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1、思考题8-1在实际工程中哪些构件中有扭矩作用？答：框架边梁、雨篷梁8-2矩形截面纯扭构件从加荷直至破坏的过程分哪几个阶段？各有什么特点？答：试件开裂前：性能符合弹性扭转理论，钢筋应力很小，扭矩扭转角之间呈线性关系。初始裂缝发生在截面长边的中点附近，其方向与构件呈45度角，此裂缝在后来的加载中向两端发展成螺旋状，并仍与构件呈45度，同时出现许多新的螺旋形裂缝。长边的裂缝方向与构件轴线基本上呈45度角，而短边的裂缝方向则较为不规则些。开裂后，试件的抗扭刚度大幅下降，扭矩扭转角曲线出现明显的转折。在开裂后的试件中，混凝土受压，纵筋和箍筋则均应受拉，形成了新的受力机制。随着扭矩的继续增加，此受力机制基
2、本保持不变，而混凝土和钢筋的应力则不断增加，直至试件破坏。8-3矩形截面纯扭构件的裂缝与同一构件的剪切裂缝有哪些相同点和不同点？答：相同点：都会出现与构件轴线有夹角的斜裂缝。不同点：纯扭构件会产生一些螺旋形裂缝，而受剪切不会。8-4矩形截面纯扭构件的裂缝方向与作用扭矩的方向有什么对应关系？答：纯扭裂向底部发展的方向与作用扭矩的方向一致。8-5纯扭构件的破坏形态和破坏特征是什么？答：纵筋和箍筋的配置量适中时，纵筋和箍筋首先达到屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏。这种试件呈现较好的延性。纵筋较少、箍筋较多时，破坏时纵筋屈服而箍筋不屈服。反之，箍筋屈服而纵筋不屈服。这两种构件称为超配筋构件。纵筋、箍筋
3、均配得很多时，破坏时二者均不屈服。构件的破坏始于混凝土的压坏，属脆性破坏。纵筋和箍筋均配得较少时，一旦裂缝出现，构件随即破坏。8-6什么是平衡扭转？什么是协调扭转？试举出各自的实际例子。答：当构件所受扭矩大小与该构件的扭转刚度无关时，相应的扭转就称为平衡扭转，如雨篷梁。当构件所受扭矩的大小取决于该构件的扭转刚度时，相应的扭转就称为协调扭转，如框架边梁。8-7矩形截面受扭塑形抵抗矩是如何导出的？对T形和I形截面如何计算？答：矩形截面：；对于T形、I形截面则T形截面：I形截面：8-8什么是配筋强度比？配筋强度比的范围为什么要加以限制？配筋强度比不同时对破坏形式有何影响？答：配筋强度比达到承载力极限
4、状态时，临界斜裂缝的倾角由配筋强度比控制。过大过小时，纵筋或箍筋就达不到屈服。时，两种钢筋均能达到屈服强度。8-9矩形截面纯扭构件的第1条裂缝出现在什么位置？答：截面长边中点附近。8-10高强混凝土纯扭构件的破坏形式与普通混凝土纯扭构件的破坏形式相比有何不同？答：在未配抗扭腹筋的情况下，其破坏过程和破裂面形态基本上与普通混凝土构件一致，但斜裂缝比普通混凝土构件陡，破裂面较平整，骨料大部分被拉断。其开裂荷载比较接近破坏荷载，脆性破坏的特征比普通混凝土构件更明显。配有抗扭钢筋的高强度混凝土构件受纯扭时，其裂缝发展与破坏过程与普通混凝土构件基本一致，但斜裂缝的倾角比普通混凝土构件略大。8-11拐角脱
5、落破坏形式的机理是什么?如何防止出现这种破坏形式?答：根据空间模型桁架,受压腹杆会在截面拐角处相交会产生一个把拐角推离截面的径向力U.如果没有密配的箍筋或刚性的角部纵筋来承受此径向力,则当此力足够大时,拐角就会脱落;当扭转剪应力大时,只有使箍筋间距才能可靠地防止这类破坏,使用较粗的角部纵筋也能防止此类破坏。8-12什么是部分超配筋构件?答：当纵筋配得较少,箍筋配得较多时,破坏时纵筋屈服箍筋不屈服,反之则破坏时箍筋屈服,纵筋不屈服,这两种类型的构件称为部分超配筋构件。8-13最小扭抗钢筋量应依据什么确定?答：最小抗扭配筋量应依据需要计算构件的极限扭矩确定。8-14变角空间桁架模型的基本假定有哪些
6、?答:1.极限状态下原实心截面构件简化为箱形截面构件.此时,箱形截面的混凝土被螺旋型裂缝分成一系列倾角为的斜压杆,与纵筋和箍筋共同组成空间桁架. 2.纵筋和箍筋构成桁架的拉杆. 3.不计钢筋的销栓作用。8-15弯扭构件的抗弯抗扭承载力相关曲线是怎样的?它随纵筋配置的不同如何变化?答：如课本P208图8-21所示. 在受压筋拉屈服段,随纵筋的用量增多,抗扭承载力提高.在受拉筋屈服阶段,随纵筋用量增多,抗扭承载力减少。8-16抗扭承载力计算公式中的的物理意义是什么?其表达式表示了什么关系?此表达式的取值考虑了哪些因素?答：为剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数,其表达式表示了其为剪扭和纯扭混凝土的受扭
7、承载力之商,考虑了等四项因素。8-17受扭构件中纵向钢筋和箍筋的布置应注意什么?答：应考虑是否大于最小配筋率,受弯纵筋应布置在弯曲受拉区,受扭纵筋应沿截面周边均匀布置。8-18受扭箍筋和受剪箍筋的受力情况和构造要求是否相同?为什么?答:不相同;因为两者的受力状况不同,所以两者的构造要求也各不相同。8-19轴向压力和轴向拉力对复合受力构件的剪扭承载力各有何影响?为什么?答：轴向压力在一定程度上可以抑制斜裂缝的发生与发展,但压力过大又会使构件的破坏形态发生变化,因为轴向压力能使混凝土较好地参加工作,同时又能改善裂缝处混凝土的咬合作用和纵向钢筋的销栓作用,故一定程度上提高构件的抗剪承载力,反之,轴向
8、拉力会削弱构件的受剪扭承载力,原因与上相反。练习题8-1有一矩形截面纯扭构件，已知截面尺寸为，配有纵筋4𝜙14（），箍筋为𝜙8150（）。混凝土为C25（），试求该截面所能承受的扭矩值。解：， 故该截面能承受的扭矩值为 。8-2 已知某钢筋混凝土构件截面尺寸，受纯扭荷载作用，经计算知作用于其上的扭矩值为4940Nm，混凝土采用C30（），钢筋用I级钢筋（），试计算其配筋。解：验算截面限制条件0.2验算是否按计算配筋按构造配筋纵筋配6𝜙6配箍𝜙6150。8-3已知钢筋混凝土弯扭构件，截面尺寸为，弯矩值M=55kNm，扭矩值T=9kN
9、m，采用C25级混凝土（），箍筋用级（），纵筋用级（），是计算其配筋。解：计算抗弯纵向钢筋： 解得计算抗扭钢筋：0.2取=1.0，采用𝜙6， 故可取𝜙670顶部纵筋截面积中部纵筋截面积底部纵筋截面积箍筋用量，可以故顶部中部纵筋配2𝜙10，底部纵筋配4𝜙16，箍筋配𝜙670。8-4已知某构件截面尺寸为b，经计算求得作用于其上的弯矩值M=142kNm，扭矩值T=12kNm，采用C30级混凝土（），箍筋用级（），纵筋用级（），是计算其配筋（剪力主要由均布荷载产生）。解：验算截面限制条件：验算是否需按计算配置剪扭钢筋：故需
10、计算配置剪扭钢筋，计算抗扭钢筋：采用𝜙6配筋，s=257mm，可取𝜙6200故取，可取𝜙6100计算抗剪箍筋：由计算抗弯纵向钢筋： 解得顶部纵筋截面积中部纵筋截面积底部纵筋截面积箍筋用量验算最小配筋率：都满足要求配筋：顶部中部纵筋配2𝜙10，底部纵筋配4𝜙20，箍筋配𝜙8175。8-5已知某均布荷载作用下的弯剪扭构件，截面为T形，尺寸为，其配筋图如图所示，构件所承受的弯矩值M=54kNm，剪力值V=42kN，扭矩值T=8kNm。混凝土为C20级（），钢筋为级钢（），验算截面是否能承受上述给定的内力（
11、）。练习题8-5图解：计算又计算剪力和扭矩：假定，所以所以截面不能承受给定内力。8-6已知钢筋混凝土剪扭构件，截面尺寸b，截面上作用的剪力值V=80kN，扭矩值T=8kNm，采用C30级混凝土（），级钢筋（），试计算能够承受上述内力的配筋（剪力主要由均布荷载引起）。解：验算截面限制条件：验算是否需按计算配置剪扭钢筋：故需计算配置剪扭钢筋，计算抗扭钢筋：抗剪：验算：所以配筋：顶部中部纵筋配4𝜙8，底部纵筋配2𝜙8，箍筋配𝜙6150。练习题8-7图8-7已知钢筋混凝土弯扭构件,截面尺寸,作用于其上的弯矩值,扭矩值,混凝土采用C20级(),I级钢筋()
12、,配筋如图8-25所示,使验算该构件能否承受上述内力().解：根据题意得, 可以承受上述内力8-8一I形截面混凝土纯扭构件,截面尺寸如图8-26所示,承受扭矩值,混凝土采用C20级(),I级钢筋(，)。试计算腹板,受压翼缘和受拉翼缘各承受扭矩多少?并计算腹板所需的抗扭箍筋和纵筋。练习题8-8图解：根据题意得, 腹板 受压翼缘 受拉翼缘 需要计算配筋 腹板,受压,受压翼缘承受的扭矩分别为: 腹板:取 取 取(经检验,满足最小配筋) 取 受压翼缘: 取 与腹板同取,同理,满足最小配筋 取 受拉翼缘: 取 取(经检验,满足最小配筋) 取8-9一钢筋混凝土框架纵向边梁,梁上承受均布荷载,截面尺寸,经内
13、力计算,支座处截面承受扭矩值,弯矩值(截面上边受拉)及剪力值,混凝土采用C20级(),钢筋采用I级().试按弯剪扭构件计算该截面配筋,并画出截面配筋图.解：根据题意得， 故需要计算配筋 (1)抗扭钢筋 取 :取 (2)抗剪钢筋 取 (3)抗弯钢筋 解之得 (4)总的纵筋和箍筋用量 1)顶部纵筋: 中部纵筋: 底部纵筋: 2)验算 ,满足条件 ,取 8-10矩形截面纯扭构件,截面尺寸及配筋如图8-27所示, 混凝土采用C30级(),纵筋采用6根直径为的级钢筋(),箍筋采用I级钢().求此构件所能承受的最大扭矩值.练习题8-10解：根据题意得, 又 8-11分别列出轴向压力,轴向拉力作用下钢筋混凝土矩形截面复合受力构件(轴向力,弯矩,剪力和扭矩共同作用)基于承载力的截面设计步骤.解: 1)计算值; 2)由(轴压) 或者(轴拉) 计算得 3)取值,由 (轴压) 或者(轴拉) 计算,并且由,计算 4)用单筋矩形截面受弯设计 5)验算最小配筋率,配筋8-12分别列出轴向压力,轴向拉力作用下钢筋混凝土矩形截面复合受力构件(轴向力,
