水工钢筋混凝土结构综合练习题

1 综合练习题一综合练习题一 一 填空题 1 T 截面连续梁在负弯矩段 由于翼缘处在受拉区 应按 矩形 截面计算 在正弯矩 段 按 T 形 截面计算 2 抗剪钢筋也称作腹筋 腹筋的形式可以采用 弯起钢筋 和 箍筋 3 预应力和非预应力混凝土轴心受拉构件 在裂缝即将出现时 它们的相同之处是混凝土 的应力达到 ft 不同处是预应力构件混凝土的应力经历了从受 压 到 受 拉 变化过程 而非预应力构件混凝土的应力是从 0 化到 ft 可 见二者的抗裂能力是 预应力 构件的大 二 单选题 1 梁的受剪承载力公式是根据何破坏形态建立的 A A 剪压破坏 B 斜压破坏 C 斜拉破坏 2 在正常使用极限状态计算中 短期组合时的内力值 Ns Ms 是指由各荷载标准值所产 生的荷载效应总和 A A 乘以结构重要性系数 0后的值 B 乘以结构重要性系数 0和设计状况系数 后的值 C 乘以设计状况系数 后的值 3 试决定下面属于大偏心受压时的最不利内力组合 C A Nmax Mmax B Nmax Mmin C Nmin Mmax 4 混凝土割线模量 Ec 与弹性模量 Ec的关系式 Ec Ec中的 值当应力增高处于弹塑 性阶段时 C A 1 B 1 C 1 5 进行变形和裂缝宽度验算时 B A 荷载用设计值 材料强度用标准值 B 荷载和材料强度都用标准值 C 荷载和材料强度都用设计值 6 剪力和扭矩共同作用下的构件承载力计算 规范 在处理剪 扭相关作用时 C A 不考虑二者之间的相关性 B 混凝土和钢筋的承载力都考虑剪扭相关作 用 C 混凝土的承载力考虑剪扭相关作用 而钢筋的承载力不考虑剪扭相关性 7 大偏心受拉构件设计时 若已知A s 计算出 b 则表明 B A A s过多 B A s过少 C As过少 8 均布荷载作用下的弯 剪 扭复合受力构件 当满足 A 时 可忽略扭矩的影响 A dT 0 175ftWt B dT 0 35ftWt C dV 0 035fcbh0 9 在下列减小受弯构件挠度的措施中错误的是 C A 提高混凝土强度 B 增大截面高度 C 增大构件跨 度 10 所谓一般要求不出现裂缝的预应力混凝土轴心受拉和受弯构件 在荷载作用下 A A 允许存在拉应力 B 不允许存在拉应力 C 拉应力为零 三 判断题 1 适筋梁弯曲将要破坏时 受压边缘混凝土应力最大 F 2 轴向压力对构件斜截面受剪承载力总是有利的 F 2 3 在适筋范围内的钢筋混凝土受弯构件中 提高混凝土强度等级对于提高正截面抗弯承载 力的作用是不很明显的 T 4 混凝土受压破坏也是由于内部微裂缝扩展的结果 T 5 先张法轴拉构件完成全部预应力损失后 预应力筋的总预拉力NpII 50kN 若加载至混凝 土应力为零 外载N0 50kN F 6 受扭构件为防止超筋破坏 与受剪构件一样 用截面限制条件保证 T 7 其它条件相同时 随着钢筋保护层厚度增大 裂缝宽度将增大 T 8 钢筋混凝土梁的挠度可以按梁的 最小刚度原则 用材料力学公式来计算 T 9 受压构件中若轴向力的偏心距很大 则构件一定发生大偏心受压破坏 F 10 对于轴心受压柱 为了减少钢筋在施工中产生纵向弯曲 宜选用较粗的钢筋 T 四 简答题 1 什么是钢筋的冷拉硬化 答 冷拉是将钢筋拉伸超过屈服强度并达到强化阶段中的某一应力值 然后放松 若立即 重新加荷 此时屈服点将提高 表明钢筋经冷拉后 屈服强度提高 但伸长率减小 塑性 性能降低 也就是钢材性质变硬变脆了 此称冷拉硬化 2 水工钢筋混凝土结构中 引起裂缝的非荷载因素主要有哪些 答 主要有温度变化 混凝土收缩 基础不均匀沉降 塑性坍塌 钢筋锈蚀 碱 骨料化 学反应等 3 什么是结构的可靠性 它包含哪些要求 答 结构的可靠性是指结构在规定的时间 设计基准期 内 在规定的条件下 完成预定 功能的能力 结构的可靠性要求包括以下三个方面 安全性 适用性和耐久性 4 什么叫剪跨比 以及对无腹筋梁的斜截面承载力与斜截面破坏形态有何影响 答 剪跨比 是剪跨 a 和截面有效高度 ho的比值 其中 a 为集中荷载作用点到支座截面 或节点边缘的距离 对梁顶直接施加集中荷载的无腹筋梁 剪跨比 是影响受剪承载力的主要因素 试验表明 随着剪跨比 的减少 斜截面受剪承载力有增高的趋势 一般来说 3 时常为斜拉破 坏 当 1 时可能发生斜压破坏 1 minbh0 132mm2 2 某柱截面尺寸 b h 400 500mm 级安全级别 一类环境条件 承受轴向压力设计值 N 460kN e0 520mm 计算长度 l0 6 5m 采用 C20 混凝土 级钢筋 mm 40 aa 采用对称配筋 试进行配筋计算 fc 10 N mm2 fy 310 N mm2 min 0 2 b 0 544 11 1 解 N mm2 mm h0 h a 500 40 460mm310 yy ff40 aa 8 应考虑纵向弯曲的影响 13 500 6500 0 hl 11 1 mmmm 应按实际偏心距mm 计算 520 0 e7 16 30 500 30 h520 0 e 先假定为大偏心受压 可得 3 0 46040010 104602 1 3 0c d bhf N 544 0 b 故构件为大偏心受压 mm mm 1384603 0 x802 a mm 2 78740250 2 577 2 0 a h ee ahf xhbxfNe AA 0y 0cd ss 5 0 40460310 5 013846013840010 2 787104602 1 3 1663mm2 mm23684604002 0 0 0 0min bh 4 综合练习题二综合练习题二 一一 填空题填空题 1 对梁顶直接施加集中荷载的无腹筋梁 随着剪跨比 的 减小 斜截面受剪承载 力有增高的趋势 剪跨比对无腹筋梁破坏形态的影响表现在 一般 3 常为 斜拉 破坏 当 l 时 可能发 斜压 破坏 当 1 3 时 一般是 剪压 破坏 2 钢筋混凝土梁 在荷载作用下 正截面受力和变形的发展过程中可划分三个阶段 第一 阶段未的应力图形可作为受弯构件 抗裂 的计算依据 第二阶段的应力图形可作为 变形和裂缝宽度 的计算依据 第三阶段末的应力图形可作为 承载力 的计算依 据 3 水工混凝土结构设计时主要应考虑下列 持久状况 短暂状况 和 偶然状况 三种设计状况 二二 单选题单选题 1 混凝土保护层厚度是指 B A 箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离 B 纵向受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离 C 纵向受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离 2 规范规定的受拉钢筋锚固长度la C A 随混凝土强度等级的提高而增大 B 随钢筋等级的提高而降低 C 随混凝土强度等级的提高而降低 随钢筋等级的提高而增大 3 预应力构件的净截面面积 An 换算截面面积 A0 和混凝土截面面积 Ac存在如下关系 A A A0 An Ac B An A0 A0 C A0 Ac Ac 4 结构在规定的时间内 在规定的条件下 完成预定功能的概率称为 B A 安全度 B 可靠度 C 可靠性 5 钢筋混凝土板中分布钢筋的主要作用不是 A A 承受另一方向的弯矩 B 将板面荷载均匀地传给受力钢筋 C 形成钢筋网片固定受力钢筋 6 大偏心受拉构件的破坏特征与 C 构件类似 A 受剪 B 小偏心受拉 C 大偏心受压 7 设计双筋梁时 当求 As A s时 补充条件是 A A 用钢量最小 B 混凝土用量最小 C 钢筋和混凝土用量都最 小 8 梁斜压破坏可能是由于 B A 纵筋配置过多 B 腹筋配置过多 C 梁腹很厚 9 结构设计的安全级别愈高 其失效概率就应 B A 愈大 B 愈小 C 二者无关 10 试决定下面属于小偏心受压时的最不利内力组合 A A Nmax Mmax B Nmax Mmin C Nmin Mmax 三三 判断题判断题 5 1 冷拉钢筋不宜用作受压钢筋 T 2 当 dV 0 25fcbh0 应采取的措施是提高箍筋的抗拉强度设计值fyv F 3 结构设计的安全级别愈高 其目标可靠指标就应愈小 F 4 偏心受压构件 当 e0 0 3h0 必发生大偏心受压破坏 F 5 受弯构件斜截面设计中要求限制腹筋最大间距是斜截面抗弯要求 F 6 偏心受压构件是弯矩和轴向压力共同作用的构件 T 7 所有预应力损失都是由预应力筋的徐变引起的 F 8 先张法预应力混凝土一般要求混凝土强度达到75 以上时才放松预应力钢筋 T 9 在预应力混凝土构件中配置非计算预应力钢筋 As和A s 可增加构件的延性 T 10 为了控制受弯构件的裂缝宽度 纵向受拉钢筋的直径不宜选得太粗 T 四四 简答题简答题 1 简述适筋梁正截面的破坏特征 答 答 配筋量适中的梁 在开始破坏时 某一裂缝截面的受拉钢筋的应力首先达到屈服强度 发生很大的塑性变形 有一根或几根裂缝迅速开展并向上延伸 受压区面积迅速减小 迫使混凝土边缘应变达到极限压应变 混凝土被压碎 构件即告破坏 在破坏前 裂缝和 挠度有显著的增大 有明显的破坏预兆 属于塑性破坏 延性破坏 2 矩形截面小偏心受压构件截面设计时 远离轴向力一侧的钢筋As为什么可按最小配筋率 及构造要求配筋 答 答 由于小偏心受压构件破坏时 As不论受拉还是受压 其应力一般都达不到屈服强度 为节约钢材 可按最小配筋率及构造要求配置As 3 什么叫混凝土的收缩 收缩对混凝土结构的不利影响有哪些 答 答 混凝土在空气中结硬时 由于温 湿度及本身化学变化的影响 体积随时间增长 而减小的现象称为收缩 收缩受到约束时会使混凝土产生拉应力 甚至使混凝土开裂 混凝土收缩还会使预应力混 凝土构件产生预应力损失 4 对用于钢筋混凝土结构中的钢筋有哪些原则性要求 答 1 建筑用钢筋要求具有一定的强度 屈服强度和抗拉强度 应适当采用较高强度 的钢筋 以获得较好的经济效益 2 要求钢筋有足够的塑性 伸长率和冷弯性能 以使结构获取较好的破坏性质 3 应有良好的焊接性能 保证钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形 4 钢筋和混凝土之间应有足够的粘结力 保证两者共同工作 6 5 正常使用极限状态验算的目的是什么 验算时荷载组合如何选择 答 答 正常使用极限状态的验算是要保证结构构件在正常使用条件下 抗裂度 裂缝宽 度和变形满足规范的相应要求 由于荷载的作用时间长短对抗裂验算的要求 裂缝宽度和变形的大小有影响 因此在正常 使用极限状态验算时 应按荷载效应的短期组合及长期组合分别进行 五五 计算题计算题 1 某矩形截面梁 级安全级别 二类环境条件 截面尺寸为 b h 250 400mm 混凝土为 C25 钢筋为 级 承受弯矩设计值 M 190kN m 已配有 4 25 A s 1964mm2 的受压钢筋 试配置截面钢筋 fc 12 5 N mm2 fy 310 N mm2 c 35 a 70mm min 0 15 b 0 544 s 211 解 级钢筋 fy 310 N mm2 d 1 2 y f a 70mm h0 h a 400 70 330mm a 47 5mm 165 0 330250 5 12 5 473301964310101902 1 2 6 2 0 0 bhf ahAfM c s y d s 544 0 181 0 165 0 211211 bs x h0 60mm minbh0 150mm2 2 6 0 2603 5 47330 310 101902 1 mm ahf M A y d s 2 某柱截面尺寸b h 400 600mm 级安全级别 一类环境条件 mm 柱计算40 aa 高度l0 6 5m 混凝土强度等级为 C20 钢筋采用 级钢 设计荷载作用下所产生的轴向力 设计值N 470kN 轴向力的偏心距e0 610mm 按对称配筋计算钢筋截面面积 fc 10 N mm2 fy 310 N mm2 min 0 2 b 0 544 1 08 解 解 级钢筋 fy 310 N mm2 d 1 2 y f l0 h 6500 600 10 83 8 需考虑纵向弯曲的影响 1 08 h0 h a 600 40 560mm 取 e0 610mmmm h mme20 30 600 30 610 0 544 0 252 0 56040010 4700002 1 0 b c d bhf N 按大偏心受压构件计算 mma h ee 8 91840300 8 658 2 0 x h0 141mm 2 a 80mm 7 22 0 252 0 5 01 252 0 5 01 s a 综合练习题三综合练习题三 一一 填空题填空题 1 确定目标可靠指标 T时应考虑的因素是 结构安全级别 构件破坏性质 和极限状态 2 混凝土在长期不变荷载作用下将产生 徐变 变形 混凝土随水分的蒸发将产生 收缩 变形 3 当轴心受压构件的长细比 l0 b 8 时 时 可不考虑向弯曲的影响 称为短柱 当柱过分细长时 受压容易发生 失稳破坏 4 荷载按时间的变异和出现的可能性的不同可永久 荷载 可变 荷载和 偶然 荷载 二二 单选题单选题 1 在短期加荷的钢筋混凝土轴心受压短柱中 到达极限荷载时 对于受压钢筋的应力 A A s只能达到屈服强度 fy与 0 002 Es二者中的较小值 B 各级钢筋的应力均能达到 0 002Es C 混凝土强度越高 s也越高 2 混凝土保护层厚度是指 B A 双排纵向受力钢筋的里排钢筋外皮至混凝土外边缘的距离 B 双排纵向受力钢筋的外排钢筋外皮至混凝土外边缘的距离 C 纵向受力钢筋截面形心至混凝土外边缘的距离 3 一配置 级钢筋的单筋矩形截面梁 b 0 544 该梁所能承受的最大设计弯矩等于 B A 0 396fcbh02 B 0 396fcbh02 d C bfcbh02 d 4 矩形截面大偏心受压构件截面设计时要令 这是为了 B 0bh x A 保证不发生小偏心受压破坏 B 使钢筋用量最少 C 保证破坏时 远离轴向内侧的钢筋应力能达到屈服强度 5 受弯构件减小裂缝宽度最有效的措施之一是 C A 增加钢筋的直径 B 提高混凝土强度等级 C 加大受拉钢筋截面面积 减少裂缝截面的钢筋应力 6 在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时 对一般梁 若 V 0 25fcbh0 d 可采取的解决 办法有 C A 箍筋加密或加粗 B 加大纵筋配筋率 C 增大构件截面尺寸或提高混凝土强度等级 7 在小偏心受拉构件设计中 如果遇到若干组不同的内力组台 M N 时 计算钢筋面积 时应该 D A 按最大 N 与最大 M 的内力组合计算 As和 As B 按最大 N 与最小 M 的内力组合计算 As 而按最大 N 与最大 M 的内力组合 计算 As C 按最大 N 与最小 M 的内力组合计算 As和 As D 按最大 N 与最大 M 的内力组合计算 As 而按最大 N 与最小 M 的内力组合 8 计算 As 8 在钢筋混凝土构件中 钢筋表面处的裂缝宽度比构件表面处的裂缝宽度 A A 小 B 大 C 一样 9 对称配筋的矩形截面钢筋混凝土柱 截面尺寸为b h 00 00 采用 20 混凝土 fc 11N mm2 和 级钢筋 设 1 a 该柱可能有下列三组内力组合 试 问应用哪一组来计算配筋 B A 600KN M 180KN m B 400KN M 175 KN m C 500KN M 170 KN m 10 规范 中钢筋的基本锚固长度 la是指 A A 受拉锚固长度 B 受压锚固长度 C 搭接锚固长度 三三 判断题判断题 1 计算预应力混凝土轴心受拉构件在施工阶段的混凝土预压应力时 不论先张法还是后 张法 均用换算截面面积 2 钢筋混凝土梁的截面抗弯刚度与荷载持续的时间长短无关 3 荷载标准值要大于荷载设计值 4 材料强度标准值要大于材料强度设计值 5 其它条件相同时 随着钢筋保护层厚度增大 裂缝宽度将增大 6 受弯构件中 只有在纵向钢筋被切断或弯起的地方 才需要考虑斜截面抗弯承载力的问 题 7 均布荷载作用下的一般受弯构件 当0 07 dV fcbh0 时 按Asv s dV 0 07 fcbh0 1 5 fyv h0 计算结果配箍 8 在偏心受压构件中 若相对偏心距较大 但此时配置了很多受拉钢筋时会发生受压破坏 9 钢筋混凝土梁裂缝宽度wmax应满足wmax w 而wmax是指梁表面处的裂缝宽度 10 预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构相比 不但提高了正截面的抗裂度 而且也提高 了正截面的承载力 四四 简答题简答题 1 正常使用极限状态与承载能力极限状态的可靠度水准为何不同 在设计中如何体现 答 承载能力极限状态关系到结构能否安全的问题 一旦失效 后果严重 所以应具有较 高的可靠度水平 正常使用极限状态关系到结构的适用性 耐久性 一旦失效 般不会 造成生命财产的重大损失 所以正常使用极限状态设计的可靠度水平允许比承载能力极限 状态的可靠度适当降低 所以 与承载能力极限状态相比 正常使用极限状态验算时的各种参数的保证率可适当降 低 9 材料强度采用标准值而不用设计值 即材料分项系数取为1 0 荷载也采用标准值 即荷 载分项系数一律取为1 0 结构系数和设计状况系数也都取为1 0 这样 通过各种参数的 不同取值体现可靠度水准的不同 2 对称配筋偏心受压构件承载力复核时 若 e0 0 3h0 且 d N b fc b h0 应按哪种偏 心受压情况进行计算 为什么 答 大偏心受压破坏形态与小偏心受压破坏形态的相同之处是截面的最终破坏都是受压区 边缘混凝土达到其极限压应变值而被压碎 不同之处在于截面受拉部分和受压部分谁先发 生破坏 前者是受拉钢筋先屈服 而后受压区混凝土被压碎 后者是受压区混凝土先被压 碎 即大小偏心受压之间的根本区别是 截面破坏时受拉钢筋是否屈服 以此破坏本质可知 时 属于小偏心受压破坏 而用 e0只是一种近似判断方法 b 3 简要分析钢筋混凝土受弯构件的截面尺寸 配筋率和混凝土强度对构件抗裂度的影响 答 加大构件截面尺寸 特别截面高度是与提高混凝土的强度等级可有效提高构件抗裂能 力 用增加钢筋配筋率的办法来提高构件的抗裂能力所起的作用不大 而且极不经济的 故是 不合理的 4 何谓 全预应力混凝土 是否预应力越大越好 答 答 在全部荷载即荷载效应的短期组合下 截面不出现拉应力的预应力混凝土 称为 全预应力混凝土 施加预应力较大的全预应力混凝土可能