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1、水工钢筋混凝土结构作业作业1说明：本次作业对应于文字教材。至2章，应按相应教学进度完 成。一、填空题（每空2分，共20分）1 .钢筋接长方法有绑扎连接_机械连接_、一焊接2 .对于荷载取值，一般荷载有一标准值_、组合值和准永久 值三种代表值。3 .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。4钢筋按其外形可分为光面钢筋_带肋钢筋 两类。二、选择题（每题2分，共20分）1 .混凝土极限压应变值随混凝土强度等级的提高而（B ）（A）提高（B）减小（C）不变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（
2、A）（A）乘以结构重要性系数丫0后的值第no页2 .腹筋间距应不大于腹筋最大间距的限制是为了保证钢筋的锚固 要求 (x )3 .剪跨比入愈大，无腹筋梁的受剪承载力愈低，但当人 3后，梁 的受剪承载力变化不大。(V)4 .钢筋混凝土梁裂缝出现前瞬间受拉钢筋中应力。s与配筋率p无 关。 (V)5 .腹筋间距应不大于腹筋最大间距的限制是为了保证斜截面受剪 承载力。(V )6 .材料图又称抵抗弯矩图，只要是材料图全部外包住弯矩包络图，该梁就 安全。(x )7 .当yd V0.25fcbh0 ,应采取的措施是提高箍筋的抗拉强度设计 值 fyv。(x)8 .均布荷载作用下的一般受弯构件，当0.1yd V/
3、( fcbh0)0.07 时，按 Asv/s ( yd V-0.07 fcbhO ) / (1.5 fyv hO )计算结果配箍。(x)9 .当p给定时，钢筋的屈服强度fy越高,开裂弯矩Mcr就越大。 (x)10 .当ydV0.25fcbh0 ,应采取的措施是增大箍筋直径或减小箍 筋间距。(X )四、简述题(每题5分，共20分)第111页1 .简述正截面受弯构件界限破坏的概念，8与哪些因素有关？答：受弯构件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。8主要 与钢筋和混凝土的强度等级有关。2 .在斜截面承载力计算中，如果yd VVcs,应
4、采取什么样的措 施？答：1）将箍筋加密或加粗；2 ）增大构件截面尺寸；3 ）提高混凝 土强度等级；4）将纵向钢筋弯起成为斜筋或加焊斜筋以增加斜截面受 剪承载力。3 .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：剪跨比是剪跨和截面有效高度的比值。剪跨比越大，梁的受剪 承载力越低。小剪跨比时，大多发生斜压破坏，受剪承载力很高；中 等剪跨比时，大多发生剪压破坏，受剪承载力次之；大剪跨比时，大 多发生斜拉破坏，受剪承载力很低。4 .简述梁的抵抗弯矩图的概念，它与设计弯矩图的关系？答：抵抗弯矩图又称材料图，它是以各截面实际纵向受拉钢筋所能 承受的弯矩为纵坐标，以相应的截面位
5、置为横坐标，作出的弯矩图。抵抗弯矩图代表梁的正截面的抗弯能力，因此在各个截面上都要求 不小于设计弯矩图，所以与设计弯矩图是同一比例的抵抗弯矩图必须 将设计弯矩图包括在内，以满足受弯承载力的要求。抵抗弯矩图与设第屹页计弯矩图越贴近，表示钢筋强度的利用越充分，这是设计中力求做到 的一点。五、计算题1 . 一T形梁（口级安全级别、一类环境条件），截面尺寸为 bf=450mm , hf= 100mm , b=250mm , h=600mm ,混凝土为 C20 ,钢筋为II级。试计算如果受拉钢筋为40）25 （ As=1964mm2 ） 截面所能承受的弯矩设计值各是多少？ Q5分）解：（1）基本资料：f
6、c=10N/mm2, fy= fyz= 310N/mm2 , 丫0=1.0 , yd = 1.2 , a=35mm ,h0=h-a = 565mmo(2)鉴别T形梁类型：fyA, =310xl964 = 608.84ZN ftbfhf =10 x 450x100 = 450 所以属于第二种情况的T形梁。(3)求a_ 9一九电b)h； _ 310x1964 10x(450 250)x100-10x250x565=0.289 a = 0.396*J u_ M_ 1.2x208x1()6 - fcbh1 10x200x4352所以需要采用双筋梁。(3)求As,令要出r ydM-a仍fhhl 1.2x
7、208xl06 -0.396xl0x200x4352s- ；(%) -310x(435-45)=824.9mm2(4 )求 As+ fyA _ 10x200x0.544x435 + 310x824.9310=2351.6mm2（5 ）配筋作图：受拉钢筋选用320+325 , As=2415mm2。受压钢筋选用3 620, As1= 942mm2 0配置见下图。第阴页作业3说明：本次作业对应于文字教材5至7章，应按相应教学进度完 成。一、填空题（每空1分，共20分）1 .在钢筋混凝土偏心受拉构件中，当轴向力N作用在As的外侧 时，截面虽开裂，但仍然有压区存在，这类情况称为大偏心受拉构 件。2 .
8、钢筋混凝土轴心受压短柱在整个加荷过程中，短柱全截面受 压，其极限压应变是均匀的。由于钢筋与混凝土之间存在粘结力， 从加荷到破坏钢筋与混凝土共同变形，两者压应变始终保持一 致。3 .在工程中，钢筋混凝土结构构件的扭转可分为两类：一类是平衡扭转，另一类是附加扭转。第16页4 .钢筋混凝土短柱的承载力比素混凝土短柱_高一，延性比素混凝 土短柱一好5 .矩形截面小偏心受压构件破坏时As的应力一般达不到屈 服强度，因此，为节约钢筋用量，可按最小配筋率及构造要求配置 Aso6 .钢筋混凝土大偏心受拉构件正截面承载力计算如果出现了 x 2 a，的情况说明受压钢筋达不到屈服强度，此时可假定x=2 a时 的力矩
9、平衡公式计算。7 .区别大小偏心受压的关键是远离轴向压力一侧的钢筋先屈 服，还是靠近轴心压力一侧的混凝土先被压碎。8 .小偏心受压构件破坏相当于超筋梁 梁的破坏。9 .小偏心受拉构件破坏时全截面.受拉一拉力仅有一钢筋承受。二、选择题(每题2分，共20分)1 .钢筋混凝土大偏心受压构件的破坏特征是(A)(A)远离轴向力一侧的钢筋拉屈，随后另一侧钢筋压屈，混凝土 被压碎(B)远离轴向力一侧的钢筋应力不定，而另一侧钢筋压屈，混凝 土被压碎(C)靠近轴向力一侧的钢筋和混凝土应力不定，而另一侧受拉钢筋受拉屈服第116页2 .大偏心受拉构件的截面计算中，如果计算出的As 0时，As 可按构造要求配置，而后
10、再计算As ,若此时计算出现as=ydNe- fyAs (hO-a)/ (fcbh02 ) 0 的情况时，说明(A )(A ) As的应力达不到屈服强度 (B ) As的应力达不到屈服 强度 (C ) As过多，需要减少。3 .均布荷载作用下的弯剪扭复合受力构件，当满足(C )时，可 忽略剪力的影响(A ) ydT0.175ftWt ( B ) ydV0.07fcbh0 ( C ) ydV 出，则表明 (B)(A ) As过多(B ) AK过少(C ) As过少5 .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 ) ydT0.175ftWt ( B ) yd
11、TO.35ftWt ( C ) y dVO,O35fcbhO6 .大偏心受压柱，如果分别作用两组荷载，已知M1 N2 ,若Ml、N1作用时柱将破坏，那么M2、N2作用时 (A)(A)柱破坏(B)柱有可能破坏(C)柱不破坏第117页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(C)(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As8.矩形截面小偏心受压构件截面设计时可按最小配筋率及构造
12、要求配置，这是为了(C)(A)构件破坏时,As的应力能达到屈服强度fY,以充分利用钢筋的抗 拉作用(B)保持构件破坏不是从As 一侧先被压坏引起(C)节约钢材,因为构件破坏时As的应力oS一般达不到屈服强 度。9 .矩形截面大偏心受压构件截面设计时要令、八，这是为了(B)(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10 .在小偏心受拉构件设计中，计算出的钢筋用量为(A)(A) AsAs ( B ) As A =17mmN 50030;e0 = 380 mni% = h-as = 600 - 40 = 560mm .r/e - 1.06
13、4 x380 = 404.32mm 0.3% = 0.3x560 = 168 mm所以按大偏心受压构件设计。(2)计算钢筋面积上 匕e = 770 Ha = 380 + 300-40 = 640mm取“，有：2第即页A温(1-。.54)s f&o-a)1.2 x 500x103 x 640-10 x 300 x 560-310x(560-40)二670mm2 /?minZ?/z0 = 0.2% x 300x560 = 336mm2 . 一偏心受拉构件,截面尺寸bxh=300x400mm ,承受轴心拉力设计值N=450kN ,弯矩设计值M=45kN-m ,采用C20级混凝土、II级纵向受力钢筋，
14、a= a，=40mm。试进行配筋计算。 x 0.544(1 - 0.5 x 0.544) i i=569mm310x(560-40) 夕mm。% = 336mm2A _ 力力孩%，fyfyfylOx 300x0.544x560-1.2 x5OOxlO3 c 2 =+ 569 = 1582加 2310A、= 1582mm2 Z?/?o = 0.2% x 300 x 560 = 336mm2J2a = SO mmfcb 10x300 xh - &%)= 0.544x560 = 304.64mm为大偏心受压构件(2 )配筋计算As t As- Ne-入 2) fH)_ 1 ,2 x 500 x 10
15、00 x 640 10 x 300 x 200 x (560 - 200 / 2)第22页（fc=10N/mm2 fy= =310N/mm2 z a=a/=40mm ,Pmin=0 15% , 30.544）（ 15 分）解：（1）判别大小偏心受拉M45h金= =0.1m = 100mm 夕mi/% = 015% x 300x 360 = 162mm2 310x（360-40）0A ydNeS小% -j1.2 x 450 x 10 x 260 -J . 1 -211C10O/ ann （八2=I4l5mm /?minZ?/zn = O.l5%x300x360 = 162mm310x（360-4
16、0）3,一钢筋混凝土纯扭构件，截面尺寸bxh=200x350mm ,扭矩设计值T=8.6xlO3N-m （包括yd和ip值在内）,混凝土强度等级为C25、I级钢筋, 取c=25mmo试计算其所需钢筋的数量。（10分）第2B页答：根据钢筋的拉力公式直径x直径x50/10000=T可以计算得出 我们得35根。作业4说明：本次作业对应于文字教材8至10章，应按相应教学进度完 成。一、填空题（每空1分，共20分）1 .计算预应力混凝土构件由预应力产生的混凝土法向应力时，对先 张法构件用换算 截面几何特征值；对后张法构件用 净截面几何 特征值。2 .在其它条件相同时，配筋率越高，平均裂缝间距越_小_ ,
17、平均 裂缝宽度越一小.，其它条件相同时，混凝土保护层越厚，平均裂缝宽 度越大 O3 .提高钢筋混凝土梁抗弯刚度的主要措施是_适当增大截面的高 度一。4 .提高钢筋混凝土构件抗裂度的有效措施是加大构件截面尺寸和 一提高混凝土的强度等级5 .预应力钢筋张拉控制应力的大小主要与一张拉方法_和_钢筋品 种.有关。6 .通常对结构施加预应力的方法有两种，分别是一先张法和后 张法。7 .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一轴心抗拉强度，不同处是预应 力构件混凝土的应力经历了从受压到受拉的变化过程，而非预 应力构件混凝土的应力是从0变化到_ftk _o可
18、见二者的抗裂 能力是一预应力的大。8 .先张法预应力混凝土轴心受拉构件，在施工阶段放松预应力钢 筋之前，混凝土处于无应力_的状态，放松预应力钢筋之后，混凝土 处于一受压的状态。二、选择题(每题2分，共20分)1 .有两个截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋级别均相同，配筋率 P不同的轴心受拉构件，在它们即将开裂时 (C )(A ) p大的构件，钢筋应力。s小(B ) p小的构件，钢筋应力os大(C)两个构件的钢筋应力。s均相同2 .条件相同的先、后张法轴拉构件,当ocon及。1相同时,预应力 筋中应力opell( B )(A)两者相等(B)后张法大于先张法(C)后张法小于先张法3 .对构件施加预应力
19、的主要作用是第25页(A)减轻构件的自重(B)提高构件的抗裂度(C )提高构件的承载力。4 .有两个混凝土强度等级、钢筋品种、钢筋面积均相同，截面尺 寸大小不同的轴心受拉构件，当它们开裂时 (C )(A )截面尺寸大的构件，钢筋应力os小(B )截面尺寸小的构件，钢筋应力os大(C )两个构件的QS均相同5.后张法预应力混凝土轴心受拉构件制作完毕后，承受总压力 600KN ,若加载至混凝土应力为零时，则轴向力NO满足(B )(A) N0=600KN( B ) NO 600KN( C ) NO An Ac (B)An AO AO( C )AO Ac Ac9 .其它条件相同时，钢筋的保护层厚度与平
20、均裂缝间距、裂缝宽 度的关系是(A )(A)保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈宽；(B)保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈宽；(C)保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝 宽度也愈宽；10 .控制混凝土构件因碳化弓I起的沿钢筋走向的裂缝的最有效的措 施是(C )(A)提高混凝土强度等级(B)增加钢筋的截面面积(C )选用足够的钢筋保护层。三、判断题(每题2分，共20分)(正确画V,错误打x)11 .在受弯构件中，当其它条件相同时，采用直径较小的钢筋可以 减小裂缝宽度。(V )第217页12 预应力轴心受拉构件的承载力是由钢筋决定的，与施加预应力 的方法无关。(V
21、)13 .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。(V )14 与钢筋混凝土结构相比，预应力混凝土结构的主要优点在于提 高了正截面的抗裂度。(V )15 提高混凝土强度等级是减小钢筋混凝土构件裂缝宽度的有效措 施。(x )16 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。(X )17 沿梁跨度方向，截面抗弯刚度是变化的，所以，验算变形时所 采用的截面抗弯刚度是指平均的截面抗弯刚度。(X )18 所有预应力损失都是由预应力筋的徐变引起的。(X )19 预应力混凝土构件中受力钢筋必须都是预应力钢筋。(X )20 .计算预应力混凝土轴心受拉构件在施工阶段的混凝
22、土预压应力 时，不论先张法还是后张法，均用换算截面面积。(X )四、简述题(每题8分，共40分)第38页1提高构件的抗裂能力有哪些方法？答：L控制水灰比；2、控制混凝土的坍落度，使之在规定的范围内；3、采用碎石配制混凝土比用一般卵石可提高极限拉伸值约30% ;用 轻质凝灰岩或陶粒配制的轻质混凝土，其极限拉伸值比普通混凝土可 提高23倍。4、混凝土浇注完成后要及时养护，养护时间不少于7昼夜。2 .试述规范对预应力混凝土构件的裂缝控制的规定？答：规范规定：预应力混凝土构件裂缝控制等级分三级：一级：严格要求不出现裂缝的构件；二级：一般要求不出现裂缝的构件；三级：允许出现裂缝的构件。3 .对构件施加预
23、应力的目的是什么？答：提高抗裂性能；部分或全部抵消外荷载产生的拉应力，推迟或 避免裂缝的出现。4 .钢筋混凝土矩形截面不带横杆梁式渡槽槽身横向计算如何进 行？第29页答：槽身横向计算时，可沿纵向取单位长度1m槽身为脱离体进行 计算，计算内容如下:（1）人行道板计算1）内力计算：人行道板为一支承在侧墙上的悬壁板，悬臂长度为 al ,承受均布荷载pl （包括板自重gk和人群荷载qk,栏杆重可折算 在均布自重荷载内）。人行道板承受的最大弯矩设计值为：r 1 2）配筋计算：人行道板悬臂根部可按矩形截面受弯构件进行配筋 计算。（2 ）侧墙计算m?= .y（）w +GSk1）内力计算：62J2）配筋计算：
24、根据最大弯矩设计值，侧墙底部可按矩形截面受弯 构件进行配筋计算。当侧墙较高时，若弯矩沿墙高度变化较大，可沿 墙高取23个截面进行配筋计算，计算方法与底部截面类似。3）裂缝控制验算：侧墙除按承载力计算外，尚应进行抗裂或裂缝 宽度验算，侧墙临水面需满足抗裂要求。（3 ）底板计算1）内力计算：N = /“/27 .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。8 .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 2000N /min ; B组试件的加荷速度是20N / min
25、,就平均值 (B )(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(QB组的极限荷载大而A组的极限变形大。9 .荷载效应S、结构抗力R作为两个独立的基本随机变量，其功能函数为Z二R-S( A )(A)Z 0 ,结构安全(B)Z=0，结构安全(C)Z 0 ,结构安全。10 .对于混凝土的徐变，以下观点正确的是(C )。(A)徐变全部是塑性变形(B)徐变全部是弹性变形(C)徐变既包括塑性变形又包括弹性变形三、判断题(每题2分，共20分)(正确画V,错误打x)1.混凝土的切线模量大于弹性模量。第3D页1 ?mc=Y -(Yq/H + yGyct)B- +MA2)配筋
26、计算：可按矩形截面受弯构件，对端部和跨中截面分别进 行配筋计算。3)裂缝控制验算：底板也应进行抗裂及裂缝宽度验算，荷载组合 同侧墙。应按荷载效应得短期组合及长期组合分别验算。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：正常使用极限状态验算的目的是为了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，即满足结构 构件的适用、美观和耐久性的要求。验算时，应按荷载效应的短期组 合及长期组合分别进行。2 .混凝土应力应变曲线的最大应力点是上升段与下降段的分界点。(x )3 .轴心受拉构件中纵向钢筋的搭接，都必须加焊，不能采用非焊接 的搭接接头。(V )
27、4 .规范中只有混凝土立方体的标准强度，而没有混凝土立方体 的设计强度。(V )5 .荷载标准值要大于荷载设计值。(x )6混凝土达到极限应变时应力最大。(x )7 .立方体尺寸越大，抗压强度越大。(x )8 .结构设计的安全级别愈高，其目标可靠指标就应愈大。(V )9 .随着应力的增大，混凝土的弹性系数v增大。(x )10 .材料强度标准值要大于材料强度设计值。(V )四、简述题(每题8分，共40分)1 .什么是承载能力极限状态？什么是正常使用极限状态？在设计中为什么 要提出这两种极限状态?答：1、承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏、 发生不适于继续承载的变形或因结
28、构局部破坏而引发的连续倒塌；2、正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用的某项规定限值或耐久性 能的某种规定状态。承载能力极限状态设计主要保证桥梁在施工和使用过程中的安全性，也就是说 在正常使用情况下，设计荷载范围之内不能够出现桥梁结构不能够继续承载的 情况，是按照荷载最不利组合小于结构承载力的设计原则进行设计的。正常使用极限状态设计是保证桥梁的适用性，主要是抗裂，裂缝验算，挠度变 形验算的设计，也就是说在桥梁使用时不至于出现过大的变形以及裂缝影响桥 梁美观以及对人心理产生的恐惧感，比如一个桥梁出现很多裂缝，对于一般人 来说都会产生质疑。正常使用极限状态设计的原则就是按照短期效应组合，长
29、期效应组合或者短期效应组合并考虑长期效应影响的抗裂，裂缝验算，挠度验 算不超过规定限值。2 .什么叫钢筋的冷拉？什么叫冷拉时效？答：（1）冷拉:是在常温下将钢筋拉伸至超过其屈服强度（即强化阶段）的某一应力 值,然后卸荷至零，以提高钢筋抗拉强度的办法。冷拉时效:钢筋冷拉后，经过一段时间钢筋的屈服强度比原来的屈服强度有所 提高，但塑性性能却降低，这种现象称为时效硬化（冷拉时效）。3 .结构的极限状态的定义及分类？答：结构的极限状态是指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满 足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。结构的极限状态分两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。4
30、 .钢筋与混凝土结构能够共同工作的原因？答：（1）钢筋与混凝土之间存在有良好的粘结力，能牢固的形成整体，保证在荷载的作用下，钢筋和外围混凝土能够协调变形，相互传力，共同受力；（2）钢筋和混凝土两种材料的温度线膨胀系数接近，当温度变化时，两者间 不会产生很大的相对变形而破坏它们之间的结合。5 .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，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，以使结构获得较好的破坏性质。（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
31、同工作。作业2说明：本次作业对应于文字教材3至4章，应按相应教学进度完 成。一、填空题（每空1分，共20分）1 .无腹筋梁斜截面受剪有三种主要破坏形态，就其受剪承载力而 言，对同样的构件，斜拉破坏最低，剪压破坏较高，斜压破坏最 iWio2 .双筋矩形截面受压区计算高度x要求xN2a。若x fcbfhf(hO- hf72 )时，则该截面属于(B )(A)第一类T形截面(B)第二类T形截面(C)双筋截面。8 .均布荷载作用下的一般受弯构件,当0.1yd V/( fcbh0)0.07 时 (A )(A)按箍筋的最大间距和最小直径配箍,并验算最小配箍率psvmin (B)可直接按箍筋的最大间距和最小配直径配箍(C )按计算配箍。9 .钢筋混凝土梁受拉区边缘开始出现裂缝是因为受拉边缘(B)受拉混凝土的应力达到混凝土的实际抗拉强度(B)受拉混凝土的应变超过极限拉应变(C)受拉混凝土达到混凝土的设计强度。10 .无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种,这三种破坏的性质 (A )(A)都属于脆性破坏(B剪压破坏和斜压破坏属于塑性破坏，斜拉破坏属于脆性破坏(C)剪压破坏属于塑性破坏，斜拉和斜压破坏属于脆性破坏。三、判断题(每题1分，共10分)(正确画错误打X)11 在适筋梁中提高混凝土强度等级对提高受弯构件正截面承载力的作用很 大。(v )