第7章 受扭构件承载力
第7章受扭构件承载力
一、判断题
1~6 ×；×；×；×；×；×；
二、单选题
1~5 A；D；D；C；A；6~11 A；D；D；C；C；C
三、填空题
1.答案：0.6≤ζ≤1.7， 1～1
2.答案：0.5≤βt≤1.0
四、简答题
1．答案：
当纵向钢筋和箍筋的数量配置适当时，在外扭矩作用下，混凝土开裂并退出工作，钢筋应力增加但没有达到屈服点。随着扭矩荷载不断增加，与主斜裂缝相交的纵筋和箍筋相继达到屈服强度，同时混凝土裂缝不断开展，最后形成构件三面受拉开裂，一面受压的空间扭曲破坏面，进而受压区混凝土被压碎而破坏，这种破坏与受弯构件适筋梁类似，属延性破坏，以适筋构件受力状态作为设计的依据。
2．答案：
当纵向钢筋和箍筋配置过多或混凝土强度等级太低，会发生纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先被压碎的现象，这种破坏与受弯构件超筋梁类似，没有明显的破坏预兆，钢筋未充分发挥作用，属脆性破坏，设计中应避免。为了避免此种破坏，《混凝土结构设计规范》对构件的截面尺寸作了限制，间接限定抗扭钢筋最大用量。
3．答案：
当纵向钢筋和箍筋配置过少（或其中之一过少）时，混凝土开裂后，混凝土承担的拉力转移给钢筋，钢筋快速达到屈服强度并进入强化阶段，其破坏特征类似于受弯构件的少筋梁，破坏扭矩与开裂扭矩接近，破坏无预兆，属于脆性破坏。这种构件在设计中应避免。为了防止这种少筋破坏，《混凝土结构设计规范》规定，受扭箍筋和纵向受扭钢筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率，并应符合受扭钢筋的构造要求。
4．答案：
素混凝土纯扭构件在纯扭状态下，杆件截面中产生剪应力。对于素混凝土的纯扭构件，当主拉应力产生的拉应变超过混凝土极限拉应变时，构件即开裂。第一条裂缝出现在构件的长边（侧面）中点，与构件轴线成45°方向，斜裂缝出现后逐渐变宽以螺旋型发展到构件顶面和底面，形成三面受拉开裂，一面受压的空间斜曲面，直到受压侧面混凝土压坏，破坏面是一空间扭曲裂面，构件破坏突然，为脆性破坏。
5．答案：
参数ζ反映了受扭构件中抗扭纵筋和箍筋在数量上和强度上的相对关系，称为纵筋和箍筋的配筋强度比，即纵筋与箍筋的体积比和强度比的乘积。A st1为箍筋的单肢截面面积，s 为箍筋的间距，对应于一个箍筋体积A st1u cor (u cor =2b cor +2h cor )的纵筋体积为A stl ? s (A stl 为截面内对称布置的全部纵筋截面面积)，则ζ= f y A stl s/f yv A st1u cor 。试验表明，只有当ζ值在一定范围内时，才能保证构件破坏时纵筋和箍筋的强度都得到充分利用。《规范》要求ζ值应符合0.6≤ ζ ≤1.7的条件。当ζ >1.7时，取ζ =1.7。 6．答案：
因为这种螺旋式钢筋施工复杂，也不能适应扭矩方向的改变，因此实际工程并不采用，而是采用沿构件截面周边均匀对称布置的纵向钢筋和沿构件长度方向均匀布置的封闭箍筋作为抗扭钢筋，抗扭钢筋的这种布置形式与构件正截面抗弯承载力及斜截面抗剪承载力要求布置的钢筋形式一致。 7．答案：
实际工程的受扭构件中，大都是弯矩、剪力、扭矩共同作用的。构件的受弯、受剪和受扭承载力是相互影响的，这种相互影响的性质称为复合受力的相关性。由于构件受扭、受弯、受剪承载力之间的相互影响问题过于复杂，采用统一的相关方程来计算比较困难。为了简化计算，《混凝土结构设计规范》对弯剪扭构件的计算采用了对混凝土提供的抗力部分考虑相关性，而对钢筋提供的抗力部分采用叠加的方法。0
5
.015
.1Tbh VW t
t +=
β（0.5≤t β≤1.0），t
β称为剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数，当t β小于0.5时,取t β等于0.5;当t β大于1.0时,取t β等于1.0。 8．答案： （1）截面尺寸要求
在受扭构件设计中，为了保证结构截面尺寸及混凝土材料强度不至于过小，为了避免超筋破坏，对构件的截面尺寸规定了限制条件。《混凝土结构设计规范》在试验的基础上，对h w /b ≤6的钢筋混凝土构件，规定截面限制条件如下式 当h w /b ≤4时
c c t
f W T
bh V β25.08.00≤+ 当h w /b=6时
c c t
f W T bh V β20.08.00≤+ 当4＜h w /b ＜6时 按线性内插法确定。
计算时如不满足上面公式的要求，则需加大构件截面尺寸，或提高混凝土强度等级。 （2）最小配筋率
构在弯剪扭共同作用下，受扭纵筋的最小配筋率为y
t stl tl f f Vb T bh A 6.0min ,min ,==ρ；纵筋最
小配筋率应取抗弯及抗扭纵筋最小配筋率叠加值。 9．答案：
钢筋混凝土纯扭构件裂缝出现前处于弹性工作阶段，变形很小，钢筋的应力也很小，可忽略钢筋对开裂扭矩的影响，按素混凝土纯扭构件计算。纯扭构件的主拉应力数值上等于剪应力τ，故取τ =f t 。由于混凝土既非弹性材料，又非理想塑性材料，为了简化计算，可采用全塑性状态的截面受扭抵抗矩W t ，而将材料的抗拉强度适当降低。根据试验资料，《规范》取混凝土抗拉强度系数为0.7，故0.7f t W t 即为钢筋混凝土纯扭构件开裂扭矩T cr 的计算公式。 10．答案：
1）少筋破坏：当纵筋和箍筋中只要有一种配置不足时便会出现。斜裂缝一旦出现，其中配置不足的钢筋便会因混凝土卸载很快屈服，使构件突然破坏，属脆性破坏。设计中通过规定抗扭纵筋和箍筋的最小配筋率来防止少筋破坏。
2）适筋破坏：当纵筋和箍筋中都配置适中时出现。从斜裂缝出现到构件破坏要经历较长一个阶段，有较明显的破坏预兆，属延性破坏。
3）部分超筋破坏：当纵筋或箍筋其中之一配置过多时会出现。破坏时混凝土被压碎，配置过多的钢筋达不到屈服，破坏过程有一定的延性，但较适筋破坏的延性差。
4）超筋破坏：当纵筋和箍筋中都配置过多时出现。破坏时混凝土被压碎，而纵筋和箍筋都不屈服，破坏突然，因而延性差，设计中通过规定最大配筋率或限制截面最小尺寸来避免。 11．答案：
1）弯剪扭构件受扭纵向受力钢筋的最小配筋率应取为 ：
st,min t
st,min y
l l A f bh
f ρ=
= 2）箍筋的构造要求：
sv1t sv yv
0.28nA f
bs f ρ=
≥ 3）构件截面尺寸的要求：
c c 0t
0.250.8V T f bh W β+≤ 保证破坏时混凝土不首先被压坏。 12．答案：
《规范》对剪扭构件采用的是箍筋按剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力分别计算其所需的箍筋量，用叠加方法配箍。至于混凝土部分为了避免重复利用其强度而使计算的承载力超过了实际承载力，因此需在受剪及受扭承载力计算公式中的混凝土部分分别引用混凝土强度降低系数βt ，以考虑其相关关系。即：V c =0.7(1.5-βt )f t bh 0(对均布荷载) 及 T c =0.35βt f t W t 。
将βt 的计算值界定在0.5~1.0之间可以简化计算。若βt >1.0，则在进行配筋计算时可不考虑剪力对混凝土受扭承载力的影响，故取βt =1.0；
若βt <0.5，则在进行配筋计算时可不考虑扭矩对混凝土受剪承载力的影响，故取βt =0.5
()
t 0
1.5
10.21t
V W T bh βλ=
?++?
13．答案：
前者说明在进行构件截面设计时必须进行构件截面的剪扭承载力计算；反之，可根据《混凝土结构设计规范》按照构造要求配置钢筋即可。
后者说明在剪力和扭矩的共同作用下，剪扭构件在破坏时，混凝土首先被压碎，这时必须先要加大截面或者提高混凝土的强度等级，才可进行配筋计算。 14．答案：
对比试验表明，钢筋混凝土矩形截面的极限扭矩，与挖去部分核心混凝土的空心截面的极限扭矩基本相同，因此可近似按箱形截面纯扭构件分析。存在有螺旋形斜裂缝的箱形混凝土管壁通过纵筋和箍筋的联系形成一空间桁架体系，纵筋为受拉弦杆，箍筋为受拉竖向腹杆，斜裂缝间混凝土相当于受压腹杆。假定桁架节点为铰接，在节点处，斜向压力有纵筋和箍筋的拉力所平衡。混凝土斜压杆与构件的轴线的倾斜角?，一般不是45 ? ，而是配筋强度比ζ有关，故称变角空间桁架模型。 15．答案：
与受弯，受剪构件计算公式相似，受扭承载力公式的应用有其配筋率的上限和下限。为了防止出现混凝土先被压碎的超配筋构件的脆性破坏，配筋率的上限以截面限制条件的形式给出为T ≤0.25f c W t 。《规范》要求纯扭构件的截面必须 符合这个公式的要求。当符合条件T ≤0.7f t W t 时，说明扭矩设计值尚小于开裂扭矩T cr ，可不需按承载力进行配筋计算，按最小配筋率及构造要求配筋。 16.答案：
(1)将T 形截面划分为几个矩形截面。划分的原则是先按截面总高度确定腹板截面，然后再划分受压翼缘或受拉翼缘；
(2)采用按各矩形截面的抗扭塑性抵抗矩的比例来分配截面总扭矩的方法，确定各矩形截面所承受的扭矩；
(3)采用矩形截面纯扭构件的受扭承载力公式,根据各矩形截面所承受的扭矩，分别计算各矩形截面的所需配置的受扭纵筋及箍筋。 17、答案：
扭矩作用产生的纵筋拉应力，将使受弯构件的纵向受拉钢筋中应力提前到达屈服，因而使受弯承载力降低。同时受到剪力和扭矩作用的构件，其承载力比剪力或扭矩单独作用时的承载力有所降低，这是因为两者的剪应力在构件的一个侧面上总是叠加的。 五、计算题 1.答案：
（1）验算截面尺寸
()2231
(3)300360030022500000mm 66
t b W h b =-=???-=
010380028300000 1.87MPa 0.250.25 1.011.9 2.98MPa 300565225000000.70.7 1.270.89MPa
c c t t V T f bh W f β+=+=<=??=?>=?=
因此，截面尺寸满足要求，但需要按计算确定抗剪和抗扭钢筋。 （2）验算是否能进行简化计算
00.350.35 1.2730056575342.751038000.1750.175 1.2722500000500062528300000
t t t f bh V f W T =???=<==??=<=
故剪力和扭矩都不能忽略，不能进行简化计算。 （3）计算箍筋（取ζ＝1.2） ①计算抗剪箍筋
1.5 1.5
1.27 1.0
1038002250000010.510.5283000003005651.0
t t
t W V T bh ββ=
==>+??+??=因此，取
000.7(1.5) 1.25sv
t t yv
A V f bh f h s
β=-+由可得： 1
121038000.7(1.5 1.0) 1.27300565 1.25210565 0.096
sv v
sv v
A s A
s =?-???+???=由上式解得：
②计算抗扭箍筋
2250550137500mm cor cor cor A b h =??取＝＝
1
0.35st t t t yv
cor A T f W A s
β=+由可得：
1
1210283000000.351 1.2722500000 1.2137500 0.482
st t
st t
A s A
s ?=???+?=由上式解得：
箍筋为抗剪与抗扭箍筋得叠加，即
11
0.0960.4820.578svt sv st v t
A A A s s s +=+=＝ 10@130,78.5 0.578130
svt A s φ若选用则
＝＝0.604>满足。
178.5
0.402%300130
sv sv n A bs ρ??=
=?2配箍率＝ ,min 1.27
0.280.280.169210
t sv yv f f ρρ=?sv
最小配箍率＝＝％<满足要求。
（4）计算抗扭纵筋
()
121.22100.4822250550648mm 300
yv st cor
stl y f A u A f s
ζ???????+=
=
=?
,min ,min 0.00242stl stl A bh
ρ=
==
,min
648 = =0.0036>300600
stl stl stl A bh ρρ=
?满足最小配筋率要求。
（5）计算抗弯纵筋
根据计算得A s ＝630mm 2 。（具体过程略）
假定抗扭纵筋对称布置，每侧三根钢筋，顶面应有两根钢筋与抗弯钢筋叠加，顶部纵筋面积为：
2648
630846mm 3
s A =
+＝ 选取2根直径为14mm 的钢筋，实配A s ＝308mm 2 。 梁侧面中部各配1根直径为14mm 的钢筋。配筋如右图所示。
讨论：（1）复合受扭构件的配筋计算先要根据《规范》规定分别计算出各种内力作用下所需的钢筋，然后将其进行适当的叠加；（2）复合受扭构件的最小配筋率和配箍率不同于一般构件，设计时必须注意。
2.答案：
(1)验算最小配筋率及最小配箍率
ρtL=A stL/bh=1026/(350×600)=0.00489
ρtL,min =0.08f c/f yv=0.08×12.5/210=0.00476< ρtL可以
ρsv=2A st1/bs=2×78.5/(350×100)=0.00449
ρsv,min =0.055f c/f yv=0.055×12.5/210=0.00327< ρsv可以
(2)计算受扭承载力T
W t=b2(3h-b)/6=3502×(3×600-350)/6=29.6×106mm3
b cor=350-50=300mm
h cor=600-50=550mm
A cor=b cor h cor=300×550=165000mm2
u cor=2(b cor+h cor)=2×(300+550)=1700mm
δ=f y A stL s/f yv A st1u cor=310×1026×100/(210×78.5×1700)=1.135
T=0.35 f t W t+1.2δ1/2f yv A st1A cor/s
=0.35×1.3×29.6×106+1.2×(1.135)1/2×210×78.5×165000/100=48.24 kN·m
(3)复核截面尺寸
0.25 f c W t=0.25×12.5×29.6×106=92.5kN·m > T 截面尺寸符合要求
此构件所能承受的最大扭矩设计值T =48.24 kN·m
3.答案：
(1)验算截面尺寸
W t=b2(3h-b)/6=4002×(3×400-400)/6=21.33×106mm3
T/W t=28×106/(21.33×106)=1.313N/mm2
0.7f t=0.77N/mm2< T/W t<0.25 f c=2.5N/mm2
说明截面尺寸可用，需按计算配筋
(2)计算配箍量
b cor=400-50=350mm
h cor=400-50=350mm
A cor=b cor h cor=350×350=122500mm2
取ζ=1.2，代入受扭承载力公式求解A st1/s
A st1/s≥(T-0.35f t W t)/1.2ζ1/2f yv A cor
=(28×106-0.35×1.1×21.33×106)/(1.2×1.21/2×210×122500)=0.5852mm 选用Φ10箍筋A st1=78.5mm2
s≤78.5/0.5852=134.14mm, 取 s=100 mm
验算配箍率
ρsv =2A st1/bs=2×78.5/(400×100)=0.003925
ρsv,min =0.055f c/f yv=0.055×10/210=0.00262< ρsv可以
(3)计算纵筋
u cor=2(b cor+h cor)=2×(350+350)=1400mm
代入配筋强度比公式求解A stL
A stL=ζf yv A st1u cor/f y s
=1.2×210×78.5×1400/(310×100)=893.4mm2
采用8Φ12，A stL=904mm2
验算纵筋的配筋率
ρtL，min =0.08f c/f yv=0.08×10/210=0.00381
ρtL=A stL/bh=904/(400×400)=0.00565> ρtL, min 可以。
4. 答案：
(1)验算截面尺寸
设a=35mm，h0=400-35=365mm
W t=b2(3h-b)/6=2002×(3×400-200)/6=6.667×106mm3
V/bh0+T/W t=25×103/(200×365)+2.8×106/(6.667×106)=0.762N/mm2
V/bh0+T/W t <0.7f t=0.77N/mm2 <0.25f c=2.5N/mm2
截面可用，且可不进行剪扭承载力计算，仅按最小配筋率及构造要求配置箍筋和受扭纵筋。
(2)受弯配筋计算
αs=M/f c mbh02=54×106/(11×200×3652)=0.1842 < a s,max=0.396
γs=0.5[1+(1-2αs)1/2]=0.5[1+(1-2×0.1842)1/2]=0.8974
受弯纵筋A S=M/γs f y h0=54×106/(0.8974×310×365)=531.8mm2
A S/bh=531.8/(200×400)=0.00665 >ρmin=0.0015，可以。
(3)按最小配筋率及构造要求配置箍筋和受扭纵筋
βt=1.5/(1+0.5VW t/Tbh0)
=1.5/[1+0.5×25×103×6.667×106/(2.8×106×200×365)]=2.112 >1.0
取βt=1.0
ρsv,min=0.02[1+1.75(2βt-1)]f c/f yv
=0.02×[1+1.75×(2×1-1)]×10/210=0.00262
采用双肢箍筋n=2
A sv1/s≥ρsv,min b/n
=0.00262×200/2=0.262mm
选用Φ8, A st1=50.3mm2
s≤50.3/0.262=192mm, 取s=180mm
受扭纵筋ρt,min=0.08(2βt-1)f c/f yv
=0.08(2×1-1)×10/210=0.00381
A stL≥ρtL,min bh=0.00381×200×400=304.8mm2
受扭纵筋设3排
顶部和中间一排纵筋A stL/3=304.8/3=101.6mm2，各选用2Φ10(157mm2)
底部受扭及受弯纵筋A stL/3+A S=101.6+531.8=633.4mm2，选用3Φ18(763mm2)
结构设计原理第五章受扭构件习题及答案
第五章 受扭构件扭曲 截面承载力 一、填空题 1、素混凝土纯扭 构件的承载力 0.7u t t T f w =介于 和 分析结果之间 。t w 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、 破坏和 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 形截面弯、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,min sv ρ= ，抗弯纵向钢筋 的最小配筋率 ρ= ，抗扭纵向钢筋 的最小配筋率 tl ρ= 。 9、混凝土受扭构 件的抗扭纵筋 与箍筋的配筋 强度比ζ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、构件中的抗扭 纵筋应尽可能 地沿截面周边 布置。 2、在受扭构件中 配置的纵向钢 筋和箍筋可以 有效地延缓构 件的开裂，从而大大提高 开裂扭矩值。 3、受扭构件的裂 缝在总体上成 螺旋形，但不是连贯的 。 4、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。 5、素混凝土纯扭 构件的抗扭承 载力可表达为 0.7U t t T f w =，该公式是在塑 性分析方法基 础上建立起来 的。 6、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。 7、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
第五章钢筋混凝土受扭构件
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 mm 200≤ 。 4、钢筋混凝土弯、剪、扭构件箍筋的最小配筋率 yv t sv f f 28 .0min ,=ρ ，抗弯纵向钢筋的最小配筋率 %2.0和y t f f 45 .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t t W f T 35.0≤+s f A A yv st cor 12.1ζ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： t t W f T 175.0≤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：035.0bh f V t ≤或 01 875 .0bh f V t +≤ λ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。（ ）
结构设计原理-第五章-受扭构件-习题及答案
第五章 受扭构件扭曲截面承载力 一、填空题 1、素混凝土纯扭构件的承载力0.7u t t T f w =介于 和 分析结果之 间。t w 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、 破坏和 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 形截面弯、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,min sv ρ= ，抗弯纵向钢筋的最小配筋率ρ= ，抗扭纵向钢筋的最小配筋率tl ρ= 。 9、混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比ζ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、构件中的抗扭纵筋应尽可能地沿截面周边布置。 2、在受扭构件中配置的纵向钢筋和箍筋可以有效地延缓构件的开裂，从而大大提高开裂扭矩值。 3、受扭构件的裂缝在总体上成螺旋形，但不是连贯的。 4、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。 5、素混凝土纯扭构件的抗扭承载力可表达为0.7U t t T f w =，该公式是在塑性分析方法基础上建立起来的。 6、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。 7、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
第8章受扭构件的扭曲截面承载力习题答案
第8章 受扭构件的扭曲截面承载力 8.1选择题 1．下面哪一条不属于变角度空间桁架模型的基本假定：（ A ）。 A ． 平均应变符合平截面假定； B ． 混凝土只承受压力； C ． 纵筋和箍筋只承受拉力； D ． 忽略核心混凝土的受扭作用和钢筋的销栓作用； 2．钢筋混凝土受扭构件，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比7.16.0<<ζ说明，当构件破坏时，（ A ）。 A ． 纵筋和箍筋都能达到屈服； B ． 仅箍筋达到屈服； C ． 仅纵筋达到屈服； D ． 纵筋和箍筋都不能达到屈服； 3．在钢筋混凝土受扭构件设计时，《混凝土结构设计规范》要求，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比应（ D ）。 A ． 不受限制； B ． 0.20.1<<ζ； C ． 0.15.0<<ζ； D ． 7.16.0<<ζ； 4．《混凝土结构设计规范》对于剪扭构件承载力计算采用的计算模式是：（ D ）。 A ． 混凝土和钢筋均考虑相关关系； B ． 混凝土和钢筋均不考虑相关关系； C ． 混凝土不考虑相关关系，钢筋考虑相关关系； D ． 混凝土考虑相关关系，钢筋不考虑相关关系； 5．钢筋混凝土T 形和I 形截面剪扭构件可划分为矩形块计算，此时（ C ）。 A ． 腹板承受全部的剪力和扭矩； B ． 翼缘承受全部的剪力和扭矩； C ． 剪力由腹板承受，扭矩由腹板和翼缘共同承受； D ． 扭矩由腹板承受，剪力由腹板和翼缘共同承受； 8.2判断题 1．钢筋混凝土构件在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的承载力计算时，其所需要的箍筋由受弯构件斜截面承载力计算所得的箍筋与纯剪构件承载力计算所得箍筋叠加，且两种公式中均不考虑剪扭的相互影响。（ × ） 2．《混凝土结构设计规范》对于剪扭构件承载力计算采用的计算模式是混凝土和钢筋均考虑相关关系；（ × ） 3. 在钢筋混凝土受扭构件设计时，《混凝土结构设计规范》要求，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比应不受限制（ × ）
受扭构件承载力问答题参考答案
第八章 受扭构件承载力 问答题参考答案 1．钢筋混凝土纯扭构件有几种破坏形式？各有什么特点？计算中如何避免少筋破坏和完全超筋破坏？ 答：钢筋混凝土纯扭构件有三种破坏形式。受力特点如下： （1）适筋纯扭构件 当纵向钢筋和箍筋的数量配置适当时，在外扭矩作用下，混凝土开裂并退出工作，钢筋应力增加但没有达到屈服点。随着扭矩荷载不断增加，与主斜裂缝相交的纵筋和箍筋相继达到屈服强度，同时混凝土裂缝不断开展，最后形成构件三面受拉开裂，一面受压的空间扭曲破坏面，进而受压区混凝土被压碎而破坏，这种破坏与受弯构件适筋梁类似，属延性破坏，以适筋构件受力状态作为设计的依据。 （2）超筋纯扭构件 当纵向钢筋和箍筋配置过多或混凝土强度等级太低，会发生纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先被压碎的现象，这种破坏与受弯构件超筋梁类似，没有明显的破坏预兆，钢筋未充分发挥作用，属脆性破坏，设计中应避免。为了避免此种破坏，《混凝土结构设计规范》对构件的截面尺寸作了限制，间接限定抗扭钢筋最大用量。 （3）少筋纯扭构件 当纵向钢筋和箍筋配置过少（或其中之一过少）时，混凝土开裂后，混凝土承担的拉力转移给钢筋，钢筋快速达到屈服强度并进入强化阶段，其破坏特征类似于受弯构件的少筋梁，破坏扭矩与开裂扭矩接近，破坏无预兆，属于脆性破坏。这种构件在设计中应避免。为了防止这种少筋破坏，《混凝土结构设计规范》规定，受扭箍筋和纵向受扭钢筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率，并应符合受扭钢筋的构造要求。 2．简述素混凝土纯扭构件的破坏特征。 答：素混凝土纯扭构件在纯扭状态下，杆件截面中产生剪应力。对于素混凝土的纯扭构件，当主拉应力产生的拉应变超过混凝土极限拉应变时，构件即开裂。第一条裂缝出现在构件的长边（侧面）中点，与构件轴线成45°方向，斜裂缝出现后逐渐变宽以螺旋型发展到构件顶面和底面，形成三面受拉开裂，一面受压的空间斜曲面，直到受压侧面混凝土压坏，破坏面是一空间扭曲裂面，构件破坏突然，为脆性破坏。 3．在抗扭计算中有两个限值，t f 7.0和c c f β25.0，它们起什么作用？ 答：当符合下列条件：t t f W T bh V 7.00≤+ 则不需对构件进行剪扭承载力计算，而根据最小配筋率和构造要求配筋（纵向钢筋和箍筋）。在受扭构件设计中，为了保证结构截面尺寸及混凝土材料强度不至于过小，为了避免超筋破坏，对构件的截面尺寸规定了限制条件。《混凝土结构设计规范》在试验的基础上，对h w /b ≤6的钢筋混凝土构件，规定截面限制条件如下式
第7章受扭构件的扭曲截面承载力
第七章受扭构件的截面性能 本章导论 教学内容：以试验研究为基础，基于变角度空间析架计算模型，建立纯扭构件承载力计算公式和适用条件。构件受扭、受弯与受剪承载力之间的相互影响过于复杂，为简化计算，弯剪扭构件对混凝土提供的杭力考虑其相关性，钢筋提供的杭力采用叠加的方法。 教学要求:要求学生掌握矩形截面受扭构件的破坏形态、变角度空间析架计算模型、受扭承载力的计算方法、限制条件及配筋构造。掌握弯剪扭构件的配筋计算方法及构造要求。 重点和难点：受扭构件破坏形态和承载力计算 关键词：纯扭、弯剪扭 知识点2：受扭构件的破坏形态和纯扭构件的承载力计算 问题引入 近几十年来，随着材料强度的提高和建筑艺术的发展，构件尺寸愈来愈小，结构跨度不断扩大，异型构件不断出现，都使扭转作用突出起来。那么受扭构件的受力机理是什么样的？破坏形态与受弯受压构件有何异同？如何计算承载力？ 研习问题 一、受扭构件的破坏形态 纯扭构件很少，大部分为弯、剪、扭共同工作。 受扭构件根据扭矩产生的情况分为：(a) 平衡扭转；(b) 协调扭转。 平衡扭转： 由平衡条件引起的扭转，其扭矩可通过平衡条件计算，与构件的刚度无关，扭矩在梁内不会产生内力重分布。如厂房中受吊车横向刹车力作用的吊车梁、雨蓬梁、曲梁和螺旋
楼梯都属于这一类扭矩作用的构件。 协调扭转： 在超静定结构中，由于相邻构件的弯曲转动受到支承梁的约束，在支承梁内引起的扭转，其扭矩要通过平衡条件和变形协调条件才能计算，与构件的刚度有关，扭矩会由于支承梁的开裂产生内力重分布而减小。如现浇框架结构中的边主梁，当次梁在荷载作用下受弯变形时，边主梁对次梁梁端的转动产生约束作用，根据变形协调条件，可以确定次梁梁端由于主梁的弹性约束作用而引起的负弯矩，该负弯矩即为主梁所承受的扭矩作用。 （1）裂缝出现前的性能 开裂前钢筋中的应力很小，受力性能与素混凝土构件基本相同。 当外扭矩较小时，受力情况类似于弹性体，大体上符合圣维南弹性扭转理论。随扭距增大，首先在长边中点达到max tp t f τσ==；由于混凝土的塑性性能，构件并未开裂。 二、纯扭构件的承载力计算 随扭矩增大，塑性应力重分布，逐渐充分。最后，在构件长边首先出现与构件纵轴呈45°斜裂缝，并很快向两窄面发展，最后形成三面开裂一面受压的空间扭曲破坏面，素混凝土构件表现出明显的脆性。 （2）裂缝出现后的性能 裂缝出现后，部分混凝土退出工作，钢筋应力明显增大，与裂缝相交的纵筋和箍筋均受拉。根据钢筋用量的不同，可能出现四种破坏形态： ■ 当箍筋与纵筋适当时，发生适筋受扭破坏；纵筋，箍筋先屈服，后混凝土被压碎； ■ 当箍筋与纵筋配置过少，或箍筋间距过大，其破坏与素混凝土构件破坏相似，呈脆性破坏，称为少筋受扭破坏（限制最小配筋率和最大箍筋间距）。 ■ 当两种钢筋均过量时，混凝土首先被压碎，钢筋不屈服，为脆性破坏，称为超筋受扭破坏（限制最大配筋率或最小截面尺寸）。 ■ 当纵筋和箍筋中一种配置合适，另一种配置过多而不能屈服，称为部分超筋受扭破坏，有一定塑性，但较适筋受扭破坏小。 二、纯扭构件的扭曲截面承载力 1.开裂扭矩的计算 混凝土开裂前，钢筋应力很小，可忽略其作用。因此可近似按素混凝土构件计算。 （1）按弹性理论计算 视混凝土为弹性材料，最大扭剪应力发生在截面长边中点边缘处，当最大扭剪应力m ax τ产生的主拉应力达到混凝土的抗拉强度 ft 时混凝土开裂，此时 t p max t f στ==
答案第五章受扭构件扭曲截面承载力
第五章 受扭构件扭曲截面承载力答案 一、填空题 1、答：弹性理论；塑性理论；混凝土为理想的塑性材料。 2、答：长边中点；空间扭曲破坏面。 3、答：少筋破坏；适筋破坏；部分超筋破坏；安全超筋破坏。 4、答：减小；减小 5、答： 00.250.8c c t V T f bh w β+≤。 6、答：截面周边均匀对称；不应大于300mm 。 7、答：翼缘和腹板；腹板；翼缘和腹板。 8、答：0.02c yv f a f ；0.0015；0.08(21) c t yv f f β-。 9、答：0.6～1.7 10、答：封 闭；相互搭接且搭接长度不小于30d(d 为箍筋直径)。11、受扭箍筋; 受扭纵筋 二、判断题 1、(√) 2、(×) 3、(√) 4、( ×) 5、(√) 6、(×) 7、(√) 8、(×) 9、(×) 10、(√) 11、(√) 12、(×) 13、(√) 14、(√) 15、(×) 16、(×) 17、(√) 18、(×) 19、(√) 20、(×) 21、(×) 22、(√) 23、(×) 三、选择题 1、答：A 2、答：D 3、答：B 4、答：B 5、答：D 6、答：B 7、答：A 8、答：B 9、答：C 10、答：B 11、答：A 12、答：D 13、答：B 14、答：B 15、答：C 四、简答题 1、答：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，斜裂缝与水平线的倾角α是随着纵向钢筋和箍筋的配筋强度比值ζ而变化，按这种方法的计算称为空间桁架理论。 2、答：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抗扭承载力比实测结果略大，可见素混凝土构件的实际抗扭承载力介于弹性分析和塑性分析结果之间，《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)，这样素混凝土纯扭构件的抗扭承载力可表达为 0.7u t t T f w =。 3、答：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：00.7t t V T f bh w +≤。
第8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t t u W f T 7.0=介于__________和__________分析结果之间。t W 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min ,sv ρ= __________，抗弯纵向钢筋的最小筋率ρ= __________， 抗扭纵向钢筋的最小配筋率tl ρ= ___________。 9、 混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比ζ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t t u W f T 7.0=，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，纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值ζ应满足以下条件：0.6≤ζ≤1.7。 （ ） 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cor stl yv t t A S A f W f T ζ 2.135.0+≤只考虑混凝土和箍 筋提供的抗扭计算。 （ ） 7、在纯扭构件中，当t t W f T 175.0≤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0035.0bh f V t c ≤或05 .11 .0bh f V t c +≤ λ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。 （ ）
第4章钢筋混凝土受扭构件
思考题 4-1、矩形截面钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态与什么因素有关有哪几种破坏形态各有什么特点 答：(1)破坏形态与受扭纵筋和受扭箍筋的配筋率有关，还与纵筋与箍筋的配筋强度比 ξ有关。 (2)破坏形态：少筋破坏、超筋破坏、部分超筋破坏、适筋破坏。 (3)特点：1）少筋破坏构件是裂缝一旦形成构件马上破坏，开裂扭矩与破坏扭矩相等。其破坏特征类似于素混凝土构件，明显预兆为脆性破坏。 2） 超筋破坏时钢筋未屈服，构件即由于斜裂缝间的混凝土被压碎而破坏，也无明显预兆为脆性破坏。 3）适筋破坏是受扭纵筋和受扭箍筋的配筋率合适时，当构件三面开裂产生45°斜裂缝后，与斜裂缝相交的受扭钢筋屈服后，还可以继续加荷载，直到混凝土第四面混凝土被压碎，属塑性破坏。 4）部分超筋破坏纵筋与箍筋的配筋强度比不合适时， 破坏时纵筋或箍筋未屈服。其塑性比适筋差，但好于少筋破坏、 超筋破坏。 4-2、钢筋混凝土纯扭构件破坏时，在什么条件下，纵向钢筋和箍筋都会先达到屈服强度，然后混凝土才压坏，即产生延性破坏 答：(1)为防止超筋截面尺寸不能太小《规范》规定截面尺寸应满足： T ≤βcfcWt (2)为防止少筋破坏《规范》规定受扭箍筋和纵筋其最小配筋率应满足： 受扭箍筋： yv t svt st svt f f bs A 28.02min ,1=≥= ρρ （4-7） 受扭纵筋： y t tl stl tl f f Vb T bh A 6.0min ,=≥=ρρ （4-8） （3）为防止部分超筋破坏：《规范》通过限定受扭纵筋与箍筋配筋强度比ζ 的取值，对钢筋
y stl u A f s f A 答：（1）抗扭纵筋和箍筋其中某一种抗扭钢筋配置过多时，也会使 这种钢筋在构件破坏时不能达到屈服强度，为使两种钢筋充分利用， 就必须把纵筋和箍筋在数量上和强度上的配比控制在合理的范围之内。 《规范》将受扭纵筋与箍筋的体积比和强度比的乘积称为配筋强度比ζ， 通过限定ζ的取值对钢筋用量比进行控制。 试验表明：当ζ在～之间变化时，纵筋与箍筋在构件破坏 时基本上都能达到屈服强度，为慎重起见，建议取ζ的适用条件为： ≤ ζ ≤ 当ζ＝左右时为两种钢筋达到屈服的最佳值。 （2）试验表明：在剪力和扭矩共同作用下， 混凝土的抗剪能力和抗扭能力分别降低，随着 扭矩的增大，构件的受剪承载力逐渐降低；同时随着剪力、的增大，构件的抗扭承载力逐渐 降低，这种现象就叫剪力和扭矩的相关性。 为简化计算《规 范》给出了剪扭构件混凝土承载力影响系数βt 4-4、受扭构件中，受扭纵向钢筋为什么要沿截面周边对称放置，并且四角必须放 置 答：因为受扭构件破坏时，首先从长边的中点先破坏，然后向两边延伸最后形成三面开裂， 一面受压空间曲面斜裂缝，所以受扭纵向钢筋应沿截面周边对称放置，并且四角必须放置。 4-5、简述抗扭钢筋的构造要求。 (1)为防止超筋截面尺寸不能太小《规范》规定截面尺寸应满足 (2)为防止少筋破坏《规范》规定受扭箍筋和纵筋其最小配筋率应满足 (3）箍筋应作成封闭式，末端应作成135°弯钩，弯钩端平直部分的长度≥10d 当采用复合箍 筋时,位于截面内部的箍筋计算不考虑。 （4）受扭纵向钢筋沿截面周边对称放置，并且四角必须放置。 纵向受扭钢筋间距不应大于200mm 和截面短边尺寸，根数≥4根；纵向受扭钢筋直径同梁，
混凝土结构设计原理习题集之六(钢筋混凝土受扭构件承载力计算)试题
混凝土结构设计原理习题集之六 8 钢筋混凝土受扭构件承载力计算 一．填空题： 1 抗扭钢筋包括和。钢筋混凝土构件的受扭破坏形态主要与有关。 2 钢筋混凝土构件在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的承载力计算，纵筋应通过和计算求得的纵向钢筋进行配筋；箍筋应按构件的计算求得的箍筋进行配置。 3 承受扭矩的纵向钢筋，除应沿截面布置外，其余宜沿截面布置，其间距不应大于和。 4 工程中，钢筋混凝土结构构件的扭转可分为两类，一类是，另一类是。 5 《规范》中，受扭构件是按理论来进行强度计算的。 6 在进行剪扭构件设计时，假定具有的抗剪和抗扭承载力是相互联系的；而的抗剪和抗扭承载力是相互独立的。另外，对T形截面，假定剪力由承担，扭矩由承担。 二．选择题： 1 受扭构件中，抗扭纵筋应（）。 A．在截面上下边放置B．在截面左右边放置C．沿截面周边对称放置 2 对于剪力和扭矩共同作用下的构件承载力计算，《规范》在处理剪、扭相关作用时（）。A．不考虑两者之间的相关性B．考虑两者之间的相关性 C．混凝土的承载力考虑剪扭相关作用，而钢筋的承载力不考虑剪扭相关性 D．混凝土和钢筋的承载力都考虑剪扭相关作用 3 一般说来，，钢筋混凝土受扭构件的破坏是属于（）。 A．脆性破坏B．延性破坏 4 矩形截面抗扭纵筋布置首先考虑角隅处然后考虑（）。 A．截面长边中点B．截面短边中点C．另外其它地方 5 钢筋混凝土受扭构件，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比0.6<ζ<1.7 说明，当构件破坏时，（）。 A．纵筋和箍筋都能达到屈服；B．仅箍筋达到屈服； C．仅纵筋达到屈服；D．纵筋和箍筋都不能达到屈服； 6 钢筋混凝土T形和I形截面剪扭构件可划分为矩形块计算，此时（）。 A．腹板承受全部的剪力和扭矩；B．翼缘承受全部的剪力和扭矩； C．剪力由腹板承受，扭矩由腹板和翼缘共同承受； D．扭矩由腹板承受，剪力由腹板和翼缘共同承受； .7 在钢筋混凝土受扭构件设计时，《混凝土结构设计规范》要求，受扭纵筋和箍筋的配筋强度比? 应（）。 A．不受限制；B．ζ>1.7 ；C．ζ<0.6 ；D．0.6<ζ<1.7； 三．判断题： 1 受扭构件上的裂缝，在总体上成螺旋形，但不是连续贯通的，而是断断续续的。（） 2 在剪力和扭矩共同作用下的构件其承载力比剪力和扭矩单独作用下的相应承载力要低（） 3 钢筋混凝土构件在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的承载力计算时，其所需要的箍筋由受弯构件斜截面承载力计算所得的箍筋与纯剪构件承载力计算所得箍筋叠加，且两种公式中
第七章 受扭构件
第七章 受扭构件（94） 判断题： 1 构件因为受扭而产生的裂缝，总体上呈螺旋形，与构件轴线的夹角大致为45o，螺旋形裂缝是连续贯通的。（ ） 2 受扭构件扭曲截面承载力计算中。 ζ是变角空间模型混凝土斜压杆与构件纵轴线夹角α的余切，即αζcot =。（ ） 3 受扭构件扭曲截面承载力计算中，系数ξ是受扭的纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值， cor sv yv stl y A f s A f μξ1/..=，ξ应满足大于1.7的要求。 （ ） 4 stl A 是指受扭计算中取对称布置的全部纵向非预应力钢筋截面面积；1sv A 是指受扭计算中沿截面周边布置的箍筋单肢截面面积。（ ） 5 素混凝土纯扭构件的开裂扭矩与破坏扭矩基本相等。（ ） 6 受扭钢筋对钢筋混凝土纯扭构件开裂扭矩影响很大。（ ） 7 受扭钢筋的配筋量对钢筋混凝土纯扭构件的破坏形态有很大影响。（ ） 8 对受扭起作用的钢筋主要是箍筋，纵筋对受扭构件不起作用。（ ） 9 箍筋和纵筋对受扭都有作用，因此在受扭构件的扭曲截面承载力计算中，可以既设置受扭箍筋又设置受扭纵筋，也可以只设置一种形式受扭钢筋。（ ） 10 变角度空间桁梁模型中没有考虑截面核心混凝土的作用。（ ） 11 我国《混凝土结构设计规范》和变角空间桁梁模型中都考虑了混凝土的抗扭作用。（ ） 12 弯剪扭构件的承载力配筋计算中，纵筋是由受弯承载力及受扭承载力所需纵筋叠加而得，这与弯扭构件的承载力计算结果是相同的。 （ ） 13 t β称为一般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数，（1.5-t β）可称为一般剪扭构件混凝土受剪承载力降低系数。（ ） 14 受扭纵向钢筋的布置要求是，沿截面周边均匀对称布置，间距不应大于200mm ，截面四角必须布置。（ ） 15 素混凝土开列扭矩一般也是其破坏扭矩。（ ） 16 当扭矩或剪力不超过混凝土部分所承受的扭矩或剪力的一半时，为简化计算，可不考虑其影响。（ ） 17 剪扭构件承载力计算中，混凝土的承载力考虑剪扭相关关系，而钢筋的承载力按纯扭和纯剪的承载力叠加。 （ ） 18 工字形截面各部分所受的扭矩按其截面面积进行分配。（ ） 19 规范中剪扭承载力相关曲线由三条直线组成。（ ） 20 受扭构件规定的最小配筋率是为了避免构件发生少筋破坏。（ ） 21 钢筋混凝土剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数在各种情况下计算公式均一样。（ ） 22 受扭构件的截面限制条件是为了避免构件发生超筋破坏。（ ）
结构设计原理 第五章 受扭构件 习题及答案
结构设计原理第五章受扭构件习题及答案
第五章 受扭构件扭曲截面承载力 一、填空题 1、素混凝土纯扭构件的承载力0.7u t t T f w =介于 和 分析结果之间。t w 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、 破坏和 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 形截面弯、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,min sv ρ= ，抗弯纵向钢筋的最小配筋率ρ= ，抗扭纵向钢筋的最小配筋率tl ρ= 。 9、混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比ζ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、构件中的抗扭纵筋应尽可能地沿截面周边布置。 2、在受扭构件中配置的纵向钢筋和箍筋可以有效地延缓构件的开裂，从而大大提高开裂扭矩值。 3、受扭构件的裂缝在总体上成螺旋形，但不是连贯的。 4、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。 5、素混凝土纯扭构件的抗扭承载力可表达为0.7U t t T f w =，该公式是在塑性分析方法基础上建立起来的。 6、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。 7、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
受扭构件承载力计算
第六章受扭构件承载力计算 思考题 6.1在实际工程中有哪些构件有扭矩作用？ ①詹口竖向荷载作用的挑詹梁。 ②受水平作用的吊车梁。 ③现浇框架的边梁。 6.2在抗扭矩计算中如何避免少筋破坏和超筋破坏？ 为了防止出现混凝土先压碎的超筋构件的脆性破坏，配筋率的上限以截面限制条件的形式给出 T≤0.2βfcWt 最小配箍率ρsumin对纯扭构件取：ρsvmin=0.28ft fyv 最小纵筋配筋率ρtl，min = 0.85 ft fyv 6.3什么是配筋强度比？配筋强度比的范围为什么要加以限制？即纵筋与箍筋的体积比和强度比的乘积 ξ=fyAstls / Fyv AstlUcor 加以限制才能保证构件破坏时纵筋和箍筋的强度都得以充分利用。 6.4《规范》抗扭承载力计算公式中βt 的物理意义是什么？ Βt 称为剪扭构件混凝土强度降低系数。用来考虑剪扭构件混凝土抵抗剪力和扭矩之间的相关性。物理意义为随着同时作用的扭矩增大，物件的抗剪承受力逐渐降低；当扭矩达到纯扭构件的承载力时，其抗剪承载力下降为零。反之亦然。
6.5受扭构件中纵筋和箍筋的配置应注意哪些问题？ ⑴剪扭构件中，箍筋的配筋率ρsv（ρ=Asv / Bs）不应小于0.28ft/ fyv ，箍筋间距应符合表5-1的规定。箍筋应做成封闭。箍筋末端应做成135°弯钩。其平直段长度不应小于5倍箍筋直径或50mm。当采用多肢箍筋受剪时，受扭所需箍筋应采用沿截面周面布置的封闭箍筋，受剪箍筋壳采用复合箍筋。（2）纵向钢筋的配筋率，不应小于受拉构件纵向受拉钢筋的最小 ρ之和。 配筋率和受扭纵向钢筋的最小配筋率 tl ,min
习题-第五章 受扭承载力计算
第5章 受扭构件承载力计算 一、填空题 1、素混凝土纯扭构件的承载力0.7u t t T f w =介于 和 分析结果之间。t w 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、 破坏和 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 形截面剪、扭构件的剪力由 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,min sv ρ= ，抗弯纵向钢筋的最小配筋率ρ= ，抗扭纵向钢筋的最小配筋率tl ρ= 。 9、混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比ζ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 。 11、钢筋混凝土受扭构件计算中应满足10.6 1.7stl y st yv cor A f s A f u ζ??≤=≤??，其中 0.6ζ≤的目的是保证 在极限状态时屈服， 1.7ζ≤的目的是保证 在极限状态时屈服。 二、判断题 1、构件中的抗扭纵筋应尽可能地沿截面周边布置。 2、在受扭构件中配置的纵向钢筋和箍筋可以有效地延缓构件的开裂，从而大大提高开裂扭矩值。 3、受扭构件的裂缝在总体上成螺旋形，但不是连贯的。 4、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。 5、素混凝土纯扭构件的抗扭承载力可表达为0.7U t t T f w =，该公式是在塑性分析方法基础上建立起来的。
第五章钢筋混凝土受扭构件
yv 2-只考虑混凝5、对于承受弯、剪、扭的构件，为计算方便，规范规定: T <0.175 f t W t时,不考虑扭矩的 0.875 7、弯、 8、对于弯、剪、扭构件，当工丄 bh00.8W t 乞0.25 : c f c加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。 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_________;扭矩的增加将使 构件的抗剪承载力___________ 。 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_________ 布置，其间距_________ 。 4、钢筋混凝土弯、剪、扭构件箍筋的最小配筋率 ________ ，抗弯纵向钢筋的最小配筋率__________ ，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__________ 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_________ 形状，且箍筋的两个端头应__________ 。 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。 _ A st1 4、矩形截面纯扭构件的抗扭承载力计算公式T乞0.35f t W t+1.2.. ?代or岂 s 土和箍筋提供的抗扭承载力（ 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 ^0.35f t bh0或V込 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。 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.受扭构件承载力计算 一、目的要求 1.掌握纯扭、剪扭、弯剪扭构件 ...
8．受扭构件承载力计算 一、目的要求 1．掌握纯扭、剪扭、弯剪扭构件的受扭承载力计算 2．掌握剪扭相关性的含义 3．受扭塑性抵抗矩的推导方法 4．掌握抗扭纵筋和箍筋的构造要求 二、重点难点 1．剪扭相关性的应用 2．弯剪扭构件受扭承载力的计算 三、主要内容 8.1概述 钢筋混凝土构件的扭转可分为两类：平衡扭转和协调扭转。 平衡扭转：若构件中的扭矩由荷载直接引起，其值可由平衡条件直接求出， 协调扭转：若扭矩是由相邻构件的位移受到该构件的约束而引起该构件的扭转， 这种扭矩值需结合变形协调条件才能求得，这类扭转称为协调扭转。 构件在扭矩作用下将产生剪应力和相应的主拉应力，当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，构件便会开裂，因此需要配置钢筋来提高构件的受扭承载力。 8.2 构件的开裂扭矩 8.2.1矩形截面构件的开裂扭矩 （1）匀质弹性材料受扭应力分布 由材料力学可知，匀质弹性材料的矩形截面受扭时， 截面上将产生剪应力τ (图8．2)，截面剪应力的分布如图 8．3a 所示，最大剪应力产生在矩形长边中点。由微元体 平衡可知，主拉应力τσ=tp 其方向与构件轴线成450角。 当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，首先将在截面长边 中点处垂直于主拉应力方向上开裂，然后逐渐伸展，裂缝与纵轴线大致成450角。 （2）理想塑性材料受扭应力分布 对于理想的塑性材料来说，截面上某一点的应力达到强度权
限时，构件并不立即破坏，只意味着局部材料开始进入塑性状态，构件仍能承受荷载，直到截面上的应力全部达到强度极限时，构件才达到其极限受扭承载力，这时截面上剪应力的分布如图8．3b 所示。 （3）弹塑性材料受扭应力分布 由于混凝土既不是理想的弹性材料又不是理想的塑性材料，而是介于两者之间的弹塑性材料。与实测的开裂扭矩相比，按理想的弹性应力分布计算的值偏低，而按理想的塑性应力分布计算的值又馆高。要想准确地确定截面真实的应力分布是十分困难的，比较切实可行的办法是在按塑性应力分布计算的基础上，根据试验结果乘以一个降低系数。 设矩形截面的边长长边为h ，短边为b ，根据塑性力学理论，当截面上各点的剪应力都达到混凝土的抗拉强度六时，构件才达到其极限扭矩。为了便于计算，可近似将截面上的剪应力分布划分为四个部分，即两个梯形和两个三角形(8．3c)。计算各部分剪应力的合力及相应组成的力偶，对截面的扭转中心O 点取矩，可求得按塑性应力分布时截面所能承受的极限扭矩为 混凝土不是理想塑性材料。试验表明，对于高强度混凝土，其降低系数约为0.7，对于低强度混凝土，其降低系数接近0.8，为计算方便统一取0.7。又由于素混凝土构件的开裂扭矩和极限扭矩基本相同，因此可以得开裂扭矩的计算公式为T cr =0.7t t W f 受扭塑性抵抗矩t W 的计算公式也可以借助堆沙模拟法得到。设砂堆安息角各斜面均为α,沙堆体积为V ，则截面的受扭塑性抵抗矩为αtan 2V W t = 一般可取方便的α值，如取450，相应的1tan =α 矩形截面，取45=α0，则2 b H =，这样 )3(6 ])2(31[2)])((21[222 b h b H b b b h bH V W t -=?+-==
第五章钢筋混凝土受扭构件
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 ;扭矩的增加将使构件的抗剪承载力。 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、抗扭纵筋应沿布置，其间距。 4、钢筋混凝土弯、剪、扭构件箍筋的最小配筋率，抗弯纵向钢筋的最小配筋率, 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，必须将箍筋做成形状，且箍筋的两个端头应。 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。（） A st1 f yv 一 .. 4、矩形截面纯扭构件的抗扭承载力计算公式T 0.35 f t W t+1.2 J Ae or --------- - 只考虑混凝 s 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：T 0.175 f t W t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。（） . ......... ..... ....................... .... .................. ..... ...... ...... ............ 0.875… 6、对于承受弯、男、扭的构件，为计算万便，规范规定:V 0.35f t bh0或V ------------------- f t bh0 1 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。（） 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。（） V T 8、对于弯、剪、扭构件，当——----------- 0.25 c f c加大截面尺寸或提高混凝土强度等级。 bh0 0.8W t （） ,_ _ ,,… V T 9、对于弯、剪、扭构件，当满足————0.7 f t时，箍筋和抗扭纵筋按其最小配筋率设置。 bh0 W t 这时只需对抗弯纵筋进行计算。
《结构设计原理受扭构件承载力题目及答案》
1．钢筋混凝土纯扭构件中适筋纯扭构件的破坏有什么特点？ 答：当纵向钢筋和箍筋的数量配置适当时，在外扭矩作用下，混凝土开裂并退出工作，钢筋应力增加但没有达到屈服点。随着扭矩荷载不断增加，与主斜裂缝相交的纵筋和箍筋相继达到屈服强度，同时混凝土裂缝不断开展，最后形成构件三面受拉开裂，一面受压的空间扭曲破坏面，进而受压区混凝土被压碎而破坏，这种破坏与受弯构件适筋梁类似，属延性破坏，以适筋构件受力状态作为设计的依据。 2．钢筋混凝土纯扭构件中超筋纯扭构件的破坏有什么特点？计算中如何避免发生完全超筋破坏？ 当纵向钢筋和箍筋配置过多或混凝土强度等级太低，会发生纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先被压碎的现象，这种破坏与受弯构件超筋梁类似，没有明显的破坏预兆，钢筋未充分发挥作用，属脆性破坏，设计中应避免。为了避免此种破坏，《混凝土结构设计规范》对构件的截面尺寸作了限制，间接限定抗扭钢筋最大用量。 3．钢筋混凝土纯扭构件中少筋纯扭构件的破坏有什么特点？计算中如何避免发生少筋破坏？ 当纵向钢筋和箍筋配置过少（或其中之一过少）时，混凝土开裂后，混凝土承担的拉力转移给钢筋，钢筋快速达到屈服强度并进入强化阶段，其破坏特征类似于受弯构件的少筋梁，破坏扭矩与开裂扭矩接近，破坏无预兆，属于脆性破坏。这种构件在设计中应避免。为了防止这种少筋破坏，《混凝土结构设计规范》规定，受扭箍筋和纵向受扭钢筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率，并应符合受扭钢筋的构造要求。 4．简述素混凝土纯扭构件的破坏特征。 答：素混凝土纯扭构件在纯扭状态下，杆件截面中产生剪应力。对于素混凝土的纯扭构件，当主拉应力产生的拉应变超过混凝土极限拉应变时，构件即开裂。第一条裂缝出现在构件的长边（侧面）中点，与构件轴线成45°方向，斜裂缝出现后逐渐变宽以螺旋型发展到构件顶面和底面，形成三面受拉开裂，一面受压的空间斜曲面，直到受压侧面混凝土压坏，破坏面是一空间扭曲裂面，构件破坏突然，为脆性破坏。 5．在抗扭计算中，配筋强度比的ζ含义是什么？起什么作用？有什么限制？
结构设计原理第五章受扭构件习题及答案
第五章受扭构件扭曲截面承载力 一、填空题 1、素混凝土纯扭构件的承载力T u=0.7f t W t介于___________ 和______ 分析结果之间。W t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__________ o 3、由于配筋量不同，钢筋混凝土纯扭构件将发生 ____________ 破坏、_______ 破 坏、__________ 破坏和 ________ 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___________ o 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 ___________ o 6抗扭纵向钢筋应沿_________ 布置，其间距________ o 7、T形截面弯、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?时= ___________ ，抗弯纵向钢筋的最小配筋率—___________ ，抗扭纵向钢筋的最小配筋率心二__________ 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、构件中的抗扭纵筋应尽可能地沿截面周边布置。 2、在受扭构件中配置的纵向钢筋和箍筋可以有效地延缓构件的开裂，从而大大提高 开裂扭矩值。 3、受扭构件的裂缝在总体上成螺旋形，但不是连贯的。 4、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。 5、素混凝土纯扭构件的抗扭承载力可表达为 T U=0.7舌"，该公式是在塑性分析方法基础上建立起来的。 6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