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合肥工业大学 水工钢筋混凝土结构学试卷-- 魏松--B
















卷 ( A、 B)

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2008~2009 学年第 2 学期 课程代码 07500330 课程名称 水工钢筋砼 A

学分 4.0 课程性质:必修 ? 、选修 ?、限修 ? 考试形式:开卷 ?、闭卷 ? 专业班级(教学班) 0001 班 考试日期 命题教师 魏 松 系(所或教研室)主任审批签名
一.单项选择题(选对 1 分,选错或多选该题 0 分,每题 1 分× 题,共 20 分) 20 1.钢筋混凝土材料主要利用了( )的优点形成一种新的工程材料。 A.钢筋的抗拉强度高、混凝土抗压强度高 B.钢筋和混凝土的抗拉强度均高 C.钢筋的抗压与抗拉强度接近 D.钢筋和混凝土的强度接近 2.在《水工混凝土结构设计规范》中,下列表示正确的是( )。 A.热轧 II 级钢表示符号为 ? B.热轧 II 级钢抗拉强度标准值 310MPa 2 C.C20 砼轴心抗压强度标准值为 20N/mm D.热轧 I 级钢表示符号为 ? 3.对《水工混凝土结构设计规范》中符号“C15”表述正确的是( )。 A.“C”表示钢筋的强度等级 B.“15”表示混凝土抗压强度标准值 15MPa C.是该规范中第 3 低强度等级 D.“15”表示混凝土立方体试样边长 15cm 4.本课程主要介绍了钢筋混凝土杆件系统的构件,未涉及到( )。 A.纯弯构件 B.轴心受压构件 C.弯剪扭构件 D.深受弯构件 5.以下关于水工混凝土结构极限状态设计表述不正确的是( )。 A. 《水工混凝土结构设计规范》中采用了 5 个分项系数来保证结构的可靠度 B.承载力极限状态和正常使用极限状态设计所采用的分项系数是不同的 C.在正常使用极限状态设计时材料强度和荷载均采用设计值 D.在承载力极限状态设计时考虑荷载的基本组合和偶然组合 6.下述就混凝土变形特性表述正确的是( )。 A.混凝土应力应变特性与加荷速率无关 B.计算时,均匀受压的混凝土极限压应变一般取 0.0033 C.计算时,混凝土极限拉应变一般取 0.0001 D.在大体积混凝土中,可以采用钢筋可有效的防止温度裂缝的产生 7.单筋正截面受弯极限承载力设计时若出现 ξ>ξb 时,可采取( )措施加以改进。 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 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 的内力组合计算 As’ 11. 钢筋混凝土受扭构件, 受扭纵筋和箍筋的配筋强度比 0.6 ? ? ? 1.7 说明, 当构件破坏时, ( A.纵筋和箍筋都能达到屈服 B.仅箍筋达到屈服 C.仅纵筋达到屈服 D.纵筋和箍筋都不能达到屈服 12.一般提高钢筋混凝土构件抗裂能力的主要措施不包括( )。 A.加大结构尺寸 B.增加配筋 C.提高混凝土强度 D.采用钢纤维混凝土 13.以下关于双向板表述不正确的是( )。 A.长、短边尺寸比值小于 3 的板为双向板 B.竖向均布荷载下四边简支正方形板第一批裂缝在板底面中部 C.矩形板受均布荷载后板的四角有翘起趋势 D.双向板跨中按双向计算配筋 14.属于有明显屈服点的钢筋有( )。 A.冷拉钢筋 B.碳素钢丝 C.热处理钢筋 D.钢绞线 15.现浇单向板肋形梁板结构次梁截面配筋计算时,在跨中正弯矩作用的区段上,梁的计算截面 取( )。 A.T 形 B.矩形 C.倒 T 形 D.工字形 16.防止钢筋混凝土双筋矩形梁正截面超筋破坏应满足的条件是( )。 A.ρmin≤ρ≤ρmax B.ξ≤ξb 和 x≥2a' C.ξ≤ξb D.ρ≥ρmin 和 x≥2a' 17.限制裂缝宽度的目的是( )。[注:从 A、B、C、D 中选择] Ⅰ .防止受力钢筋的锈蚀 Ⅱ .保护结构的耐久性 Ⅲ .满足使用要求 Ⅳ .避免使用者产生不安全感 A.Ⅰ 、Ⅱ B.Ⅱ 、Ⅲ C.Ⅰ 、Ⅳ D.Ⅰ 、Ⅲ 、Ⅲ 、Ⅱ 、Ⅳ 18.偏拉构件的抗剪承载力( )。 A.随轴向力的增加而增加 B.随轴向力的减小而增加 C.小偏拉时随轴向力增加而增加 D.大偏拉时随轴向力的增加而增加 19.提高受弯构件抗弯刚度(减小挠度)最有效的措施是( )。 A.提高混凝土强度等级 B.增加受拉钢筋的截面面积 C.加大截面的有效高度 D.加大截面宽度 20.关于钢筋混凝土结构表述合适的是( )。 A.钢筋混凝土结构设计所采用的公式都来源于严格的理论推导

)。

本页答题无效

A.减少钢筋用量 B.降低混凝土强度 C.减小截面尺寸 D.增加截面尺寸 8.在受弯钢筋混凝土构件的应力应变 3 阶段中,( )作为受弯构件抗裂计算的依据。 A.第Ⅰ阶段 B.第Ⅱ阶段 C.第Ⅲ阶段 D.任意阶段 9.判别大偏心受压破坏的本质条件是( )。 A. ?e 0 ? 0.3h0 B. ?e0 ? 0.3h0 C. ? ? ? b D. ? ? ? b 10.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 ( )。 A.按最大 N 与最大 M 的内力组合计算 As 和 As’

命题教师注意事项:1、主考教师必须于考试一周前将“试卷 A”“试卷 B”经教研室主任审批签字后送教务科印刷。 2、请命题教师用黑色水笔工整地书写题目或用 A4 纸横式打印贴在试卷版芯中。 、















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2008~2009 学年第 2 学期 课程代码 07500330 课程名称 水工钢筋砼 A 学分 4.0 课程性质:必修 ? 、选修 ?、限修 ? 考试形式:开卷 ?、闭卷 ? 专业班级(教学班) 0001 班 考试日期 命题教师 魏 松 系(所或教研室)主任审批签名
B.所有钢筋混凝土构件破坏时钢筋和混凝土都可达到屈服 C.混凝土构件中设置箍筋主要利用其钢筋的抗拉强度 D.箍筋的存在可以大大提高简支梁的正截面抗弯承载力 二.简答题(4 题,共 30 分) 1.单筋受弯正截面界限破坏的含义是什么?(4 分) 2.简述抵抗弯矩图及纵横坐标含义(6 分) 3.正常使用极限状态验算内容包括哪些?其分项系数如何取值?(8 分) 4.何谓塑性铰?它与理想铰有何不同?(12 分)
水工建筑物级别 1 2,3 4,5

基本参考资料
1、水工建筑物结构安全级别及结构重要性系数
水工建筑物的结构安全级别 I II III 作用(荷载)类别 作用(荷载)分项系数 永久作用荷载γG 1.05 承载能力极限状态结构重要性系数 1.1 1.0 0.9 可变作用荷载γQ 1.2(可控荷载取1.1)

2、作用(荷载)分项系数表

三.计算题(共 50 分) 1.某水闸工作桥(3 级水工建筑物)为一矩形混凝土简支梁,截面尺寸:宽× 高=250× 500mm, 计算跨度 l0=5000mm,跨中承受启闭机重 5KN、启门力为 80KN,荷载值均为标准值,不考虑梁 上人群荷载,混凝土为 C25,受力纵筋为热轧Ⅱ级(a=60mm)。试计算正常运行期跨中截面所 需钢筋截面积(跨中按单筋截面设计)(已知相关参数:混凝土重度为 25KN/m ) 。 (20 分)
3

本页答题无效
3、承载能力极限状态计算时的结构系数及设计状况系数
持久状况、短暂状况、偶然状况,分别取为1.0、0.95、0.85。

4、混凝土强度

2. 某矩形截面混凝土简支梁 级水工建筑物)截面尺寸: 高=250× (2 , 宽× 500mm, 净跨 ln=5000mm, 两端支座支承长度均为 400mm,梁上活荷载标准值 35KN/m,混凝土为 C25,受力纵筋为热轧Ⅱ 级(a=60mm),箍筋热轧Ⅰ级。梁截面中已配抗弯钢筋 7 ? 18(As=1781mm2) ,试配抗剪腹筋。 3 (已知相关参数:混凝土重度为 25KN/m ,箍筋间距 Smax=250mm,最小配筋率 ρsvmin=0.12%;箍 筋拟取 ? 8@150) (20 分) 3.验算题 2 中荷载短期组合时裂缝开展宽度是否满足要求。(已知相关参数:钢筋弹模 Es=2× 5N/mm2,C25 混凝土弹模 Es=2.8× 4N/mm2,拟取钢筋保护层 c=35mm、a=60mm,活荷 10 10 载长期组合系数 ρ=0.5, 计算跨度 l0=5250mm, 长期组合和短期组合允许裂缝宽度分别为 0.25mm 和 0.30mm) (10 分)

5、钢筋强度

命题教师注意事项:1、主考教师必须于考试一周前将“试卷 A”“试卷 B”经教研室主任审批签字后送教务科印刷。 2、请命题教师用黑色水笔工整地书写题目或用 A4 纸横式打印贴在试卷版芯中。 、















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2008~2009 学年第 2 学期 课程代码 07500330 课程名称 水工钢筋砼 A 学分 4.0 课程性质:必修 ? 、选修 ?、限修 ? 考试形式:开卷 ?、闭卷 ? 专业班级(教学班) 0001 班 考试日期 命题教师 魏 松 系(所或教研室)主任审批签名
(2)参数:

6、最小配筋率

本页答题无效
7、单筋矩形截面正截面受弯承载力计算基本公式
M? 1

?d

Mu ?

1 ? x ? ? f cbx(h0 ? 2 )? ?d ? ?

,

f cbx ? f y As



M?

1

?d
1

Mu ?

1

?d

2 (? s f cbh0 )

,

f cb ? ?h0 ? f y As

,

? s ? ? (1 ? 0.5? )

下面公式规

8、一般荷载矩形截面有腹筋梁斜截面承载力计算基本公式 (1)承载力

V?

1

?d

Vu ?

?d

(Vcs ? Vsb ), Vcs ? 0.07 f cbh0 ? 1.25 f yv

Asv h0 s

, Vsb ? Tsb sin ? s ? f y Asb sin ? s

(2)验算截面尺寸标准:

矩形截面:当 hw/b≤4 时, V ? 0.25 f c bh0 / ? d ;当 hw/b≥6 时, V ? 0.2 f c bh0 / ? d ,当 4<hw/b<6 时, 按线性内插值。
9、一般荷载矩形截面有腹筋梁斜截面承载力计算基本公式 (1)最大裂缝计算宽度:

长期组合: wmax ? ?1? 2? 3 (3c ? 0.1d / ? te )? sl / Es 短期组合: wmax ? ?1? 2? 3 (3c ? 0.1d / ?te )? ss / Es
命题教师注意事项:1、主考教师必须于考试一周前将“试卷 A”“试卷 B”经教研室主任审批签字后送教务科印刷。 2、请命题教师用黑色水笔工整地书写题目或用 A4 纸横式打印贴在试卷版芯中。 、















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2008~2009 学年第 2 学期 课程代码 07500330 课程名称 水工钢筋砼 A 学分 4.0 课程性质:必修 ? 、选修 ?、限修 ? 考试形式:开卷 ?、闭卷 ? 专业班级(教学班) 0001 班 考试日期 命题教师 魏 松 系(所或教研室)主任审批签名 答 案
一、单项选择题(每题 1 个答案,选对 1 分,选错或多选该题 0 分,每题 1 分× 题,共 20 20 分)
题号 答案 题号 答案 1 A 11 A 2 D 12 B 3 B 13 A 4 D 14 A 5 C 15 A 6 C 16 B 7 D 17 D 8 A 18 B 9 C 19 C 10 D 20 C

二、简答题(4 题,共 30 分) 1、单筋受弯正截面界限破坏的含义是什么?(4 分) 答: 在受拉钢筋的应力达到屈服强度的同时, 受压区混凝土边缘的压应变恰好达到极限压 应变而破坏,即为界限破坏。 分) (4 2、简述抵抗弯矩图及纵横坐标含义(6 分) 答:所谓抵抗弯矩图,就是构件各截面实际能够抵抗的弯矩图形。图形上的各纵坐标就是 各截面实际能够抵抗的弯矩值, 它可根据截面实有的纵筋截面面积求得; 横坐标表示构件 轴向尺寸长度。 分) (6 3、正常使用极限状态验算内容包括哪些?其分项系数如何取值?(8 分) 答:(1)验算内容抗裂验算、裂缝开展宽度验算和变形验算。 分) (6 (2)5 个分项系数均取 1。 分) (2 4、何谓塑性铰?它与理想铰有何不同?(12 分) 答: (1)试验说明,当钢筋混凝土梁的某一截面内力达到其极限承载力 Mu 时,只要截面 个配筋率不是太高,钢筋不是高强钢筋,则截面中的受拉钢筋首先屈服,截面开始进入屈 服阶段, 梁就会围绕该截面发生相对转动, 好象出现了一个铰一样, 则称这个铰为塑性铰。 (6 分) (2)塑性铰与理想铰不同之处在于: ① 理想铰能自由转动们不能传递弯矩,塑性铰则能承担相当于极限弯矩 Mu 的弯矩,而且 只是在 Mu 作用下才开始相对转动,在转动过程中仍能继续传递弯矩 Mu;② 塑性铰不是 一点而是有—个塑性铰区,故塑性铰不能反向转动;③ 塑性铰也不能无限制地转动,当截 面受压区混凝土被压碎时,转动幅度也就达到其极限值。 分) (6 三、计算题(共 50 分)

解: (1)已知:b=250mm,h=500mm,a=60mm,h0=h-a=440mm,γG=1.05、γQ=1.20 和 1.10,γ0=1.0,ψ=1.0,γd=1.2,fc=12.5N/mm2,钢筋 fy=310N/mm2 (2 分) (2)荷载及内力: 梁自重设计值:g=1.05*0.25*0.5*25=3.28125kN/m (2 分) 启闭机重设计值:G=1.05*5=5.25KN (2 分) 启门力设计值:Q=1.1*80=88kN (2 分) 集中荷载设计值:Q+G=5.25+88=93.25KN (1 分) 均布荷载设计值:q+g=3.28+0=3.28kN/m (1 分) 跨中截面弯距:M=1.0*1.0*(3.28*52/8+93.25*5/4)=126.81kN.m (2 分) (3)求 αs:αs=γd*M/fc/b/h02=1.2*126.81*106/12.5/250/4402=0.252 (2 分) (4)求 ξ: ? ? 1 ? 1 ? 2? s =0.295<0.544= ?b (2 分) (5)求 As: As ? f c ?bh0 / f y =12.5*0.295*250*440/310=1308mm2 (2 分) (6)配筋率验算: ? ? As /(bh0 ) =1308/250/440=1.2%>0.15% (2 分) 2、某矩形截面混凝土简支梁(2 级水工建筑物) ,截面尺寸:宽× 高=250× 500mm,净跨

ln=5000mm, 两端支座支承长度均为 400mm, 梁上活荷载标准值 35KN/m, 混凝土为 C25, 受 力 纵 筋 为热 轧 Ⅱ级 ( a=60mm) , 箍 筋 热 轧 Ⅰ级 。 梁 截面 中已 配 抗 弯 钢筋 7 ? 18 (As=1781mm2) ,试配抗剪腹筋。 (已知相关参数:混凝土重度为 25KN/m3,箍筋间距 Smax=250mm,最小配筋率 ρsvmin=0.12%;箍筋拟取 ? 8@150) (20 分) 解: (1)已知:b=250mm,h=500mm,a=60mm,h0=h-a=440mm,γG=1.05、γQ=1.20, γ0=1.0,ψ=1.0,γd=1.2,fc=12.5N/mm2,钢筋 fy=310N/mm2,箍筋 fyv=210N/mm2, (1 分) (2)荷载及内力 梁自重设计值:g=0.25*0.5*25*1.05=3.28kN/m (2 分) 梁上活载设计值:q=35*1.2=42kN/m (2 分) 支座边缘剪力:V=1.0*1.0*[(3.28+42)*5/2]=113.2KN (2 分) (3)截面尺寸验算: hw=h0=440mm (1 分) hw/b=440/250=1.76<4 (1 分) 0.25fcbh0=0.25*12.5*250*440=343.75KN (1 分) 1、 某水闸工作桥 级水工建筑物) (3 为一矩形混凝土简支梁, 截面尺寸: 高=250× 宽× 500mm, γdV=1.2*113.2=135.8 KN <0.25fcbh0=343.75KN 计算跨度 l0=5000mm,跨中承受启闭机重 5KN、启门力为 80KN,荷载值均为标准值, 截面尺寸满足要求(2 分) (4)验算是否需要配腹筋 不考虑梁上人群荷载,混凝土为 C25,受力纵筋为热轧Ⅱ 级(a=60mm)。试计算正常运 Vcs ? 0.07 f c bh0 =0.07*12.5*250*440=96.25 KN <γdV=135.8 KN 行期跨中截面所需钢筋截面积(跨中按单筋截面设计) (已知相关参数:混凝土重度为 。 应计算确定腹筋 (3 分) 25KN/m3) (20 分) (5)腹筋计算:
命题教师注意事项:1、主考教师必须于考试一周前将“试卷 A”“试卷 B”经教研室主任审批签字后送教务科印刷。2、请命题教师用黑色水笔工整地书写题目或用 A4 纸横式打印贴在试卷版芯中。 、















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① 初选箍筋 ? 8@150,Asv=100.6mm2;s=150mm<smax=250mm ρsv=Asv/bs=100.6/250/150=0.27%>ρsvmin=0.12% 满足最小配筋率要求 (2 分) ②Vcs ? 0.07 f c bh0 ? 1.25 f yv Asv h0 / s =0.07*12.5*250*440+1.25*210*100.6*440/150 =96.25+77.46=173.7kN>γdV=135.8 KN 所以不需弯起钢筋 (3 分) 3、验算题 2 中荷载短期组合时裂缝开展宽度是否满足要求。(已知相关参数:钢筋弹模 Es=2× 5N/mm2, 10 C25 混凝土弹模 Es=2.8× 4N/mm2, 10 拟取钢筋保护层 c=35mm、 a=60mm, 活荷载长期组合系数 ρ=0.5,计算跨度 l0=5250mm,长期组合和短期组合允许裂缝宽度分 别为 0.25mm 和 0.30mm) (10 分) 解: (1)求跨中弯距 Ms: 梁自重标准值:gk=0.25*0.5*25=3.125kN/m (1 分) 活荷载标准值:qk=35kN/m (1 分)
M s ? ? 0? 1 2 ( g k ? ?qk )l02 =1.0*1.0*(3.125+35)*5.25 /8=131.4kN.m 8

(1 分)

(2)求 σss: (3)求 ? te : Ate=2ab=2*60*250=30000mm2 (1 分) ? te ? As / Ate =1781/30000=0.0594 (1 分) (4)求 w:
6 2 ? ss ? M s / 0.87h0 As =148.6*10 /(0.87*440*1781)=192.7N/mm

(1 分)

wmax ? ?1?2?3 (3c ? 0.1d / ?te )? ss / Es

=1.0*1.0*1.6*(3*35+0.1*18/0.0594)*131.4/2/100000=0.142mm<[w]=0.30mm 可见满足要求 (4 分)

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⑶验 算是否需按计算确定抗剪扭钢筋,如能符合 KV/bh0+KT/Wt≤0.7ft 的条件,则不需对构件 进行剪扭承载力计算,仅按构造要求配置抗剪扭钢筋。但对受弯承载...
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