第五章鋼筋混凝土受扭構件

1、97第五章受扭構件承載力計算一、填空題：降低：扭矩1、鋼筋混凝土彎、剪、扭構件，剪力的增加將使構件的抗扭承載力 的增加將使構件的抗剪承載力降低 。2、由于配筋量不同，鋼筋混凝土純扭構件將發(fā)生 、一 四種破壞。3、抗扭縱筋應沿周邊均勻 布置,其間距 -200mm4、鋼筋混凝土彎、剪、扭構件箍筋的最小配筋率Psvmn =0.28工，抗彎縱f yv向鋼筋的最小配筋率0.2%和0.45fL ，抗扭縱向鋼筋的最小配筋率。fy5、混凝土受扭構件的抗扭縱筋與箍筋的配筋強度比。應在_0.61.7 范圍內(nèi)。6、為了保證箍筋在整個周長上都能充分發(fā)揮抗拉作用，必須將箍筋做成封閉形狀，且箍筋的兩個端頭應錨入核心混凝土

2、至少 10d 。二、判斷題：1、受扭構件中抗扭鋼筋有縱向鋼筋和橫向鋼筋，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少配筋一方所承擔的扭矩。（X ）2、受扭構件設計時，為了使縱筋和箍筋都能較好地發(fā)揮作用，縱向鋼筋與箍筋的配筋強度比值?？刂圃?.6，£1.7。（）3、在混凝土純扭構件中，混凝土的抗扭承載力和箍筋與縱筋是完全獨立的變量。（x ）Asti f yv4、矩形截面純扭構件的抗扭承載力計算公式T < 0.35 ftWt +1.2Acor只s考慮混凝土和箍筋提供的抗扭承載力（X ）5、對于承受彎、剪、扭的構件，為計算方便，規(guī)范規(guī)定：T三0.17

3、5ftWt時，不考慮扭矩的影響，可僅按受彎構件的正截面和斜截面承載力分別進行計算。（）6、對于承受彎、剪、扭的構件，為計算方便，規(guī)范規(guī)定：V M0.35ftbh?；騐 EHftbh。時，不考慮剪力的影響，可僅按受彎和受扭構件承載力分別進行計算。'1（ ）7、彎、剪、扭構件中，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 得到剪扭構件的箍筋需要量。（x ）V T8、對于彎、剪、扭構件，當 +M0.25Pcfc加大截面尺寸或提高混凝土bh00.8Wt強度等級。（V ） V T9、對于彎、剪、扭構件，當滿足 十 M0.7ft時，箍筋和抗扭縱筋按其最小配bho Wt筋率設置。這時只需對

4、抗彎縱筋進行計算。（ V ）10、鋼筋混凝土彎、剪、扭構件中，彎矩的存在對構件抗剪承載力沒有影響（ V ）11、鋼筋混凝土彎、剪、扭構件中，剪力的存在對構件抗扭承載力沒有影響（x）12、鋼筋混凝土彎、剪、扭構件中，彎矩的存在對構件抗扭承載力沒有影響（x ）三、選擇題：1、鋼筋混凝土純扭構件， 抗扭縱筋和箍筋白配筋強度比0.6 MM 1.7 ,當構件破壞時，（A ）。A縱筋和箍筋都能達到屈服強度B僅縱筋達到屈服強度C僅箍筋達到屈服強度D縱筋和箍筋能同時達到屈服強度2、混凝土構件受扭承載力所需受扭縱筋面積Asti ,以下列（ A ）項理解是正確的。A Astl為對稱布置的包括四角和周邊全部受扭縱筋

5、面積B Astl為對稱布置的四角受扭縱筋面積 C Astl為受扭縱筋加抗負彎矩的上邊縱筋面積D Astl為受扭縱筋加抗正彎矩的下邊縱筋面積3、混凝土構件受扭承載力所需受扭縱筋面積Ast1 ,以下列（）項理解是正確的。A Ast1為沿截面周邊布置的受扭箍筋單肢截面面積B Ast1為沿截面周邊布置的全部受扭箍筋面積C Ast1為沿截面周邊布置的受扭和受剪箍筋面積D Ast1為沿截面周邊布置的受扭和受剪箍筋單肢截面面積4、設計鋼筋混凝土受扭構件時，其受扭縱筋與受扭箍筋強度比二應（D ）。A 0.5 B>2.0 C不受限制D在0.6 1.7之間5、受扭構件的配筋方式可為（ B ）。A僅配抗扭箍筋

6、 B配置抗扭縱筋和抗扭箍筋C僅配置抗扭縱筋D僅配置與裂縫方向垂直的45。方向的螺旋狀鋼筋6、下列關于鋼筋混凝土彎剪扭構件的敘述中，不正確的是（B ）。A扭矩的存在對構件的抗彎承載力有影響B(tài)剪力的存在對構件的抗扭承載力沒有影響 C彎矩的存在對構件的抗扭承載力有影響D扭矩的存在對構件的抗剪承載力有影響7、矩形截面抗扭縱筋布置首先是考慮角隅處，然后考慮（A ）。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8、受扭構件中的抗扭縱筋（ B ）的說法不正確。A應盡可能均勻地沿周邊對稱布置B在截面的四角可以設抗扭縱筋也可以不設抗扭縱筋 C在截面四角必設抗扭縱筋D抗扭縱筋間距不應大于 200mm,

7、也不應大于短邊尺寸9、對受扭構件中的箍筋，正確的敘述是（ C ）。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，但箍筋的端部應做成 135°的彎鉤，彎鉤末端的直線長度不應小于 5d和 50mm D箍筋必須采用螺旋箍筋10、剪扭構件的承載力計算公式中（ A ）。A混凝土部分相關，鋼筋不相關 B混凝土和鋼筋均相關C混凝土和鋼筋均不相關D混凝土不相關，鋼筋相關四、簡答題：1、受扭構件如何分類？2、什么是抗扭計算的變角空間桁架理論？3、簡述受扭構件的配筋形式。4、鋼筋混凝土純扭構件有哪些破壞形態(tài)？以哪種破壞作為抗扭計算的依據(jù)？5、純扭構件計算中如

8、何避免少筋破壞和超筋破壞？6、受扭構件計算公式中，的物理意義是什么？起什么作用？有何限制？7、對鋼筋混凝土 T形、倒L形、工字形截面受扭構件，截面怎樣分塊？8、什么叫彎、剪、扭相關性？規(guī)范如何考慮其相關性的？9、鋼筋混凝土剪扭構件混凝土受扭承載力降低系數(shù)Pt怎樣計算？取值范圍？10、受彎、受剪和受扭鋼筋各應配置在截面的什么位置？哪些鋼筋可以合并設置？11、鋼筋混凝土彎剪扭構件對截面有哪些限制條件？12、彎、剪、扭構件，什么條件下可不進行抗扭鋼筋的計算，而只按構造要求配筋？13、受扭構件中對箍筋有哪些要求？14、受扭構件中，縱向抗扭鋼筋應如何布置？15、對于彎矩、剪力、扭矩共同作用下的T形、倒L

9、形、工字形截面構件，如何考慮各部分截面的抗力？五、計算題：5-1 某矩形截面純扭構件，承受扭矩設計值為T =18KN.m ,截面尺寸 250M500mm, C25混凝土，箍筋為 HRB335a鋼筋，縱筋為 HRB40Ca鋼筋。環(huán)境類另U 為二類，試計算截面的配筋數(shù)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，承受彎矩、剪力、扭矩設計值為M =25KN.m, V=40KN ,_ 2fy =360N/mmT =6KN.m,截面尺寸240M240mm,C25混凝土，箍筋為hrb335a鋼筋，縱筋為H

10、RB400 級鋼筋。環(huán)境類別為一類 a,試計算雨篷梁的配筋數(shù)量。2_2(注：fc=11.9N/mm ,ft=1.27N/mm ,2fyv =300N/mm )參考答案一、填空題： 1、降低降低 2、少筋破壞適筋破壞部分超筋破壞完全超筋破壞T ftVb fy3、周邊均勻布置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、封閉錨入混凝土核心至少 10d 二、判斷題： 1、X2、，3、X 4、X5、，6、，7、X8、9、 C 10、 AX X 三、選擇題： 1、A 2、A 3、A 4、D 5、

11、B 6、B 7、A 8、B 四、簡答題：1、鋼筋混凝土結構在扭矩作用下，根據(jù)扭矩形成的原因，可以分為兩種類型： (1)平衡扭轉：若結構的扭矩是由荷載產(chǎn)生的，其扭矩可根據(jù)平衡條件求得，與構 件抗扭剛度無關，這種扭轉稱為平衡扭轉。(2)協(xié)調(diào)扭轉或稱附加扭轉： 超靜定結構中由于變形的協(xié)調(diào)使截面產(chǎn)生的扭轉，稱為協(xié)調(diào)扭轉或附加扭轉。2、鋼筋混凝土構件受扭時， 核芯部分的混凝土所起的抗扭作用很小，因此可將其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。原設計規(guī)范假定斜裂縫與水平線的傾角"成45

12、。，而新規(guī)范根據(jù)近年來的試驗結果和理論分析認為，a角隨著縱向鋼筋和箍筋的配筋強度比值，而變化，稱為變角空間桁架理論法。3、(1)配置橫向鋼筋(抗扭箍筋)一一靠近構件表面設置橫向的抗扭箍筋；(2)配置抗扭縱向鋼筋一一沿周邊均勻對稱布置縱向抗扭鋼筋。4、(1)少筋破壞：當抗扭箍筋和縱筋或者其中之一配置過少時。破壞具有突然性， 屬脆性破壞。(2)適筋破壞：當構件中的箍筋和縱筋配置適當時，破壞具有延性性質，有較明顯的預兆。(3)超筋破壞：部分超筋：當構件中的箍筋或縱筋有一種配的太多時，有一定預 兆；當受扭箍筋和縱筋都太多時，破壞突然發(fā)生，屬脆性破壞。鋼筋混凝土受扭構件應以適筋破壞為依據(jù)，設計時，應設計

13、成具有此種破壞特征的 受扭構件。5、(1)為防止超筋破壞：通過控制截面尺寸不能太小，規(guī)范做如下規(guī)定：T W0.25PcfcM0.8Wt (0.8是考慮了可靠度要求對 Wt的折減)(2)防止少筋破壞：規(guī)范對受扭構件的箍筋和縱筋的數(shù)量分別規(guī)定了最小配筋 率，以防止此種破壞的發(fā)生。2Af,受扭箍筋的最小配筋率：sv =-2型-丁vmin =0.28Lsvsv,i iinbSfyv受扭縱筋最小配筋率：；tl =& - ：tlmin =0.6 T ftbh ,Vb fy工 A 2時，取工=2 ;對純扭構件，剪力設計值 V=1。VbVb.fyAstl . fyv。fyAstlS6、(1)，受扭縱向

14、與橫向鋼筋配筋強度比：C =一/=-corSf yv Ast1 -cor(2)試驗表明，為了使抗扭鋼筋(抗扭箍筋和抗扭縱筋)都能發(fā)揮其作用，達到屈服，應將其用量控制在合理的范圍內(nèi)。實際工程中采用控制縱向鋼筋和箍筋的配筋強度 比，可以達到上述目的。(3)試驗表明：當，在0.5 M 2.0變化時，縱筋與箍筋在構件破壞時基本上都能達到屈服強度，但為慎重起見，建議取 0.6 <； <1.7 o在工程設計中，為了設計方便，通常取 1.01.2 (1.2比較理想)。7、對于T形、倒L形、工字形截面的受扭構件，可近似地將其截面視為由若干個矩 形截面組成。分塊的方法與腹板的寬度有關，當腹板的寬度大

15、于上下翼緣的高度時，按圖5-1 (a)所示方式劃分計算比較方便；當腹板的寬度小于上下翼緣的高度時，按圖 5-1 (b)所示方式劃分計算比較方便。圖5-1 T形及工字形截面劃分矩形截面的方法8、受扭構件同時受到彎矩的作用或同時受到剪力的作用時，由于扭矩的作用會使構 件的抗彎抗剪能力降低；同樣，由于彎矩的作用也會使構件的抗扭能力降低，故稱之為 彎、剪、扭相關性。完全考慮彎、剪、扭構件的相關性是十分復雜的，在工程設計中也不便推行，目前在：(1)彎扭共同作用時，其承載力相關性影響因素較多，精確計算十分復雜，仍采用 將受彎所需的縱筋和受扭所需的縱筋分別計算然后疊加的方法；(2)在剪扭共同作用時，考慮了混

16、凝土的部分的承載力相關性，而箍筋仍按受扭和受剪承載力計算然后進行疊加后配筋?；炷敛糠殖休d力相關性計算中，采用折減系數(shù)久來考慮剪扭共同作用的影響。9、（1） 一般情況下:tVWt1 0.5-Tbh0（2）以集中荷載為主的構件:1.51 0.2( 1.0)VWtTbh0（3） 0.5 < -t <1.010、（1）抗彎縱筋應布置在受拉區(qū)；（2）而抗扭縱筋應沿梁截面周邊均勻布置；因角部必設鋼筋，因此角部的抗彎與抗扭縱筋是疊加的，其它的不變（注意疊加的 方法，應考慮節(jié)約鋼材）。（3）箍筋（抗剪和抗扭）：按修正后的抗剪、抗扭承載力計算的公式分別計算出抗剪和抗扭箍筋（求出其單肢箍筋的截面積與

17、間距的比值），然后進行疊加。但必須注意：先疊加后選筋11、為避免超筋破壞：構件應滿足下列條件，若不滿足，則加大截面尺寸或提高混 凝土強度等級。 0.25 '-cfcbh00.8WtY T r , ，、,12、當滿足 十 W0.7ft時，箍筋和抗扭縱筋按其最小配筋率設置。這時，只 bh° Wt需對抗彎縱筋進行計算。13、（1）在受扭構件中，箍筋在整個周長上均受拉力。因此，抗扭箍筋必須做成封 閉式的，且沿周邊均勻布置。為保證搭接處受力不產(chǎn)生滑支，當采用綁扎骨架時，應將 箍筋末端彎折成135°角，并錨入混凝土核心至少10d錨固長度；（2）箍筋的直徑、間距應符合受剪時的要求

18、（直徑、間距） 。14、（1）抗扭縱筋沿截面均勻對稱布置，且在截面四角必須設置，間距不大于200mm和截面寬度b;（2）當受扭縱筋按計算確定時，縱筋的接頭及錨固均應按受拉鋼筋構造要求處理。15、對于彎矩、剪力、扭矩共同作用下的T形、倒L形、工字形截面構件，如何考慮各部分截面的抗力？(1)抗彎縱筋應按整個截面計算;(2)腹板應承擔全部的剪力和相應分配的扭矩;(3)受壓和受拉翼緣不考慮其承受剪力，按其所分配的扭矩按純扭構件計算。五、計算題：5-1解題思路：本題屬矩形截面純扭構件的計算，先驗算截面尺寸，再驗算是否需 要按計算配置受扭筋；若不需按計算配置抗扭鋼筋，則按構造要求配筋；若需要按計算 配置抗

19、扭鋼筋，可先假定 。值，然后按矩形截面鋼筋混凝土純扭構件的抗扭承載力計算 公式即可求得，按步驟進行計算?！?解 】1=11.9N/mm2 ,ft=1.27N/mm2 , L=360N/mm2cty2fyv =300N/mm ,混凝土保護層為 30mm1、驗算截面尺寸是否滿足要求= 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故截面尺寸滿足要求2、驗算是否按計算配置抗扭鋼筋0.7ftWt =0.7 1.27 1

20、3.021 106 =11.58KNN .m T=18KN.m故需按計算配置受扭鋼筋3、抗扭箍筋的計算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)箍筋直徑及間距的確定選用68箍筋(Asv = 50.3mm2),雙肢箍，n = 2貝U s = Ast1 = 50.3 = 130m

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

22、=0.62x127 = 0.30% ,Vb fy360滿足要求2(3)選筋：選用 612 ( As = 678mm )5-2 解題思路：本題為彎、剪、扭構件，采用相應的計算公式進行計算，可先配置 受彎縱筋，再配抗剪及抗扭鋼筋。注意各計算公式的適用條件、鋼筋的疊加、配筋的構 造要求等，按步驟進行計算?！窘狻?=11.9N/mm2 , ft = 1.27 N / mm2 , fv = 360N / mm2cy2fyv =300N/mm ,混凝土保護層為 25mm, hg =240-35 = 205mm1、驗算截面尺寸是否滿足要求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故截面尺寸滿足要求2、驗算是否按計算配置抗扭鋼筋VT40 10318 1066bh0 Wt240 205 4.608 106= 2.1150.7 ft =0.7 1.27 =0.889故需按計算配置受剪、受扭鋼筋3、確定計算方法(1)驗算是否考慮剪力的影響V =40KN - 0.35 ftbh。= 0.35 1.27 240 205 =21.87KN故不能忽略剪力的影響(2)驗算是否考慮扭矩的影響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響因此，應按、剪、扭構件進行設計4、受彎構件承載力計算一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、抗剪承載力計算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.