh。或V EHftbh。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。'1（ ）7、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。（x ）V T8、对于弯、剪、扭构件，当 +M0.25Pcfc加大截面尺寸或提高混凝土bh00.8Wt强度等级。（V ） V T9、对于弯、剪、扭构件，当满足 十 M0.7ft时，箍筋和抗扭纵筋按其最小配bho Wt筋率设置。这时只需对

4、抗弯纵筋进行计算。（ V ）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（ V ）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（x）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（x ）三、选择题：1、钢筋混凝土纯扭构件， 抗扭纵筋和箍筋白配筋强度比0.6 MM 1.7 ,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Asti ,以下列（ A ）项理解是正确的。A Astl为对称布置的包括四角和周边全部受扭纵筋

5、面积B Astl为对称布置的四角受扭纵筋面积 C Astl为受扭纵筋加抗负弯矩的上边纵筋面积D Astl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Ast1 ,以下列（）项理解是正确的。A Ast1为沿截面周边布置的受扭箍筋单肢截面面积B Ast1为沿截面周边布置的全部受扭箍筋面积C Ast1为沿截面周边布置的受扭和受剪箍筋面积D Ast1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二应（D ）。A 0.5 B>2.0 C不受限制D在0.6 1.7之间5、受扭构件的配筋方式可为（ B ）。A仅配抗扭箍筋

6、 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,

7、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 50mm D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

8、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Pt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

9、形、工字形截面构件，如何考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T =18KN.m ,截面尺寸 250M500mm, C25混凝土，箍筋为 HRB335a钢筋，纵筋为 HRB40Ca钢筋。环境类另U 为二类，试计算截面的配筋数量。2_2_2_2(注：fc=11.9N/mm , ft=1.27N/mm , fy=360N/mm , fyv=300N/mm )5-2某雨篷梁，承受弯矩、剪力、扭矩设计值为M =25KN.m, V=40KN ,_ 2fy =360N/mmT =6KN.m,截面尺寸240M240mm,C25混凝土，箍筋为hrb335a钢筋，纵筋为H

10、RB400 级钢筋。环境类别为一类 a,试计算雨篷梁的配筋数量。2_2(注：fc=11.9N/mm ,ft=1.27N/mm ,2fyv =300N/mm )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T ftVb fy3、周边均匀布置w 200mm4、Psv,min =0.28： 0.2% 和 0.45：Pst,min =0.6f yvf y5、0.61.7，9、， 10、V 11、6、封闭锚入混凝土核心至少 10d 二、判断题： 1、X2、，3、X 4、X5、，6、，7、X8、9、 C 10、 AX X 三、选择题： 1、A 2、A 3、A 4、D 5、

11、B 6、B 7、A 8、B 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 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

12、。，而新规范根据近年来的试验结果和理论分析认为，a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)一一靠近构件表面设置横向的抗扭箍筋；(2)配置抗扭纵向钢筋一一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：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；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

13、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：T W0.25PcfcM0.8Wt (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。2Af,受扭箍筋的最小配筋率：sv =-2型-丁vmin =0.28Lsvsv,i iinbSfyv受扭纵筋最小配筋率：；tl =& - ：tlmin =0.6 T ftbh ,Vb fy工 A 2时，取工=2 ;对纯扭构件，剪力设计值 V=1。VbVb.fyAstl . fyv。fyAstlS6、(1)，受扭纵向

14、与横向钢筋配筋强度比：C =一/=-corSf yv Ast1 -cor(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0.5 M 2.0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 0.6 <； <1.7 o在工程设计中，为了设计方便，通常取 1.01.2 (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

15、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5-1 T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

16、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，采用折减系数久来考虑剪扭共同作用的影响。9、（1） 一般情况下:tVWt1 0.5-Tbh0（2）以集中荷载为主的构件:1.51 0.2( 1.0)VWtTbh0（3） 0.5 < -t <1.010、（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

17、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。 0.25 '-cfcbh00.8WtY T r , ，、,12、当满足 十 W0.7ft时，箍筋和抗扭纵筋按其最小配筋率设置。这时，只 bh° Wt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

18、（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、工字形截面构件，如何考虑各部分截面的抗力？(1)抗弯纵筋应按整个截面计算;(2)腹板应承担全部的剪力和相应分配的扭矩;(3)受压和受拉翼缘不考虑其承受剪力，按其所分配的扭矩按纯扭构件计算。五、计算题：5-1解题思路：本题属矩形截面纯扭构件的计算，先验算截面尺寸，再验算是否需 要按计算配置受扭筋；若不需按计算配置抗扭钢筋，则按构造要求配筋；若需要按计算 配置抗

19、扭钢筋，可先假定 。值，然后按矩形截面钢筋混凝土纯扭构件的抗扭承载力计算 公式即可求得，按步骤进行计算。【 解 】1=11.9N/mm2 ,ft=1.27N/mm2 , L=360N/mm2cty2fyv =300N/mm ,混凝土保护层为 30mm1、验算截面尺寸是否满足要求= 13.021 106 mm3b22502Wt=(3h-b)= (3 500 -250)T _18 1060.8Wt0.8 13.021 10666= 1.728 0.25 %fc =0.25 1.0 11.9 = 2.975 c c故截面尺寸满足要求2、验算是否按计算配置抗扭钢筋0.7ftWt =0.7 1.27 1

20、3.021 106 =11.58KNN .m T=18KN.m故需按计算配置受扭钢筋3、抗扭箍筋的计算bcor =250 -30M2=190mm, hc0r= 500 -30 父 2 = 440mm(1)假定 U =1.1由 T <0.35 ftWt +1.2 . Acor Afv 得 sAst1sT -0.35 ftWt1.2 J fyvAcor18 106 -0.35 1.27 13.021 1061.2 1.1 300 190 440-0.387(3)箍筋直径及间距的确定选用68箍筋(Asv = 50.3mm2),双肢箍，n = 2贝U s = Ast1 = 50.3 = 130m

21、m0.3870.387取s =120mm<Smax = 200mm (满足构造要求)即所配箍筋为 】8120(4)验算抗扭箍的配筋率、2Ast12 50.3r =sv_ _bs 250 120=0.34% . %min = 0.28ftf yv1.27= 0.28=0.12%300满足要求4、抗扭纵筋的计算(1)按，=fAL/Lv&corfyAstls 得 f yv Ast1corf yv ucorAst11.1 300 190 440fy36050.32=484mm2120484bh 250 500(2)验算抗扭纵筋配筋率= 0.387% 之 Ptl min =0.6jTf-

22、=0.62x127 = 0.30% ,Vb fy360满足要求2(3)选筋：选用 612 ( As = 678mm )5-2 解题思路：本题为弯、剪、扭构件，采用相应的计算公式进行计算，可先配置 受弯纵筋，再配抗剪及抗扭钢筋。注意各计算公式的适用条件、钢筋的叠加、配筋的构 造要求等，按步骤进行计算。【解】3=11.9N/mm2 , ft = 1.27 N / mm2 , fv = 360N / mm2cy2fyv =300N/mm ,混凝土保护层为 25mm, hg =240-35 = 205mm1、验算截面尺寸是否满足要求2一 2b240Wt = (3h b)=66(3 240 -240)=

23、4.608 106mm3V T+bh00.8Wt40 10318 106+240 205 0.8 4.608 106=2.4410.25- cfc =0.25 1.0 11.9 =2.975故截面尺寸满足要求2、验算是否按计算配置抗扭钢筋VT40 10318 1066bh0 Wt240 205 4.608 106= 2.1150.7 ft =0.7 1.27 =0.889故需按计算配置受剪、受扭钢筋3、确定计算方法(1)验算是否考虑剪力的影响V =40KN - 0.35 ftbh。= 0.35 1.27 240 205 =21.87KN故不能忽略剪力的影响(2)验算是否考虑扭矩的影响T =6K

24、N - 0.175ftWt =0.175 1.27 4.608 106 =1.024KN .m故不能忽略扭矩的影响因此，应按、剪、扭构件进行设计4、受弯构件承载力计算一f1.27Pmin =0.2% > 45= 45M = 0.16%,取 Pmin =0.2% fy360(1)3sM：1fcbh。225 10621.0 11.9 240 2052=0.208 Mc(s,max= 0.384 (不超筋)1.1-2。2082= 0.882(3) AMsfyh025 1060.882 360 2052=384mm2.至 Pminbh = 0.2% 父240 父 240 = 115mm (不少筋)5、抗剪承载力计算1.51 0.5VWtTbh。1.540 103 4.608 1061 0.566 10240 205= 1.143 - 1A“由 V <(1.5 -Pt)0.7ftbh0 + 1.25fyvqh0 得s0.236AsvV -(1.5 - 5)0.7例 40 103 -(1.5-1) 0.7 1.27 240 205s -1.