水工钢筋混凝土结构习题1

《水工钢筋混凝土结构学》习题集

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第一章 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fcu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fc时，为何要用h／b＞3(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fc这个力学指标? 6．混凝土轴心抗拉强度ft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σ0称为混凝土的什么强度?相应的应变ε0一般为多少?

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la，锚固长度la是如何确定?

17．钢筋在哪些情况下可不做弯钩?

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。

4．I级热轧钢筋和钢丝属于 钢；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ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

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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la，钢筋的强度愈 、直径愈 、混凝土的强度愈 ，则钢筋的锚固长度la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 (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( )。 (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( )。

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(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/T191—96)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 、 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 、 、 。

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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Ⅰ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MGk＝13.23kNm；活荷载标准值引起的弯矩MQk＝3.8kNm；Ⅱ级安全级别。试求桥面板跨中截面弯矩设计值。 3．试求题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ρ=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2×80kN，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γ(2)人群荷载的分项系数γ

Q＝1.20。

Q＝1.10。

(3)正常运行期为持久状况。

图2-1

5．一矩形渡槽(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／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γ

，对于以满槽考虑的水Q＝1.0；但按《水工混凝土结构设计规范》

Q

重，属于可控制的可变荷载，其分项系数γ的分项系数γ

Q＝1.20。

应不低于1.10，故应取γ

Q＝1.0。人群活荷载

(2)计算支座边缘剪力设计值时，计算跨度应采用净跨ln。

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。

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提示：

(1)人群活载标准值的长期组合系数ρ=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ρ=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ρ＜ρ

min；ρmin

＜ρ＜ρmax，ρ

＝ρ

max，ρ

＞ρ

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)

6．何谓界限破坏？界限破坏时的相对界限受压区计算高度ξρ

max

b

值与什么有关?和最大配筋率

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b＝150mm，h＝400mm；Ⅱ级钢筋按单排布置算得As＝560mm2。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?

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