第六章 受扭构件承载力计算

1、第8章 受扭构件承载力计算一、填空题1、 素混凝上纯扭构件的承载力介于_和_分析结果之间。是假设_导出的。2、 钢筋混凝土受扭构件随着扭矩的增大，先在截面_最薄弱的部位出现斜裂缝，然后形成大体连续的_。3、 由于配筋量不同，钢筋混凝土纯扭构件将发生_破坏、_破坏、_破坏、_破坏。4、 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_；扭矩的增加将使构件的抗剪承载力_。5、 为了防止受扭构件发生超筋破坏，规范规定的验算条件是_。6、 抗扭纵向钢筋应沿_布置，其间距_。7、 T行截面弯、剪、扭构件的弯矩由_承受，剪力由_承受，扭矩由_承受。8、 钢筋混凝土弯、剪、扭构件箍筋的最小配筋率=

2、 _，抗弯纵向钢筋的最小筋率= _，抗扭纵向钢筋的最小配筋率= _。9、 混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比应在_范围内。10、 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_形状。，且箍筋的两个端头应_。二、判断题1、钢筋混凝土构件受扭时，核芯部分的混凝土起主要抗扭作用。 （ ）2、素混凝土纯扭构件的抗扭承载力可表达为，该公式是在塑性分析方法基础上建立起来的。 （ ）3、受扭构件中抗扭钢筋有纵向钢筋和横向箍筋，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。（ ）4、受扭构件设计时，为了使纵筋和箍筋都能较好地发挥作用，

3、纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值应满足以下条件：0.61.7。 （ ）5、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。（ ）6、矩形截面钢筋混凝土纯扭构件的抗扭承载力计算公式只考虑混凝土和箍筋提供的抗扭计算。 （ ）7、在纯扭构件中，当时，可忽略扭矩的影响，仅按普通受弯构件的斜截面受剪承载力公式计算箍筋用量。 （ ）8、在弯、剪、扭构件中，当或时，可忽略剪力的影响，按纯扭构件的受承载力公式计算箍筋用量。 （ ）9、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。 （ ）10、受扭构件上的裂缝，在总体成螺旋形，但不是连续贯通的，而是断断

4、续续的。 （ ）11、受扭构件强度计算中的就是变角空间桁架模型中混凝土斜压杆与构件纵轴线交角的余切，即。 （ ）12、在钢筋混凝土弯扭构件中，不作抗扭强度计算的判别式是 。（ ）13、在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的矩形、T形和I形截面钢筋混凝土弯剪扭构件中，当时，可忽略扭矩，仅按受弯构件的正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力计算。（ ）14、在弯剪扭构件中，当或时，可仅按接受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力分别计算。 （ ）15、弯剪扭构件中，当剪力和扭矩均不能忽略时，纵向钢筋应按弯弯构件的正截面承载力和剪扭构件的受扭承载力分别按所需的钢筋截面面积进行配置，箍筋应按剪扭构件的受剪承

5、载力和受扭承载力分别按所需的箍筋截面面积进行配置。 （ ）16、有一弯扭构件，其截面配筋如图（a）所示，其中抗弯所需的纵向钢筋如图（b）所示，则在复核此弯扭构件强度时，抗扭纵向钢筋的截面面积应取为212+2（216-212）。（ ）17、钢筋混凝土弯剪扭构件中弯矩的存在对构件的抗剪承载力没有影响。 （ ）18、钢筋混凝土弯剪扭构件中，剪力的存在对抗扭承载力没有影响。 （ ）19、钢筋混凝土弯剪扭构件中，扭矩的存在对构件的抗剪承载力没有影响。 （ ）20、钢筋混凝土弯剪扭构件中，弯矩的存在对构件的抗扭承载力没有影响。 （ ）三、选择题1、对于弯剪扭构件，（ ）。A.当时，应加大截面；B.当可不进

6、行受剪承载力计算，按最小配箍率确定受剪箍筋；C.当时，可不进行受扭承载力计算，按最小配箍率确定受扭箍筋。D.当时，可忽略剪力和扭矩影响，仅按受弯承载力配筋。2、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（ ）。A.<0.5B.>2.0C.不受限制3、受扭构件的配筋方式可为 （ ）。A.仅配置抗扭箍筋B.配置抗扭箍筋和抗扭纵筋C.仅配置抗扭纵筋D.仅配置与裂缝方向垂直的45º方向的螺旋状钢筋4、受扭纵筋与箍筋的配筋强度比在0.61.7之间时，（ ）。.均布纵筋、部分箍筋屈服.均布纵筋，箍筋均屈服.仅箍筋屈服.不对称纵筋、箍筋均屈服5、剪扭构件计算时（ ）。A 混

7、凝土承载力不变；B 混凝土受剪承载力不变；C 混凝土受剪承载力为纯扭时的一半；D 混凝土上受剪载力为纯剪时一半；6、下列关于钢筋混凝土弯剪扭构件的叙述中，不正确的是（ ）。A、 扭矩的存在对构件的抗弯承载力没有影响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的承载力没有影响D、 扭矩的存在对构件的抗剪承载力没有影响7、剪扭构件的承载力计算公式中（ ）。A、 混凝土部分相关，钢筋不相关；B、 混凝土各钢筋均相关；C、 混凝土和钢筋均不相关；D、 混凝土不相关，钢筋相关；8、T形和L形截面剪扭构件可分成矩形块计算，此时（ ）。A、 由各矩形块分担剪力B、 剪力全由腹板承担

8、C、 剪力、扭矩全由腹板承担D、 扭矩全由腹板承担9、在弯矩、剪力和扭矩共同作用下、T形各I字形截面钢筋混凝土构件截面当符合（ ）条件时，可不考虑扭矩对构件承载力的影响。A、B、C、D、10、截面塑性抵抗矩是（ ）。A、 根据弹性理论导出的B、 假定截面上各点剪应力等于导出的C、 在弹性理论基础上考虑了塑性影响D、 经验公式11、矩形截面抗扭纵筋布置首先是考虑角隅处，然后考虑（ ）。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12、素混凝土上构件的实际抗扭承载力应（ ）A、 按弹性分析方法确定B、 按塑性分析方法确定C、 大于按塑性分析方法确定的而小于按弹性分析方法确定的D

9、、大于按弹性分析方法确定的而小于按塑性分析方法确定的13、弯剪扭构件承载力计算中（ ）的叙述不正确。A、 不考虑弯矩、剪力、扭矩的相关性，构件在弯矩的作用下按受弯构件有关方法计算。B、 剪力由腹板、受拉翼缘共同承受C、 扭矩由腹板、受拉翼缘和受压翼缘共同承受D、 构件配筋过多发生完全超筋性质的脆性破坏，构件的截面尺寸和混凝土强度等级应符合的要求14、对受扭构件中抗扭纵筋（ ）的说法不正确。A、应尽可能均匀地沿截面周边对称布置B、在截面的四角可以设抗扭纵筋也可以不设抗扭纵筋C、在截面的四角必须设抗扭纵筋D、抗扭纵筋间距不应大于300，也不应大于截面短边尺寸15、对受扭构件中的箍筋，正确的叙述是（

10、 ）。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的弯钩，弯钩未端的直线长度不应小于和50。D、箍筋必须采用螺旋箍筋。四、简答题1、什么是抗扭计算的变角空间桁架理论？2、素混凝土纯扭构件截面承力如何计算？3、弯扭构件什么情况下按构造配置受扭钢筋？4、受扭构件的截面抗扭塑性抵抗如何计算？5、T形、I字形截面抗扭构件承载力计算时，有效翼缘宽度应符合哪些条件？6、采用什么钢筋抵抗扭矩？7、钢筋混凝土纯扭构件的破坏有几种类型？各有何特点？8、为使抗扭纵筋与箍筋相互匹配，有效地发挥抗扭作用，对两者配筋强度比应满足什么条件？9、在抗扭计算中如

11、何避免少筋破坏？10、抗扭纵筋配筋率与抗弯纵筋配筋率计算有何区别？12、纯扭构件承载力计算公式中的物理意义是什么？起什么作用？13、对的纯扭构件，应如何配置受扭钢筋？14、什么是剪扭相关关系？15、对弯扭构件什么情况下可仅按弯矩和扭共同作用进行计算？什么情况下，可仅按弯矩和剪扭力共同作用进行计算？16、T形和I形截面弯剪构件承载力计算原则是什么？17、受扭构件对截面有哪些限制条件？18、受扭构件中箍筋有哪些要求？19、受扭构件中抗扭纵筋有哪些要求？20、在剪、扭构件承载力计算中如符合下列条件，说明了什么？ 和；五、计算题1、已知钢筋混凝土矩形截面纯扭构件，其截面尺寸承受设计扭矩 混凝土采用（f

12、t=1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2），钢筋级（fy=210N/mm2），试计算其配筋。注： ；2、已知构件截面尺寸承受设计弯距，设计剪力，设计扭距。 混凝土选用（ft=1.10N/mm2,fc=9.6N/mm2），钢筋级（fy=210N/mm2），试计算其配筋。注： ； ；3、钢筋混凝土框架梁，截面500mm ×500mm，净跨6.3m，跨中有一短挑梁，如图a所示。挑梁上作用有距梁轴线400mm的集中荷载p，梁上均布荷载（包括自重）设计值q=9kN/m，集中荷载设计值p=250kN，混凝土为C25（ft=1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2），纵筋采用HRB40

13、0钢（ ），箍筋为HPB235钢（fy=210N/mm2），求梁的配筋。注： ； ；t=1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2),钢筋纵筋为HRB335级，（fy=300N/mm2）,箍筋为HPB235级（fy=210N/mm2），试进行该梁的设计。注： ； ；5、一均布荷载下的矩形截面钢筋混凝土构件，截面尺寸为b×h=220mm×450mm,承受弯，剪，扭的联合作用，M=5.5×N/mm, 剪力设计值V=7.2×104扭矩设计值T=0.728×N/m,混凝土等级为C20（ft=1.10N/mm2,fc=9.6N/mm2）,箍筋为HPB2

14、35钢（fy=210N/mm2），钢筋纵筋为HRB335级（fy=300N/mm2），试计算此截面所纵向钢筋和箍筋面积。注： ； ； 图a 图b参考答案一、填空题1、弹性理论 塑性理论 混凝土为理想的塑性材料2、长边中点 空间扭曲破坏面3、少筋破坏 适筋破坏 部分超筋破坏 完全超筋破坏4、减小； 减小5、V/b+T/w0.256、截面周边均匀对称 ；不应大于300mm7、翼缘和腹板； 腹板，翼缘和腹板8、， ， 9、0.61.710、封闭 相互搭接且搭接长度不小于30d（d为箍筋直径）二、判断题1、× 2、 3、× 4、 5、× 6、× 7、 8、 9、

15、× 10、 11、12、× 13、× 14、 15、× 16、 17、 18、× 19、× 20、三、选择题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、简答题1、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，因此可以将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，斜裂缝与水平的倾角是随着纵向钢筋和箍筋的配筋强度比值而变化，按这种方法的

16、计算称为空间桁架理论。2、为了估计素混凝土纯扭构件的抗扭承载力，通常借助于弹性分析方法和塑性分析法。实验表明，用弹性分析方法计算的构件抗扭承载力比实测的抗扭承载力低，而用塑性分析法计算的构件抗扭承载力比实测的抗扭承载力略大，可见素混凝土纯扭构件的抗扭承载力介于弹性分析方法和塑性分析法结果之间，规范采用了对塑性分析的结果乘以一个小于1的系数（这里系数用0.7）。3为了保证弯扭构件在低配筋时混凝土不致发生脆断，规范规定，当符合下列条件时，受扭钢筋按构造配置： 4矩形截面按下列计算： T形截面按下列计算：腹板 受压翼缘 受拉翼缘5计算受扭构件承载力时，有效翼缘宽度应符合下列条件：（1）； （2）6在

17、混凝土构件中配置适当的抗扭钢筋，当混凝土开裂后，可由钢筋继续承担压力，这对提高构件的抗扭承载力有很大作用，根据弹性分析结果，扭矩在构件中引起的主拉应力方向与构件轴线成45°，因此，最合适的配筋方式是在构件靠近表面处设置呈45°走向的螺旋钢筋，但这种配筋方式便于施工，且当扭矩改变方向后则完全失去效用。在实际工程中，一般是采用由靠近构件表面设置的横向箍筋和沿构件周边均匀对称布置的纵向钢筋共同组成的杭扭钢筋骨架。它恰好与构件中抗弯钢筋和抗剪钢筋的配置相协调。7根据国内外相当数量的钢筋混凝土纯扭构件的试验结果，可将这类构件的破坏特征归纳为下列4种类型： （1）少筋破坏 ： 当箍筋和

18、纵筋，或者其中之一过少时，配筋构件的抗扭承载力与素混凝上构件没有实质性的差别，其破坏扭矩基本上与开裂扭矩相等，这种少筋构件的破坏是脆性的，没有任何顶兆，在工程中应予避免。为此规范对受扭构件的箍筋和纵筋的数量分别作了最小配筋率的规定。 (2)适筋破坏： 当构件中的箍筋和纵筋配置适当时，破坏前构件上陆续出现多条与杆件轴线呈角的螺旋裂缝，随着与其中一条裂缝相交的箍筋和纵筋达到屈服，该条裂缝不断加宽，直到最后形成三边开裂一边受压的空间扭曲破坏面，进而受压边混凝土压碎，整个过程具有一定的延性和较明显的预兆。因此，受扭构件应尽可能设计成这种具有适筋破坏特征的构件。 （3）部分超筋破坏： 当构件中配置的箍筋

19、或纵筋的数量过多时，在构件破坏之前，只有数量相对较少的那部分钢筋受拉屈服而另一部分钢筋直到受压边混凝土被压碎时仍未能屈服，故称为“部分超配筋”情况。由于构件破坏时有部分钢筋达到屈服，破坏特征井非完全脆性，故这种构件在工程中还是可以采用的。 (4)超筋破坏： 当箍筋相纵筋都配置过多时，在两者都还未能达到屈服之前，构件因前述空间桁架机构中的混凝土斜压杆被局部压碎而导致突然破坏。在破坏前，构件上也出现间距较密的螺旋裂缝，但直到破坏这些裂缝的宽度仍不大，破坏具有明显的脆性性质，而且抗扭钢筋未能得到充分的利用，因此，应避免设计这种“完全超配筋”的构件，具体作法可通过构件最小截面尺寸的限制，以间接地规定截

20、面的抗扭承载力上限和抗扭钢筋的最大用量。8为了使抗扭纵筋与箍筋相互匹配，有效地发挥抗扭作用，应使两者的强度比06l7，最佳配合比为12左右。9为了防止构件发生“少筋”性质的脆性破坏，在弯剪扭构件中箍筋和纵向钢筋的配筋率和构造要求应符合下列规定。 箍筋的配箍率不应小于其最小配箍率。即；。 纵向钢筋的配筋率，不应小于受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率与受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率之和。对受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率，规范规定：当混凝土的强度等级不大于C35时，取；当混凝土的强度等级为C40C60时，取020；对受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率可取：，抗扭纵筋按的全截面计算配筋率。10抗扭纵筋

21、配筋率等于：抗扭纵筋与截面面积()的比值。而抗弯纵筋配筋率等于抗弯纵筋与截面有效面积()的比值。11纯扭承载力计算公式中为纵筋与箍筋的强度比，其表达为，一纵筋、箍筋的抗拉强度设计值一对称布置的全部纵筋截面面积：一箍筋的单肢截面面积，S箍筋的间距；一一箍筋核芯部分的周长，和分别为从箍筋内皮计算的截面核芯的短边和长边 抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比的大小影响到破坏的形态、抗扭承载力的大小和材料强度的发挥程度。试验表明，抗扭纵筋或抗扭箍筋配得过多时，都不能充分被利用。 试验表明，当在0520变化时，纵筋与箍筋在构件破坏时基本都能达到屈服强度，为慎重起见，建议取的适用条件为06l7 当>17时，仍按

22、17计算，为了施工方便，便于配筋，设计中通常取=101212纯扭构件，当T07时，可按配筋率的下限及构造要求配筋 (1)最小配箍率：； (2)最小纵筋配筋率：13对于剪扭构件，其剪力和扭矩对构件内的混凝土和箍筋的内力均有一定的联系和影响。其截面同时承受剪切和扭转应力的双重作用，混凝土和箍筋既贡献于抗剪又贡献于抗扭，因此，构成了剪扭之间相互关系。相互关系可通过试验或理论分析得出相关关系曲线，以便确定彼此之间相互影响的程度。剪扭之间的相关曲线在其无量纲坐标中可用四分之一圆来反映。14 (1)受剪： 对集中荷载作用厂的矩形截面钢筋混凝上剪扭构件（包括作用有多种荷载，且其中集中荷载对支座截面或节点边缘

23、所产生的剪力值占总剪力值的75以上）时应该改用下式：(2)受扭：式中：为剪扭构件混凝上抗扭能力降低系数当为集中荷载时计算公式的适用条件如下：；当为集中荷载时(1)防止完全超筋破坏，截面尺寸应符合：(2)满足下式，可不进行抗剪与抗扭计算只按构造要求配置箍筋和抗扭纵筋并注意箍筋和纵筋还要满足一定的构造要求：15(1)当符合下列条件时可仅按弯矩和扭矩共同作用进行计算：或 (2)当符合下列条件时可仅按弯矩和剪力共同作用进行计算：16(1)不考虑弯矩与剪力、扭矩的相关性件，构件在弯矩的作用下按受弯构件构件在弯矩的作用下按受弯构件。 (2)剪力全部由腹板承受。 (3)扭矩由腹板、受拉翼缘相受压翼缘共同艰受，各部分分担的扭矩设计值按下列各式计算。 腹板： 受压翼板：；受拉翼板：17为了避免受扭构件配筋过多发生完全超筋性质的脆性破坏，受扭构件截面尺寸应符合下列要求，；当不满足上式要求时，应增大截面尺寸。18受扭构件中的箍筋