水工钢筋混凝土结构学习题

水工钢筋混凝土结构习题 长沙理工大学网络课堂教学资源

第一章 钢筋混凝土结构的材料

[思考题1-1] 钢筋的伸长率和冷弯性能是标志钢筋的什么性能? [思考题1-2] 检验钢筋的质量有哪几项要求?

[思考题1-3] 混凝土的强度等级的怎样确定的？有什么用途？《规范》中混凝土强度等级是如何划分的？

[思考题1-4] 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?

[思考题1-5] 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？ [思考题1-6] 什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土结构有哪些影响？ [思考题1-7] 什么是混凝土的收缩? 如何减少混凝土收缩?

[思考题1-8] 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?

[思考题1-9] 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?

[思考题1-10] 光面钢筋与变形钢筋粘结机理有何不同？变形钢筋的粘结破坏形式怎样？ [思考题1-11] 加大保护层厚度和增加横向配筋来提高粘结强度为什么有上限？

[思考题1-12] 影响粘结强度的主要因素有哪些？《规范》在保证粘结强度方面有哪些构造措施？

第二章 钢筋混凝土结构设计计算原则

[思考题2-1]结构的极限状态的定义?

[思考题2-2] 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？ [思考题2-3] 失效概率的物理意义? 失效概率与可靠概率之间有何关系?

[思考题2-4] 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?

[思考题2-5] 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？ [思考题2-6] 什么是荷载的标准值?它们的保证率是多少? [思考题2-7] 什么是荷载的标准值?它们的保证率是多少? [思考题2-8] 什么是材料强度的标准值?它们的保证率是多少？

[思考题2-9] 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?

[习题2-1] 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。

[习题2-2] 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。

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[习题2-3] 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。

[习题2-4] 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，构件尺寸如题图所示。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γQ＝1.10。 (2)人群荷载的分项系数γQ＝1.20。 (3)正常运行期为持久状况。

习题2-4图

第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算

[思考题3-1] 梁、板中混凝土保护层的作用是什么？其最小值是多少？对梁内受力主筋的直径、净距有何要求？

[思考题3-2] 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?

[思考题3-3] 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?

[思考题3-4] 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?说明少筋梁、适筋梁与超筋梁的破坏特征有何区别？

[思考题3-5] 何谓界限破坏？界限破坏时的相对界限受压区计算高度ξb值与什么有关? ξb和最大配筋率ρ

max有何关系?

[思考题3-6] 什么情况下可采用双筋梁？其计算应力图形如何确定？ [思考题3-7] 在双筋截面中受压钢筋起什么作用？

[思考题3-8] 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?为什么在受弯构件设计时钢筋的受压强度设计值不超过400N/mm2?

[思考题3-9] T形截面梁的翼缘为什么要有计算宽度bf的规定? bf应如何确定?

[思考题3-14]当构件承受的弯矩和截面高度都相同时，题图四种截面的正截面承载力需要的钢筋面积As是否一样？为什么？

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思考题3-14图

[习题3-1] 一矩形截面简支梁，截面尺寸为250mm×500mm，选用混凝土强度等级为C20，钢筋为Ⅱ级钢筋，弯矩设计值M=180kN·m，一类环境条件。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。

[习题3-2] 一矩形截面钢筋混凝土梁的截面尺寸b×h＝200mm×500mm，弯矩设计值M＝120 kN·m，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Ⅱ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Ⅱ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?

[习题3-3] 一预制矩形钢筋混凝土梁的截面尺寸b×h＝120mm×250mm，选用混凝土强度等级为C20(fc＝10N/mm2)和Ⅱ级钢筋(fy＝310 N/mm2)，该梁跨中截面最大弯矩设计值M=6.5kN·m。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)。

[习题3-4] 某一矩形钢筋混凝土梁的截面尺寸b×h＝300mm×750mm，根据设计荷载绘出的弯矩图见图3-2。采用混凝土强度等级为C20，Ⅱ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。

习题3-4图 习题3-5图

[习题3-5] 某梁截面尺寸及配筋如题图所示。混凝土强度等级为C20，安全级别为Ⅱ级；该梁在短暂状况下，实际承受的弯矩值M＝1.0×108N.mm，一类环境条件。试复核此梁正截面受弯承载力是否满足要求。

[习题3-6] 一矩形截面梁的尺寸b×h＝250mm×500mm，一类环境条件，跨中最大弯短设计值M＝180 kN·m，采用混凝土强度等级为C20，Ⅱ级钢筋。由于延性的需要在受压区预先配置2Ф22的受压钢筋。试求该截面需配置的受拉钢筋截面面积。

[习题3-7] 题图为一试验梁，截面b×h=120mm×250mm，其混凝土的立方体抗压强度fcu=21.8N/mm2，配有2根直径16mm的Ⅱ级钢筋，钢筋的实测屈服强度为fy=385N/mm2，试计算该试验梁破坏时的荷载（应考虑自重）。

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习题3-7图

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