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    结构设计原理第五章受扭构件习题及答案.docx

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    结构设计原理第五章受扭构件习题及答案.docx

    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 = ,抗弯纵向钢筋 的最小配筋率 = ,抗扭纵向钢筋 的最小配筋率 tl = 。 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 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 箍 筋的配筋强度 比值应满足以 下条件:0.6 1.7。 8、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。 9、矩形截面钢筋 混凝土纯扭构 件的抗扭承载 力计算公式 只 0.35t t cor T f w A +考虑混凝土和 箍筋提供的抗 扭承载力。 10、在纯扭构件中 ,当0.175c t t T f w 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 式进行箍筋计 算。 11、在弯、剪、扭构件中,当00.35c t V f bh 时,可忽略剪力的 影响,按纯扭构件的 受扭承载力公 式计算箍筋用 量。 12、剪扭构件中按 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。 13、 受扭构件上的 裂缝,在总体成螺旋 形,但不是连续贯 通的,而是断断续续 的。 14、受扭构件强度 计算中的 是 模型中混凝土 斜压杆与构 件 纵轴线交角的 a 余切,即ctga =。 15、在钢筋混凝土 弯扭构件中,不作抗扭强度 计算的判别式 是0.7c t t T f w 。 16、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0.35t t T f w 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。 17、在弯剪扭构件 中,当00.35t V f bh 时,可仅按受弯构 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。 18、弯剪扭构件中 ,当剪力和扭矩 均不能忽略时 ,纵向钢筋应按 受弯构件的正 截面受弯承载 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 载力和受扭承 载力分别按所 需的箍筋截面 面积进行配置 。 19、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 。 20、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。 21、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 。 22、钢筋混凝土弯 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 0>0.25c t V T f bh w +时,应加大截面;B 、当00.7t V f bh ,可不进行受剪 承载力计算,按最小配箍率 确定受剪箍筋 ;C 、当0.7t t T f w 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00.7t t V T f bh w +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 、2.0;C 、不受限制;D 、在0.61.7之间。 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 5°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,( )。A 、均布纵筋、部分箍筋屈服 ;B 、均布纵筋、箍筋均屈服;C 、仅箍筋屈服;D 、不对称纵筋、箍筋均屈服。 5、剪扭构件计算 1.0t =时,( )。A 、混凝土承载力 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 、混凝土受剪承 载力为纯剪时 的一半。 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 构件的抗扭承 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 构件的抗扭承 载力没有影响 ;D 、扭矩的存在对 构件的抗剪承 载力有影响。 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。 8、T 形和I 字形 截面剪扭构件 可分为矩形块 计算,此时( )。A 、由各矩形块分 担剪力;B 、剪力全由腹板 承担;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 同作用下的矩 形、T 形和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 、 00.7t t V T f bh w +;B 、00.35t V f bh ;C 、0.175t t T f w ;D 、0.175t t T w f 。 10、截面塑性抵抗 矩t w 是( )。A 、根据弹性理论 导出的;B 、假定截面上各 点剪应力等于 t f 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 、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、受拉翼缘和受 压翼缘共同承 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 00.250.8c c t V T f bh w +的要求。 14、受扭构件中的 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 0mm ,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 ( )。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,弯钩末端的直 线长度不应小 于5d 和 m m ;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 构件截面承载 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、采用什么钢筋 抵抗扭矩? 5、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? 6、抗扭纵筋配筋 率与抗弯纵筋 配筋率计算有 何区别? 7、受扭构件对截 面有哪些限制 条件? 8、受扭构件中抗扭纵筋有哪些要求? 五、计算题 1、已知剪扭构件截面尺寸b=300mm,h=500mm,混凝土采用25级,纵筋采用B335级筋,箍筋采用B235级钢筋,扭矩设计值=20kN.m。求所需配置的箍筋和纵筋。 2、已知框架梁如图所示,截面尺寸b=400mm,h=500mm,净跨6m,跨中有一 短挑梁,挑梁上作用有距梁轴线0mm的集中荷载设计值=200kN,梁上均布 荷载(包括自重)设计值q=10kN/m。采用C30级混凝土,纵筋采用B400级, 箍筋采用B335级。试计算梁的配筋。 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 +。 6、答:截面周边均匀 对称;不应大于 0mm 。 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 -。 9、答:0.61.7 10、答: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、() 、( ×) 5、() 6、(×) 7、() 8、(×) 9、(×) 10、() 、() 2、(×) 13、() 、() 、(×) 16、(×) 17、() 8、(×) 19、() 2 、(×) 21、(×) 22、() 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 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 的系数(这里系数用 .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 +。 4、答:在混凝土构件 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 共同组成的抗 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。 5、答: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0.6 1.7=,最佳配合比为 1.2左右。 6、答:抗扭纵筋配筋 率等于抗扭纵 筋与截面面积 stl A (b h ?)的比值。而抗弯纵筋配 筋率等于抗弯 纵筋与截面有 s A 效面积(0b h ?)的比值。 7、答: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:00.250.8c c t V T f bh w +当不满足上式 要求时,应增大截面尺 寸。 8、答:构件中的抗扭 纵筋应尽可能 均匀地沿截面 周边对称布置 ,间距不应大于 300mm ,也不应小于截 面短边尺寸。在截面的四角 必须设有抗扭 纵筋。如果抗扭计算 在计算中充分 利用其强度时 ,则其接头和锚 固均应按受拉 钢筋的有关要 求处理。 五、计算题 1、解 取钢筋保护层 厚度c=25mm ,b cor =250mm ,h cor =450mm ,A cor o r 2 m m 2, u cor =2(b cor +h cor ) ,材料强度:f c =11.9, f t =1.27 ,f y =300 ,f yv =210 1 验算截面尺寸 截面可用,按计算配筋。 2 计算箍筋 取=1.0,则: 选用8箍筋 取s=110mm 验算配箍筋率1 验算截面尺寸 截面可用,按计算配筋。 可以。 3 计算纵筋 故按最小配筋率要求,取,选6 12=678 。截面配筋见图。 2、解 1 内力计算 支座按固定端考虑 支座截面弯距: 跨中截面弯距: 扭矩: 支座截面剪力: 跨中截面剪力: 2 验算截面尺寸 材料强度:f c=14.3N/mm2,f t=1.43,f y=360,f yv=300,b=0.518,s,max=0.384 取钢筋保护层厚度c=25mm,b cor=350mm,h cor=450mm A cor= o r m m2,u cor=2(b cor+h cor) 6 取a=35mm,h0=460mm 截面可用,按计算配筋 3 受弯承载力计算 支座截面: 跨中截面: 4 确定剪扭构件计算方法 集中荷载在支座截面产生的剪力为k N,占支座截面总剪力100/130=76.9%> 75%,需考虑剪跨比。,取 按剪扭共同作用计算 5 受剪计算 计算受剪箍筋,设箍筋肢数=2 6受扭计算 受扭箍筋:设 .2 受扭纵筋: 受扭纵筋最小配筋率: 7 验算最小配筋率及配筋 最小配箍率验算: 满足 箍筋选配双肢12,A sv1=113.1,间距,取s=135mm。受扭纵筋分三排(纵筋间距=215mm,基本满足0mm的要求)支座截面顶部配筋 选422=1520 跨中截面底部配筋 选422=1520

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