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 ?200mm 。
?sv,min?0.28ft ,抗弯纵fyv4、钢筋混凝土弯、剪、扭构件箍筋的最小配筋率 向钢筋的最小配筋率 0.2%和0.45ft ,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 0.6~1.7 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。( × )
4、矩形截面纯扭构件的抗扭承载力计算公式T?0.35ftWt+1.2?Acor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?0.175ftWt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?0.35ftbh0或
Ast1fyvs只
V?
0.875ftbh0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( )
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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。( × )
8、对于弯、剪、扭构件,当强度等级。( √ )
9、对于弯、剪、扭构件,当满足
VT??0.25?cfc加大截面尺寸或提高混凝土bh00.8WtVT??0.7ft时,箍筋和抗扭纵筋按其最小配bh0Wt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0.6???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确的。 A
Astl,以下列( A )项理解是正
Astl为对称布置的包括四角和周边全部受扭纵筋面积 BAstl为对称布置的四角
Astl为受扭纵筋加抗负弯矩的上边纵筋面积 DAstl为受扭纵筋加抗
受扭纵筋面积 C
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。
AAst1为沿截面周边布置的受扭箍筋单肢截面面积 BAst1为沿截面周边布置的全部受扭箍筋面积 CAst1为沿截面周边布置的受扭和受剪箍筋面积 DAst1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 )。 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 )。
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A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
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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
250?500mm,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:fc?11.9N/mm2,ft?1.27N/mm2,fy?360N/mm2,fyv?300N/mm2)
5-2 某雨篷梁,承受弯矩、剪力、扭矩设计值为M?25KN.m, V?40KN,
T?6KN.m,截面尺寸240?240mm,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:
fc?11.9N/mm2,ft?1.27N/mm2,fy?360N/mm2,
fyv?300N/mm2)
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 4、?sv,min?0.28
?200mm
ftfTft 0.2%和0.45t ?st,min ?0.6lfyvfyVbfy5、0.6~1.7
6、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、A 2、A 3、A 4、D 5、B 6、B 7、A 8、B 9、C 10、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
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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:
T?0.25?cfc?0.8Wt(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。
①受扭箍筋的最小配筋率:?sv?2Ast1f??sv,min?0.28t bsfyv②受扭纵筋最小配筋率:?tl?
AstlTft ??tl,min?0.6bhVbfy85