土木工程师-专业基础（水利水电）-钢筋混凝土结构-设计原则

土木工程师-专业基础（水利水电）-钢筋混凝土结构-设计原则[单选题]1.设功能函数Z＝R－S，结构抗力R和作用效应S相互独立，且服从正态分布，平均值μR＝120kN，μS＝60kN（江南博哥），变异系数δR＝0.12，δS＝0.15，则()。[2017年真题]A.β＝2.56B.β＝3.53C.β＝10.6D.β＝12.4正确答案：B参考解析：已知结构抗力R和作用效应S相互独立，且服从正态分布，则由统计数学可得可靠指标β的计算公式为：[单选题]2.以下哪种说法是正确的？()[2013年真题]A.混凝土强度等级是以边长为150mm立方体试件的抗压强度确定B.材料强度的设计值均小于材料强度的标准值。标准值等于设计值除以材料强度分项系数C.材料强度的设计值均小于材料强度的标准值。设计值等于标准值除以材料强度分项系数D.硬钢强度标准值是根据极限抗拉强度平均值确定正确答案：C参考解析：《水工混凝土结构设计规范》（DL/T5057—2009）规定，混凝土强度等级是以边长150mm的立方体为标准试件，在（20±2）℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度。A项表述不完整，错误。材料强度的设计值等于材料强度标准值除以材料性能分项系数，分项系数大于1，故材料强度的设计值小于材料强度标准值。C项正确，B项错误。硬钢强度的标准值是根据其条件屈服强度确定的，《水工混凝土结构设计规范》（DL/T5057—2009）中取极限抗拉强度的85%作为硬钢的条件屈服强度，D项错误。[单选题]3.现行《水工混凝土结构设计规范》（SL191—2008）采用的设计方法是()。[2014年真题]A.采用承载能力极限状态和正常使用极限状态设计方法，用分项系数表达B.采用极限状态设计法，材料性能的变异性和荷载的变异性通过安全系数来表达C.采用极限状态设计法，恢复了单一安全系数的表达式D.采用极限状态设计法，在规定的材料强度和荷载取值条件下，采用在多系数分析基础上以安全系数表达的方式进行设计正确答案：D参考解析：现行规范《水工混凝土结构设计规范》（SL191—2008）第3.1.1条规定：“对可求得截面内力的混凝土结构构件，采用极限状态设计法，在规定的材料强度和荷载取值条件下，采用在多系数分析基础上以安全系数表达的方式进行设计。”规范中承载能力极限状态的设计表达式为：KS≤R。式中，K为承载力安全系数；S为承载能力极限状态下荷载组合的效应设计值；R为结构构件的抗力设计值。【说明】原《水工钢筋混凝土结构设计规范》（SDJ20—78）采用的是以单一安全系数表达的极限状态设计方法，原《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191—96）是按《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》（GB50199—1994）的规定，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，并据此采用5个分项系数的设计表达式进行设计。新修订的《水工混凝土结构设计规范》（SL191—2008）采用在多系数分析的基础上，以安全系数表达的设计方式进行设计，其作用分项系数和材料性能分项系数的取值仍基本沿用了原SL/T191—96的规定，仅将原SL/T191—96的结构系数γd与结构重要性系数γ0及设计状况系数ψ予以合并，并将合并后的系数称为承载力安全系数，用K表示（即取K＝γdγ0ψ）。[单选题]4.现行《水工混凝土结构设计规范》（DL/T5057—2009）采用的设计方法，下列表述错误的是：()。[2014年真题]A.材料性能的变异性和荷载的变异性分别用材料强度标准值及材料性能分项系数和荷载标准值及荷载分项系数来表达B.结构系数γd用来反映荷载效应计算模式的不定性、结构构件抗力计算模式的不定性和γG、γQ、γc、γs及γ0、ψ等分项系数未能反映的其他各种不利变异C.不同安全级别的结构构件，其可靠度水平由结构重要性系数γ0予以调整D.对于正常使用极限状态的验算，荷载分项系数、材料性能分项系数、结构系数、设计状况系数和结构重要性系数等都取1.0正确答案：D参考解析：现行规范《水工混凝土结构设计规范》（DL/T5057—2009）第5.3.1条规定，结构构件的正常使用极限状态，应采用下列极限状态设计表达式：γ0Sk≤C。式中，γ0为结构重要性系数；Sk为正常使用极限状态的作用效应组合值，按标准组合（用于抗裂验算）或标准组合并考虑长期作用的影响（用于裂缝宽度和挠度验算）进行计算；C为结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度或应力等的极限值。正常使用极限状态的设计表达式是按《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》（GB50199—1994）的规定，同时参考《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）和《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010）（2015年版）的规定给出的。由于结构构件的变形、裂缝宽度等均与荷载持续期的长短有关，故规定正常使用极限状态的验算，应按作用效应的标准组合或标准组合并考虑长期作用的影响进行验算。其中作用分项系数、材料性能分项系数等都取1.0，但结构重要性系数则仍保留。[单选题]5.水工混凝土应根据承载力、使用环境、耐久性能要求而选择()。[2013年真题]A.高强混凝土、和易性好的混凝土B.既满足承载力要求，又满足耐久性要求的混凝土C.不同强度等级、抗渗等级、抗冻等级的混凝土D.首先满足承载力要求，然后满足抗渗要求的混凝土正确答案：B参考解析：B项正确，根据承载力、使用环境和耐久性要求，水工混凝土既要满足承载力要求，又要满足耐久性要求。ACD三项只提及了部分承载力和耐久性的要求，并不全面。[单选题]6.钢筋混凝土梁的设计主要包括()。[2013年真题]A.正截面承载力计算、抗裂、变形验算B.正截面承载力计算、斜截面承载力计算，对使用上需控制变形和裂缝宽度的梁尚需进行变形和裂缝宽度验算C.一般的梁仅需进行正截面承载力计算，重要的梁还要进行斜截面承载力计算及变形和裂缝宽度验算D.正截面承载力计算、斜截面承载力计算，如满足抗裂要求，则可不进行变形和裂缝宽度验算正确答案：B参考解析：钢筋混凝土梁的设计包括正截面承载力的计算、斜截面承载力的计算，对使用上需控制变形和裂缝宽度的梁尚需进行变形和裂缝宽度的验算，B项正确。ACD三项对钢筋混凝土的梁的设计均不完善。[单选题]7.《水工混凝土结构设计规范》（SL191—2008）采用的设计方法是()。[2010年真题]A.采用承载力极限状态和正常极限状态设计方法，用分项系数表达B.采用极限状态设计法，在规定的材料强度和荷载取值条件下，采用在多系数分析基础上乘以安全系数表达的方式进行设计C.采用极限状态设计方法，设计表达式为γaS≤RD.恢复了以安全系数表达的设计方法正确答案：B参考解析：《水工混凝土结构设计规范》（SL191—2008）第3.1.1规定，对可求得截面内力的混凝土结构构件，采用极限状态设计方法，在规定的材料强度和荷载取值条件下，采用在多系数分析基础上乘以安全系数表达的方式进行设计。[单选题]8.承载能力极限状态下结构处于失效状态时，其功能函数()。A.大于零B.等于零C.小于零D.以上都不是正确答案：C参考解析：设Z＝R－S。式中，Z为结构功能函数；R为结构抗力；S为作用效应。结构在承载能力极限状态下处于失效状态时，作用效应大于结构抗力，即功能函数小于零。[单选题]9.我国规范度量结构构件可靠度的方法是()。A.用可靠性指标β，不计失效概率PfB.用荷载、材料的分项系数及结构的重要性系数，不计PfC.用荷载及材料的分项系数，不计PfD.用β表示Pf，并在形式上采用分项系数和结构构件的重要性系数正确答案：D参考解析：结构的可靠性是指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。我国规范采用以概率理论为基础的极限状态设计法，用可靠性指标β来度量失效概率Pf，并采用多个分项系数（包括结构构件的重要性系数）表达的设计式进行设计。[单选题]10.结构的可靠指标β与失效概率Pf的关系为()。A.无直接关系B.β越小，失效概率Pf越小C.β越大，失效概率Pf越小D.β越大，失效概率Pf越大正确答案：C参考解析：用失效概率Pf来度量结构的可靠性有明确的物理意义，能较好地反映问题的实质。但结构功能函数包含多种因素影响，而且每一种因素不一定完全服从正态分布，需要对它们进行当量正态化处理，计算失效概率一般要进行多维积分，数学上复杂。由于可靠指标与失效概率Pf在数量上有一一对应关系，β越大，Pf越小；反之β越小，Pf则越大。若用β来度量结构可靠度，可使问题简化。[单选题]11.结构在设计使用年限超过设计基准期后，则结构可靠度的评价为()。A.可靠度降低B.不失效则可靠度不变C.立即丧失其功能D.可靠度降低，但可靠指标不变正确答案：A参考解析：结构设计时，应保证结构构件在设计使用年限内失效概率低于一个允许的水平，即Pf≤[Pf]，[Pf]为允许的失效概率。上式当用可靠指标表示时，则为：β≥[β]，[β]为允许可靠指标，又称目标可靠指标。结构的使用年限超过设计基准期后，有时候还可以继续使用，并非立即丧失其使用功能，只是可靠度降低。[单选题]12.建筑结构按承载能力极限状态设计时，计算式中采用的材料强度值应是()。A.材料强度的平均值B.材料强度的设计值C.材料强度的标准值D.材料强度的极限变形值正确答案：B参考解析：建筑结构按承载能力极限状态设计时，计算式中采用的材料强度值应是材料强度的设计值，材料强度的设计值为材料强度的标准值除以材料分项系数。[单选题]13.同一强度等级的混凝土，它的强度fcu，k、fc、ft的大小关系是()。A.fcu，k＜fc＜ftB.fc＜fcu，k＜ftC.ft＜fc＜fcu，kD.fcu，k＜ft＜fc正确答案：C参考解析：fcu，k是混凝土立方体抗压强度标准值；fc是混凝土轴心抗压强度设计值；ft是混凝土轴心抗拉强度设计值。混凝土的材料强度设计值是由标准值除以一个大于1的材料性能分项系数而得到的。混凝土是脆性材料，其抗拉性能远小于抗压性能。例如，混凝土强度等级为C30，则：fcu，k＝30N/mm2，fc＝1