混凝土基本原理第七章

思考题

7.1 按变角空间桁架模型计算扭曲截面承载力的基本思路是什么，有哪些基本假设，有几个主要计算公式？

答：变角空间桁架模型计算扭曲截面承载力的基本思路：在裂缝充分发展且钢筋应力接近屈服强度时，截面核心混凝土退出工作，从而实心截面的钢筋混凝土受扭构件可以用一个空心的箱形截面构件来代替，它由螺旋形裂缝的混凝土外壳、纵筋和箍筋三者共同组成变角空间桁架以抵抗扭矩；

基本假设：①混凝土只承受压力，具有螺旋形裂缝的混凝土外壳组成桁架的斜压杆，其倾角为α；

②纵筋和箍筋只承受拉力，分别为桁架的弦杆和腹杆； ③忽略核心混凝土的受扭作用及钢筋的销栓作用； 主要计算公式：

1y stl yv st cor f A s

f A u ς=

u T =

7.2 简述钢筋混凝土纯扭和剪扭构件的扭曲截面承载力的计算步骤。

答：剪扭构件：

①按公式0/()/(0.8)0.25t c c V bh T W f β+≤或0/()/(0.8)0.2t c c V bh T W f β+≤验算截面尺寸是否符合要求；

②按公式0/()/0.7t t V bh T W f +≤或00/()/0.70.07/()t t V bh T W f N bh +≤+验算是否需要按计算配置受扭、受剪箍筋和受扭纵筋；

③比较剪力和扭矩是否满足00.35t V f bh ≤，00.875/(1)t V f bh λ≤+或0.175t t T f W ≤，0.175h t t T f W α≤，若满足，则可不考虑剪力或者扭矩的作用，按纯

剪或者纯扭构件计算；否则，应考虑剪力和扭矩的作用；

④按公式[]01.5/10.5/()t t VW Tbh β=+或[]01.5/10.2

+/()t t VW Tbh βλ=+（1）计算受扭承载力降低系数，且应满足0.51t β≤≤；

⑤按公式000.7(1.5)/u t t yv sv V f bh f A h s β=-+或001.75(1.5)/(1)/u t t yv sv V f bh f A h s βλ=-++计算剪扭构件的受剪承载力，对于T 形和I 形截面假设剪力全部由腹板承担，并确定受剪箍筋的用量；

⑥按公式10.35/u t t t yv st cor T f W A A s β=+或10.35/u h t t t yv st cor T f W A A s αβ=+计算构件的受扭承载力，按腹板完整性原则分别确定翼缘和腹板的受扭箍筋和受扭纵筋的用量；

⑦验算箍筋和纵筋的最小配筋率是否满足。

纯扭构件：

①按公式/(0.8)0.25t c c T W f β≤或/(0.8)0.2t c c T W f β≤验算截面尺寸是否符合要求； ②按公式0.7t t T f W ≤或00.70.07/()t t t T f W NW bh ≤+验算是否需要按计算配置受扭和受扭纵筋；

③按公式10.35/u t t yv st cor T f W A A s =+或10.35/u h t t yv st cor T f W A A s α=+计算构件的受扭承载力，按腹板完整性原则分别确定翼缘和腹板的受扭箍筋和受扭纵筋的用量； ④验算箍筋和纵筋的最小配筋率是否满足。

7.3 纵向钢筋与箍筋的配筋强度比ς的含义是什么？起什么作用？有什么限制？

答：纵向钢筋与箍筋的配筋强度比ς是受扭构件中所配置的受扭纵筋沿截面核心周长单位长度上的拉力与受扭箍筋沿构件纵向单位长度上的拉力的比值，其表达式为：

1y stl yv st cor f A s f A u ς=

控制好ς的值就可以使受扭构件中的纵筋和箍筋在构件破坏时均能达到屈服强度，从而避免发生（部分）超筋破坏；限制条件为：0.6 1.7ς≤≤。

7.4 在钢筋混凝土构件纯扭试验中，有少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏和部分超筋破坏，它们各有什么特点？在受扭计算中如何避免少筋破坏和超筋破坏？

答：少筋破坏：纵筋和箍筋均配置过少，一旦出现裂缝，构件就会立即发生破坏，属于脆性破坏；

适筋破坏：在扭矩作用下，纵筋和箍筋先达到屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏，属于延性破坏类型；

超筋破坏：当纵筋和箍筋配筋率都过高，致使纵筋和箍筋都没有达到屈服强度，而混凝土先行压碎，属于脆性破坏类型；

部分超筋破坏：若纵筋和箍筋不匹配，两者配筋率相差较大，其中一个屈服，而另一个不屈服，此时构件仍然具有一定的延性，但不如适筋破坏； 在受扭计算中通过控制构件的纵筋的最小配筋率和箍筋的最小配箍率避免少筋破坏；通过控制截面的最小尺寸0/()/(0.8)0.25t c c V bh T W f β+≤或

0/()/(0.8)0.2t c c V bh T W f β+≤，以及纵向钢筋与箍筋的配筋强度比

0.6 1.7ς≤≤避免超筋破坏。

7.5 在剪扭构件承载力计算中如符合下列条件，说明了什么？

00.7t t V T f bh W +> 00.250.8c c t

V T f bh W β+≥

答：当符合第一个条件的时，表示剪扭构件需要按计算配置受扭、受剪箍筋以及受扭纵筋；当符合第二个条件时，表示剪扭构件尺寸不足，会发生在钢筋屈服前混凝土先压碎的超筋破坏。

7.6 为满足受扭构件受扭承载力计算和构造规定要求，配置受扭纵筋及箍筋应当注意哪些问题？

答：受扭纵筋：①满足最小配筋率

,min ,min stl tl tl A bh

ρρ≥=

= 其中/()2T Vb ≤；

②受扭纵向受力钢筋的间距不应大于200mm 和梁的截面宽度；

③在截面四角必须设置受扭纵向受力钢筋，并沿截面周边均匀对称布置；当支座边作用有较大扭矩时，受扭纵向钢筋应按充分受拉锚固在支座内； ④在弯剪扭构件中，配置在截面弯曲受拉边的纵向受力钢筋，其截面面积不应小于按受弯构件受拉钢筋最小配筋率计算的截面面积与按受扭纵向钢筋最小配筋率计算并分配到弯曲受拉边的钢筋截面面积之和。 受扭箍筋：①满足最小配箍率,min 0.28/sv sv t yv f f ρρ≥=

②受扭所需的箍筋应做成封闭式，且应沿截面周边布置；当采用复合箍筋，位于截面内部的箍筋不应计入受扭所需的截面面积；