2019电大水工钢筋混凝土结构作业参考答案必考重点.doc

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电大《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0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____、_焊接________。

2.对于荷载取值，一般荷载有_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（A）

（A）乘以结构重要性系数γ0后的值

（B）乘以结构重要性系数γ0和设计状况系数ψ后的值

（C）乘以设计状况系数ψ后的值

3.一般说来，混凝土内部最薄弱的环节是（C）

（A）水泥石的抗拉强度（B）砂浆的抗拉强度（C）砂浆与骨料接触面间的粘结

4．软钢钢筋经冷拉后（A）

（A）抗拉强度提高,但塑性降低（B）抗拉强度和抗压强度均提高,但塑性降低

（C）抗拉强度提高,塑性提高

5.在保持不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土中心受压构件中（C）

（A）徐变使混凝土压应力减小，因为钢筋与混凝土共同变形，所以钢筋的压应力也减小；

（B）由于徐变是应力不增加而变形随时间增长的现象，所以混凝土及钢筋的压应力均不变；

（C）根据平衡，徐变使混凝土压应力减小，钢筋压应力增大。

6．当混凝土双向受力时，它的抗压强度随另一方向压应力的增大而（A）

（A）增加；（B）减小；（C）不变。

7.《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，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

（C）B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=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．混凝土割线模量Ecˊ与弹性模量Ec的关系式Ecˊ=νEc中的ν值当应力增高处于弹塑性阶段时（C）

（A）ν＞1（B）ν＝1（C）ν＜1。

三、判断题（每题2分，共20分）（正确画√，错误打×）

1.混凝土的切线模量大于弹性模量。

（×）

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。

（×）

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。

（√）

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。

（√）

5.荷载标准值要大于荷载设计值。

（×）

6.混凝土达到极限应变时应力最大。

（×）

7.立方体尺寸越大，抗压强度越大。

（×）

8.结构设计的安全级别愈高，其目标可靠指标就应愈大。

（√）

9.随着应力的增大，混凝土的弹性系数ν增大。

（×）

10.材料强度标准值要大于材料强度设计值。

（√）

四、简述题（每题8分，共40分）

1．失效概率的物理意义？

答：

失效概率是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，不能完成预定功能的概率。

由功能函数的概率分布曲线可得：

失效概率等于原点以左曲线下面与横坐标所围图形的面积。

2．什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，然后卸载。

由于该点的应力已超过屈服极限，故卸荷应力为零时应变并不等于零，若立即重新加荷，应力-应变曲线将发生变化，此时屈服点已提高，表明钢筋经冷拉后，屈服强度提高，此过程称为冷拉硬化。

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．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，斜压破坏最高。

2．双筋矩形截面受压区计算高度x要求x≥2a’。

若x＜2a’求受拉钢筋时，可近似地假定x=2a’。

如果计算中不计受压钢筋作用则条件x≥2a’就可取消。

3．适筋梁的破坏始于受拉钢筋屈服，它的破坏属于塑性破坏。

超筋梁的破坏始于受压区混凝土被压碎，它的破坏属于脆性破坏。

4．混凝土保护层的厚度主要与所处环境等因素有关。

5．一配置Ⅱ级钢筋的单筋矩形截面梁，ξb＝0.544，该梁所能承受的最大弯矩等于。

若该梁承受的弯矩设计值大于上述最大弯矩，则应提高混凝土的强度等级或加大截面尺寸或采用双筋截面。

6．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度的计算依据；第二阶段的应力图形可作为

变形和裂缝宽度验算的计算依据；第三阶段末的应力图形可作为承载力的计算依据。

7．无腹筋梁中典型的斜裂缝主要有_弯剪斜裂缝___和腹剪斜裂缝。

8．抗剪钢筋也称作腹筋，腹筋的形式可以采用__箍筋和__弯起钢筋__。

二、选择题（每题2分，共20分）

1．在T形梁正截面受弯承载力计算中，认为在受压区翼缘计算宽度以内（A）

（A）压应力均匀分布（B）压应力按抛物线型分布

（C）随着梁高不等，压应力有时均匀分布，有时则非均匀分布。

2．腹筋间距应不大于腹筋最大间距的限制是为了保证（B）

（A）正截面受弯承载力（B）斜截面受剪承载力（C）斜截面受弯承载力

3．单筋矩形超筋梁正截面破坏承载力与纵向受力钢筋面积As的关系是（A）

（A）纵向受力钢筋面积愈大，承载力愈大（B）纵向受力钢筋面积愈大，承载力愈小

（C）纵向受力钢筋面积的大小与承载力无关，超筋梁正截面破坏承载力为一定值。

4．纵筋弯起时弯起点必须设在该钢筋的充分利用点以外不小于0.5h0的地方，这一要求是为了保证（C）

（A）正截面受弯承载力（B）斜截面受剪承载力（C）斜截面受弯承载力。

5．在其它条件不变的情况下，钢筋混凝土适筋梁裂缝出现时的弯矩Mcr与破坏时的极限弯矩Mu的比值，随着配筋率ρ的增大而（B）

（A）Mcr/Mu增大（B）Mcr/Mu减小（C）Mcr/Mu不变。

6．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。

7．在T形截面正截面受弯承载力计算中，当γdM＞fcbfˊhfˊ（h0-hfˊ/2）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0.1≥γdV/（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ρsvmin

（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）

（A）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×）

1．以热轧钢筋配筋的钢筋混凝土适筋梁，受拉钢筋屈服后，弯矩仍能有所增长是因为钢筋应力已进入了强化阶段。

（×）

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（×）

3．剪跨比λ愈大，无腹筋梁的受剪承载力愈低，但当λ＞3后，梁的受剪承载力变化不大。

（√）

4．钢筋混凝土梁裂缝出现前瞬间受拉钢筋中应力σs与配筋率ρ无关。

（√）

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。

（√）

6．适筋梁弯曲将要破坏时，受压边缘混凝土应力最大。

（×）

7．当γdV>0.25fcbh0，应采取的措施是提高箍筋的抗拉强度设计值fyv。

（×）

8．均布荷载作用下的一般受弯构件，当0.1≥γdV/（fcbh0）>0.07时,按Asv/s≥（γdV-0.07fcbh0）/（1.5fyvh0）计算结果配箍。

（×）

9．当ρ给定时，钢筋的屈服强度fy越高，开裂弯矩Mcr就越大。

（×）

10．当γdV>0.25fcbh0，应采取的措施是增大箍筋直径或减小箍筋间距。

（×）

四、简述题（每题5分，共20分）

1．简述正截面受弯构件界限破坏的概念，ξb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。

ξb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γdV＞Vcs，应采取什么样的措施？

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（Ⅱ级安全级别、一类环境条件），截面尺寸为b'f=450mm，h'f=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4Φ25（As=1964mm2）截面所能承受的弯矩设计值各是多少？

（15分）

解：

（1）基本资料：

fc=10N/mm2,fy=fy¢＝310N/mm2，γ0=1.0，γd=1.2，a=35mm，

h0=h-a=565mm。

（2）鉴别T形梁类型：

所以属于第二种情况的T形梁。

（3）求ξ

（4）求Mu

２．一矩形截面简支梁（Ⅱ级安全级别、一类环境条件），截面尺寸为b×h=200×500mm。

混凝土强度等级为C20，钢筋为Ⅱ级。

持久设计状况下，承受弯矩设计值M＝208kN·m。

试配置截面钢筋。

（15分）

解：

（1）基本资料：

fc=10N/mm2,fy=fy¢＝310N/mm2，γ0=1.0，γd=1.2，a=65mm，

h0=h-a=435mm。

（2）验算是否需要双筋截面：

所以需要采用双筋梁。

（3）求As’,令ξ=ξb

（4）求As

（5）配筋作图：

受拉钢筋选用3Φ20+3Φ25，As＝2415mm2。

受压钢筋选用3Φ20，As'＝942mm2。

配置见下图。

3Φ20

3Φ20

3Φ25

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．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。

４．钢筋混凝土短柱的承载力比素混凝土短柱_高_，延性比素混凝土短柱_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As。

6．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＜2a'的情况说明受压钢筋达不到屈服强度，此时可假定x=2a'时的力矩平衡公式计算。

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．大偏心受压破坏相当于受弯构件_适筋_梁的破坏，而小偏心受压构件破坏相当于__超筋_梁的破坏。

９．小偏心受拉构件破坏时全截面_受拉_，拉力仅有_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

2．大偏心受拉构件的截面计算中，如果计算出的A's＜0时，A's可按构造要求配置，而后再计算As，若此时计算出现αs=[γdNe–fy'A's（h0–a'）]/（fcbh02）＜0的情况时，说明（A）

（A）A's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）γdT≤0.175ftWt（B）γdV≤0.07fcbh0（C）γdV≤0.035fcbh0

4．大偏心受拉构件设计时，若已知A's，计算出ξ＞ξb，则表明（B）

（A）A's过多（B）A's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）γdT≤0.175ftWt（B）γdT≤0.35ftWt（C）γdV≤0.035fcbh0

6．大偏心受压柱，如果分别作用两组荷载，已知Ｍ１<Ｍ２、Ｎ１>Ｎ２，若Ｍ１、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

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Aˊs

（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Aˊs

（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As

8．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σS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，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）As＞A's（B）As＜A's（C）As=A's

三、判断题（每题1分，共10分）（正确画√，错误打×）

1．受压构件的承载力主要控制于混凝土受压，所以取较用高强度等级的混凝土是经

济合理的。

（√）

2．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。

（√）

3．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。

（×）

4．在偏心受压构件中，若偏心距较大，但此时配置了很多受拉钢筋时会发生受压破坏。

（√）

5．大、小偏心受压构件破坏的共同点是破坏时受压区边缘混凝土都达到极限压应变，因而，不论大偏心受压构件还是小偏心受压构件，受压钢筋总是屈服的。

（×）

6．为了提高受压构件的承载力，受压钢筋可采用高强钢筋。

（×）

7．增加箍筋的数量或者配置螺旋箍筋可以提高钢筋混凝土柱的延性。

（√）

8．在偏心受压构件中，若偏心距较大，且受拉钢筋配置不太多时会发生受拉破坏。

（√）

9．受压构件内不宜配置强度较高的钢筋，因为高强钢筋的抗压强度最多只能发挥

360～400N/mm2。

（√）

10．偏心受压构件中远离轴向力一侧的纵向钢筋总是受拉的。

（×）

四、简述题（每题5分，共20分）

1．试分析大偏心受压构件破坏时的破坏特征？

答：

大偏心受压构件在轴向力的作用下，截面部分受拉部分受压，首先受拉区出现垂直轴线的横向裂缝，随着轴向力的不断增大，受拉钢筋的应力首先达到屈服强度，钢筋屈服后的塑性变形，将使裂缝明显加宽并进一步向受压一侧延伸，从而导致受压区面积减小，受压区混凝土的压应变逐渐增大，最后混凝土压应变达到极限压应变而被压碎，构件破坏。

2．钢筋混凝土柱中配置箍筋的主要作用是什么？

答：

箍筋的主要作用是为了防止纵向受压钢筋压屈，导致混凝土保护层剥落。

当箍筋配置较密时，还能提高混凝土延伸性，防止受压混凝土过早发生脆性破坏。

3．受扭构件的受扭纵筋钢筋有哪些构造要求？

答