水工钢筋混凝土结构习题1.doc

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1、水工钢筋混凝土结构学习题集网址：http:/ 钢筋混凝土结构的材料一、思考题1钢筋的伸长率和冷弯性能是标志钢筋的什么性能?2检验建筑用钢筋的质量有哪几项要求?3混凝土的立方体抗压强度是如何测定的?它的标准值的用途是什么?试件尺寸的大小为何影响混凝土的立方体抗压强度?4确定混凝土轴心抗压强度时，为何要用hb3(h为棱柱体的高，b为棱柱体的宽)的棱柱体作试件? 5为什么要有混凝土棱柱体抗压强度这个力学指标?6混凝土轴心抗拉强度是如何测试的?7试述研究复合应力状态下混凝土强度的意义?8混凝土在单向压应力及剪应力共同作用下，混凝土的抗剪强度是如何变化？9如何测出混凝土在一次短期加载时的应力应变全过程曲

2、线?全过程曲线可分上升段和下降段两部分，上升段达到的最大应力0称为混凝土的什么强度?相应的应变0一般为多少?10混凝土应力应变曲线下降段对钢筋混凝结构和构件有何意义? 11怎样用多次重复加载卸载后的应力应变关系求出混凝土的弹性模量?12什么是混凝土的徐变?徐变对钢筋混凝土构件会产生哪些影响?徐变与塑性变形有哪些不同?13什么是混凝土的收缩?如何减少混凝土收缩?14在大体积混凝土结构中，能否用钢筋来防止温度裂缝或干缩裂缝的出现?15钢筋混凝土构件受力后，钢筋所受到的力是通过什么途径得到的?16保证钢筋在混凝土中不被拔出，应使钢筋在混凝土中有足够的锚固长度，锚固长度是如何确定?17钢筋在哪些情况下

3、可不做弯钩?二、填空题1我国建筑工程中所用的钢筋有 、 、 、 四种。2钢筋按化学成分的不同可分为 、 两大类。3钢筋按其外形可分为 、 两类。4I级热轧钢筋和钢丝属于 钢；、级热轧钢筋及热处理钢筋属于 钢。5混凝土的 应变值的大小对水工钢筋混凝土的抗裂性能有很大影响，所以提高混凝土的 值对水工钢筋混凝土有其重要意义。6钢筋和混凝土是两种不同的材料，两者能够共同工作是因为 、 、 。7钢筋的粘结力由 、 、 三部分组成。8钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度愈 、直径愈 、混凝土的强度愈 ，则钢筋的锚固长度要求的就愈长。三、选择题1软钢钢筋经冷拉后( )。(A)屈服强度提高但塑性降低(

4、B)屈服强度提高塑性不变(C)屈服强度提高塑性提高(D)屈服强度和抗压强度均提高但塑性降低2混凝极限压应变值随混凝土强度等级的提高而( )。(A) 提高(B) 减小(C) 不变3钢筋混凝土轴心受压柱的试验表明，混凝土在长期持续荷载作用下的徐变，将使截面发生应力重分布，即( )。(A)混凝土的应力逐渐减小，钢筋应力逐渐增大(B)徐变使混凝土应力减小，因为钢筋与混凝土共同变形，所以钢筋的应力也减小。(C)徐变使混凝土应力减小，钢筋应力增加(D)由于徐变是应力不变，应变随时间的增长而增长，所以混凝土和钢筋的应力均不变。4对称配筋的钢筋混凝土构件，两端固定，由于混凝土收缩（未受外荷载作用），则( )。

5、(A)混凝土产生拉应力，钢筋产生压应力(B)混凝土和钢筋均不产生应力(C)混凝土产生拉应力，钢筋中无应力5地面上顶制一块钢筋混凝土板，在养护过程中发现表面出现微细裂缝，其原因为( )。(A)混凝土徐变变形的影响(B)混凝土干缩变形的结果(C)混凝土与钢筋产生热胀冷缩差异变形的结果6两组棱柱体混凝土试件A和B，它们的截面尺寸、高度、混凝土强度等级均相同，对它们进行轴心受压试验。A组试件的加荷速度是200N/min；B组试件的加荷速度是20N/min，则两组试件抗压强度平均值( )。(A)A组的极限荷载和极限变形均大于B组(B)A组的极限荷载大而B组的极限变形大(C)B组的极限荷载大而A组的极限变

6、形大第二章 钢筋混凝土结构设计计算原理一、思考题1结构的极限状态的定义?2以概率论为基础的极限状态设计法的基本思路?目前国际上以概率论为基础的设计方法分为哪三个水准?我国水工混凝土设计规范(DL/T19196)采用了哪一水准的设计方法？3失效概率的物理意义?4失效概率与可靠概率之间有何关系?5若以结构荷载效应S和结构抗力R作为两个基本随机变量，如何表达极限状态方程？6若结构抗力R和荷载效应S均服从正态分布，其均值和标准差与可靠指标的关系式？7结构在设计基准期内安全、可靠、经济合理。则失效概率与允许失效概率或可靠指标与目标可靠指标之间应符合什么条件? 8水工建筑物的级别和水工建筑物的结构安全级别

7、与结构重要性系数有什么关系？9什么是荷载的标准值?它们的保证率是多少?10什么是可变荷载的准永久值?11什么是材料强度的标准值?它们的保证率是多少？12简述水工混凝土结构设计规范的主要特点?在设计表达式中采用了哪些系数来保结构的可靠度?13荷载的标准值与荷载的设计值有什么关系?材料强度的标准值与材料强度的设计值有什么关系?14结构系数中主要考虑了哪些因素?15承载能力极限状态设计表达式考虑了基本组合和偶然组合。基本组合是指哪些荷载的效应组合?试写出其表达式?16正常使用极限状态设计表达式是如何表达?二、填空题1结构的可靠性包括 、 、 三项要求。2根据结构的功能要求，通常把结构的极限状态分为

8、、 极限状态。结构设计是先按 ，然后再按 进行验算。3结构可靠度是指 。4荷载按时间的变异和出现的可能性的不同可分为 、 、 。5一般的荷载有 、 、 三种代表值。三、计算题1 已知一轴心受拉构件，轴向拉力N的平均值为122kN，标准差为8kN；截面承载能力R的平均值为175kN，标准差为14.5kN(荷载效应N和结构抗力R均为正态分布)。试求该轴心受拉构件的可靠度指标。若构件属延性破坏，结构安全级别为级，该构件是否安全可靠。2某水闸工作桥桥面由永久荷载标准值引起的桥面板跨中截面弯矩MGk13.23kNm；活荷载标准值引起的弯矩MQk3.8kNm；级安全级别。试求桥面板跨中截面弯矩设计值。3试

9、求题2在正常使用极限状态验算时，板跨中截面短期组合和长期组合弯矩值。长期组合系数=0.4。4有一水闸(4级建筑物)工作桥，T形梁甲上支承绳鼓式启闭机传来的启门力280kN，桥面上承受人群荷载3.0kN/m2，构件尺寸如图2-1所示。试求T形梁甲在正常运用期间梁的跨中弯矩设计值。提示：(1)本题启门力为启闭机额定限值，故属于可控的可变荷载。水工荷载规范未规定启闭机荷载分项系数，按水工混凝土结构设计规范的规定，应取Q1.10。(2)人群荷载的分项系数Q1.20。(3)正常运行期为持久状况。图2-15一矩形渡槽(3级建筑物)，槽身截面如图2-2所示。槽身长10.0m，承受满槽水重及人群活载2.0kN

10、m2。试求槽身纵向分析时的跨中弯矩设计值及支座边缘剪力设计值。提示:(1)水重按水工荷载规范Q1.0；但按水工混凝土结构设计规范，对于以满槽考虑的水重，属于可控制的可变荷载，其分项系数Q应不低于1.10，故应取Q1.0。人群活荷载的分项系数Q1.20。(2)计算支座边缘剪力设计值时，计算跨度应采用净跨。6试求题5在正常使用极限状态验算时的槽身纵向跨中截面弯矩值。提示：(1)人群活载标准值的长期组合系数=0.5。(2)该渡槽全年仅2.5个月满水，6个月约为半槽水，故考虑水荷载标准值的长期组合系数=0.5。图2-2第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算一、思考题1何谓混凝土保护层?它的作用是什

11、么?2在板中，为何垂直于受力钢筋方向还要布置分布钢筋?分布钢筋的多少如何确定？它布置在受力钢筋的哪一侧?3钢筋混凝土适筋梁从加载到破坏经历了哪几个阶段?各阶段正截面上应力与应变分布、中和轴位置、梁的跨中最大挠度的变化规律?每个阶段是哪种计算的依据?4何谓梁的截面配筋率?配筋率的大小对梁的破坏性质有什么影响?梁的最大与最小配筋率是如何确定的?5钢筋混凝土梁若配筋率不同，即min；min max，max，max ,试问：它们各是怎样破坏?破坏现象有什么区别?按大小排列它们破坏的受压区计算高度?它们破坏时的受拉钢筋应力各等于多少?有何不同?它们破坏时的截面抵抗弯矩各等于多少?(写出公式或指出范围说明

12、)6何谓界限破坏？界限破坏时的相对界限受压区计算高度b值与什么有关?和最大配筋率max有何关系?7试绘出单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算简图，根据其计算简图推导出基本公式?8某梁截面b150mm，h400mm；级钢筋按单排布置算得As560mm2。如果工地只有直径d=12mm的钢筋应该如何布置?原计算是否需要修改?为什么?如果工地有其它直径的钢筋，选用直径d=12mm的钢筋是否合理?应怎样选用钢筋?9在什么情况下受弯构件正截面强度计算应设计成双筋？在双筋截面中受压钢筋起什么作用?为什么双筋截面一定要用封闭式箍筋?11试绘双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算图形?根据计算图形推导基本公式?并

13、与单筋的基本公式相比较?12在受弯构件弯矩设计值、构件截面尺寸、混凝土强度等级已定的条件下，怎样判别应设计成双筋而不能设计成单筋?13采用高强钢筋作为双筋受弯构件的受压钢筋时，钢筋的强度为何不能被充分利用?14当双筋矩形截面梁内己配有受压钢筋时，但计算的b时，在计算受拉钢筋As是否还要采用已配的?为什么?15T形截面梁的翼缘为什么要有计算宽度的规定? 应如何确定?16判别两类T形截面梁的基本条件是什么?列出它们的判别式?二、选择题l混凝土保护展厚度是指( )。(A)箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离(B)受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离(C)受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离2单筋矩形超筋梁正

14、截面破坏承载力与纵向受力钢筋面积As的关系是( )。(A)纵向受力钢筋面积As愈大，承载力愈大(B)纵向受力钢筋面积As愈大，承载力愈小(C)纵向受力钢筋面积As的大小与承载力无关，超筋梁正截面破坏承载力为一定值。3单筋矩形截面受弯构件在截面尺寸已定的条件下，提高承载力最有效的方法是( )。(A)提高钢筋的级别(B)提高混凝土的强度等级(C)在钢筋排的开的条件下，尽量设计成单排钢筋4适筋梁在逐渐加载过程中，当正截面受力钢筋达到屈服以后( )。(A)该梁即达到最大承载力而破坏(B)该梁达到最大承载力，一直维持到受压混凝土达到极限强度而破坏(C)该梁达到最大承载力，随后承载力缓慢下降直到破坏(D)

15、该梁承载力略有所增高，但很快受压区混凝土达到极限压应变,承载力急剧下降而破坏5钢筋混凝土梁受拉区边缘开始出现裂缝是因为受拉边缘( )。(A)受拉混凝土的应力达到混凝土的实际抗拉强度(B)受拉混凝土达到混凝土的抗拉标准强度(C)受拉混凝土达到混凝土的设计强度(D)受拉混凝土的应变超过极限拉应变6少筋梁正截面抗弯破坏时，破坏弯矩( )。(A)小于开裂弯矩(B)等于开裂弯矩(C)大于开裂弯矩9双筋矩形截面正截面受弯承载力计算，受压钢筋设计强度规定不得超过400N/mm2，因为( )。 (A)受压混凝土强度不够(B)结构延性(C)混凝土受压边缘此时已达到混凝土的极限压应变三、填空题1混凝土保护层的厚度

16、的取值主要与 和所处 等因素有关。2适筋梁的破坏始于 ，它的破坏属于 。超筋梁的破坏始于 ，它的破坏属于 。3正截面受弯计算方法的基本假定是 、 、 、 。4弯矩设计值是按承载能力极限状态荷载效应组合计算，并考虑了 系数和 系数。5钢筋混凝土受弯构件正截面破坏有 、 、 三种破坏。6双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式的适用条件是 、 。7双筋矩形截面受压区计算高度x要求x2a。若x2a求受拉钢筋As时，可近似假定 。如果计算中不计受压钢筋作用则条件 就可取消。8一配置级钢筋的单筋矩形截面梁，b0.544，该梁所能承受的最大弯矩等于 。若该梁承受的弯矩设计值大于上述最大弯矩，则应 或 。9

17、延性是指结构构件或截面最终破坏之前经受 的能力。延性好的结构 比较长，破坏前 预兆。延性差的结构，破坏是 破坏。10提高受弯构件截面延性的方法，在单筋矩形截面梁受拉钢筋配筋率不宜 。在双筋矩形截面梁受压钢筋配筋率不宜 。 四、计算题1一预制矩形钢筋混凝土梁的截面尺寸bh120mm250mm，选用混凝土强度等级为C20(10N/mm2)和级钢筋(310 N/mm2)，该梁跨中截面最大弯矩设计值M=6.5kNm。试计算跨中截面所需的钢筋截面面积。(环境条件类别为一类)。2一矩形截面简支梁，截面尺寸为250mm500mm，选用混凝土强度等级为C20，钢筋为级钢筋，弯矩设计值M=180kNm，一类环境

18、条件。计算该梁截面所需钢筋截面面积、选配钢筋并绘出符合构造要求的截面配筋图。3一矩形截面钢筋混凝土梁的截面尺寸bh200mm500mm，弯矩设计值M120 kNm，环境条件类别为一类。试计算混凝土强度等级为C20、钢筋为I级钢和级钢筋时纵向受力钢筋截面面积；计算混凝土强度等级为C25，钢筋为级时纵向受力钢筋截面面积。最后分析混凝土强度等级和钢筋级别对受弯构件承载力有什么影响?4某一矩形钢筋混凝土梁的截面尺寸bh300mm750mm，根据设计荷载绘出的弯矩图见图3-8。采用混凝土强度等级为C20，级钢筋，环境条件为一类，结构安全级别为I级。试按持久状况选配跨中截面和支座截面钢筋。图3-15试按持

19、久状况设计图3-2所示某水泵站(4级水工建筑物、结构安全级别为级)出口雨罩。悬挑长度1200mm，各层作法见剖面图。雨罩除作用有恒载外，在板的外缘尚需考虑沿板宽每米作用施工活载，活荷载标准值pkl000N/m。(防水砂浆重力密度20kN/m3，钢筋混凝土重力密度25kN/m3，水泥砂浆重力密度20kN/m3)。恒荷载分项系数G=1.05，活荷载分项系数Q1.2，采用混凝土强度等级为C20，I级钢筋。图3-26某水泵站(3级水工建筑物，结构安全级别为级)中的一矩形截面钢筋混凝土简支梁。梁的截面尺bh200mm500mm，计算跨度6.0m，板传来的永久荷载及梁自重的标准值gk15.6kN/m，板传

20、来的楼面活荷载标准值qk10.7kN/m，环境条件为一类，混凝土强度等级为C20，钢筋为级钢筋，试计算梁的纵向受力钢筋截面面积。7图3-3为单孔水闸支承100 kN螺杆启闭机的梁(4级水工建筑物)，截面尺寸bh250mm400mm。净跨4.0m，梁的两端搁在柱子上，搁置长度为400mm。梁上还铺设厚l00mm，宽1100mm的钢筋混凝土人行道板(钢筋混凝土重力密度为25 kN/m3)，其上人群活荷载标准值为2kN/m2，混凝土强度等级为C20，级钢筋，二类环境条件。试按持久状况求该梁纵向受力钢筋截面积。图3-3提示：(1)启门力l00kN 可视为作用于梁跨中央的集中力，并由两根梁分担，启闭机自

21、重不计。将人行道板自重及人群荷载按全梁布置以简化计算。(注意人行道板重及人群荷载亦由两根梁分担)。(2)启门力为可控荷载，荷载分项系数Q1.1。8图3-4为某港渔业公司加油码头面板(3级水工建筑物)，采用叠合板型式，板厚180mm(其中100mm为预制板厚，80mm为现浇板厚)，表面尚有20mm磨耗层(不计受力作用)，板长2.55m，板宽2.99m。预制板直接搁在纵梁上，搁置宽度为150mm，预制板承受活荷载标准值为1.5kN/m2，预制板采用混凝土强度等级为C20，I级钢筋，二类环境条件。试按持久状况设计板跨中截面钢筋As。9图3-5为某码头引桥横梁(结构安全级别为级)，采用双悬臂简支结构见

22、图3-5(b)。承受的主要基本荷载有：板传给横粱的均布活荷裁pk50kN/m；面板自重gk197.2kN/m；磨耗层重gk212.5kN/m；横梁自重(横梁截面尺寸bh500m600mm，重力密度25kN/m3)，混凝土强度等级为C25，级钢筋，二类环境条件。试按持久状况最不利荷载情况下，配置横梁跨中及支座截面的钢筋。图3-4图3-5提示：(1)引桥横梁是以桩为支座带两悬臂的单跨梁，计算见图如图3-5(c)、(d)。(2)横梁的弯矩计算跨度，当支座宽度b0.05时(支座中心至支座中心距离)，计算跨度取。当支座宽度b0.05，时取1.05 (为横梁净跨，即桩边至桩边距离)。悬臂计算长度a1.02

23、5 (为自由端至桩边距离)。10某水电站(3级建筑物)的内廊为现浇简支在砖墙上的钢筋混凝土平板(图3-6(a)。一类环境条件，板上作用的平均活荷载标准值qk2kN/m，水磨石地面及细石混凝土垫层厚30mm(重力密度为22kN/m3)，板底粉刷白灰砂浆12mm厚(重力密度为l 7kN/m3，钢筋混凝土重力密度为25kN/m3)。选用混凝土强度等级为C15， I级钢筋。试确定板的厚度和受力钢筋截面面积。提示：初设板厚h80mm。图3-611某梁截面尺寸及配筋如图3-7所示。混凝土强度等级为C20，安全级别为级；该梁在短暂状况下，实际承受的弯矩值M1.0108N.mm，一类环境条件。试复核此梁正截面

24、受弯承载力是否满足要求。 12已知一承受均布荷载的简支梁，截面尺寸bh200mm400mm，计算跨度3.0m，混凝土强度等级为C20，配置316的钢筋，安全等级为级，环境条件为一类，试求该梁 图3-7在正常使用期间按正截面受弯承载力要求能承担的荷载设计值。13已知一矩形截面简支梁，截面尺寸bh250mm600mm，采用混凝土强度等级为C20，级钢筋，弯短设计值M400kNm， 级安全级别，一类环境条件，当上述条件不能改变时，求截面所需受力钢筋截面面积。14一矩形截面梁的尺寸bh250mm500mm，一类环境条件，跨中最大弯短设计值M180 kNm，采用混凝土强度等级为C20，级钢筋。由于延性的

25、需要在受压区预先配置222的受压钢筋。试求该截面需配置的受拉钢筋截面面积。15已知矩形截面简支梁，截面尺寸bh200mm500mm，结构安全级别为级，一类环境条件，选用混凝土强度等级为C20，级钢筋。梁在持久状况下，承受弯矩为230 kNmm。在受压区已配置220，试求受拉钢筋截面积。16一矩形截面简支梁，截面尺寸bh250mm600mm，梁中配有受拉钢筋620(As1885mm2的双排钢筋)，受压钢筋320(941mm2的单排钢筋)。采用混凝土强度等级为C20，级钢筋，在持久状况下跨中需承受弯矩230kNm，结构安全级别为级，一类环境条件。试验算该梁是否安全。17已知现浇肋形楼盖次梁的计算跨

26、度5.1m，截面尺寸如图3-8所示。一类环境条件，在使用阶段承受弯矩设计值M80kNm，混凝土强度等级C20，级钢筋。试求钢筋截面面积。图3-818条件同题17，假若不考虑现浇板作为梁的翼缘参加工作，即按矩形截面bh200mm400mm计算次梁所需钢筋截面面积。并分析两题计算所需钢筋截面面积差别产生的原因。19图3-9所示肋形结构的次粱为3级建筑物，一类环境条件，承受弯矩100kNm，选用混凝土强度等级为C25，级钢筋。试按持久设计状况下求所需钢筋截面面积。图3-9 20某水库溢洪道上启闭机室的屋顶，采用预制的空心板，启闭机室净宽4.3m。边墙为砖墙(厚240mm)，预制板搁置在砖墙上，每边搁

27、置长度取为120mm，如图3-10所示。3级建筑物，二类环境条件，采用混凝土强度等级C15，级钢筋。试配置板的纵向受力钢筋。提示： (1)屋面防水、保温层(包括细石混凝土面层重力密度为1kN/m3)；钢筋混凝土重力密度为25kN/m3； (2)施工活荷载标准值为2kN/m2; (3)板宽按0.5m计算(包括填缝的混凝土)；(4)空心板的受力情况与工字形截面相同。计算时先将圆孔换算成方孔，然后把截面 图3-10换算成工字形截面。换算的原则是：方孔与圆孔的几何特征不变，即它们的面积、惯性矩相等，中心位置不变。21某水电站厂房的简支T形吊车梁。其截面尺寸如图3-11所示。梁支承在厂房排架柱的牛腿上，

28、支承宽度为200mm，梁净跨5.6m，全长6.0m，梁上承受一台吊车两个最大轮压力Qk370kN，另有均布永久荷载(包括吊车梁自重及吊车轨道等附件重)gk= 7.5kN/m2，试配置该梁在持久设计状况跨中截面钢筋，并绘出截面配筋图。图3-11提示： (1)结构安全级别为级；一类环境条件； (2)参照水工荷载规范，桥机、门机最大轮压的荷载分项系数Q1.10； (3)轮压力为移动的集中荷载(注意：两个轮压力之间的距离不变)，可位于吊车梁上各个不同位置，因此，应考虑轮压布置的最不利位置，以求跨中截面最大弯矩； (4)选用混凝土强度等级C25及级钢筋； (5)估计受拉钢筋需放双排； (6)吊车梁尚承受横向水平力和扭矩，承受这些外力的钢筋应另行配置。22一T形截面梁，1200mm，b200mm,h600mm,80mm，混凝土强度等级C20，配有420的级受拉钢筋，单排钢筋a35mm。承受弯矩设计值M131kNm。试复核该截面是否安全。23有一独立T形梁,计算跨度 7.2m，截面尺寸及配筋如图3-12所示。采用混凝土强度等级为C20，级钢筋。试求该截面能承受的极限弯矩。若该梁为3级建筑物，在施工检修阶段，该梁截面实际能承受多大弯矩。 图3-12 14