水工钢筋混凝土结构.doc

★ 水工钢筋混凝土结构 ★ 中央广播电视大学人才培养 模式改革与开放教育试点 水工钢筋混凝土结构 形 成 性 考 核 册 学生姓名 学生学号 分校班级 中央广播电视大学 编制 使 用 说 明 本考核手册是中央广播电视大学水利水电工程专业“水工钢筋混凝土结构”课程形成性考核的依据，与水工钢筋混凝土结构教材（主编赵瑜，中央广播电视大学出版社出版）配套使用。 形成性考核是课程考核的重要组成部分，是强化教学管理，提高教学质量，反馈学习信息，提高学员综合素质和能力的重要保证。 “水工钢筋混凝土结构”课程是水利水电工程专业的主要专业基础课，其特点是既具有丰富的理论，又具有很强的实践性，而且基本概念多，公式多，系数多，学员有时感到抓不住重点。通过形成性考核有助于学员理解和掌握本课程的基本概念、基本理论、基本公式和计算方法，明确应掌握的课程重点。同时，形成性考核对于全面测评学员的学习效果，督促和激励学员完成课程学习，培养学员自主学习和掌握知识的能力也具有重要作用。 本课程以计分作业方式进行形成性。全部课程要求完成4次计分考核作业，分别对应于文字教材的02章、34章、5～7章和810章。学员应按照教学进度按时完成各次计分作业，教师根据学员完成作业的情况评定成绩，每次作业以100分计，并按4次作业的平均成绩计算学员的形成性考核成绩。 形成性考核成绩占课程总成绩的20，终结性考试成绩占课程总成绩的80。课程总成绩满分为100分，60分为及格。 2003年12月16日 姓 名＿＿＿＿＿ 学 号＿＿＿＿＿ 得 分＿＿＿＿＿ 教师签名＿＿＿＿＿ 水工钢筋混凝土结构 作业一 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_________、_________、_________。 2. 对于荷载取值，一般荷载有___________、___________和___________三种代表值。 3.混凝土在长期不变荷载作用下将产生__________变形；混凝土随水分的蒸发将产生__________变形。 4.钢筋按其外形可分为__________、__________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 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 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 （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 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 （ ） 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 AA组的极限荷载和极限变形均大于B组 BA组的极限荷载大而B组的极限变形大 CB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ZR-S （ ） AZ＞0，结构安全 BZ＝0，结构安全 CZ＜0，结构安全。 10．混凝土割线模量Ecˊ与弹性模量Ec的关系式EcˊνEc中的ν值当应力增高处于弹塑性阶段时 （ ） 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 2．什么是钢筋的冷拉硬化 3．结构的极限状态的定义及分类 4．钢筋与混凝土结构能够共同工作的原因 5．对用于钢筋混凝土结构中的钢筋有哪些原则性要求 姓 名＿＿＿＿＿ 学 号＿＿＿＿＿ 得 分＿＿＿＿＿ 教师签名＿＿＿＿＿ 水工钢筋混凝土结构 作业二 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， 破坏最低， 破坏较高， 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 。如果计算中不计受压钢筋作用则条件 就可取消。 3．适筋梁的破坏始于 ，它的破坏属于 。超筋梁的破坏始于 ，它的破坏属于 。 4．混凝土保护层的厚度主要与所处 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 或 。 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 的计算依据；第二阶段的应力图形可作为 的计算依据；第三阶段末的应力图形可作为 的计算依据。 7．无腹筋梁中典型的斜裂缝主要有____ ____和 。 8．抗剪钢筋也称作腹筋，腹筋的形式可以采用________ 和________ 。 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 （ ） 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 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 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 （ ） 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γd M＞fcbfˊhfˊ（h0- hfˊ/2）时，则该截面属于（ ） 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≥γd V/ fcbh00.07时 （ ） 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 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γd V0.25fcbh0，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≥γd V/ fcbh00.07时,按Asv/s≥（γd V-0.07 fcbh0）/（1.5 fyv h0）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γdV0.25fcbh0，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 2．在斜截面承载力计算中，如果γd V＞Vcs，应采取什么样的措施 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 4．简述梁的抵抗弯矩图的概念，它与设计弯矩图的关系 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bf450mm，hf100mm，b250mm，h600mm，混凝土为C20，钢筋为Ⅱ级。试计算如果受拉钢筋为4Φ25（As1964mm2）截面所能承受的弯矩设计值各是多少15分 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bh200500mm。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＝208kNm。试配置截面钢筋。（15分） 姓 名＿＿＿＿＿ 学 号＿＿＿＿＿ 得 分＿＿＿＿＿ 教师签名＿＿＿＿＿ 水工钢筋混凝土结构 作业三 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 存在，这类情况称为 。 ２．钢筋混凝土轴心受压短柱在整个加荷过程中，短柱 截面受压，其极限压应变是 。由于钢筋与混凝土之间存在 力，从加荷到破坏钢筋与混凝土 变形，两者压应变始终保持 。 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 ，另一类是 。 ４．钢筋混凝土短柱的承载力比素混凝土短柱______，延性比素混凝土短柱______。 ５．矩形截面小偏心受压构件破坏时As的应力一般 屈服强度，因此，为节约钢筋用量，可按 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＜2 a的情况说明 ，此时可假定 。 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 ，还是靠近轴心压力一侧的混凝土先 。 ８．大偏心受压破坏相当于受弯构件____________梁的破坏，而小偏心受压构件破坏相当于__________梁的破坏。 ９．小偏心受拉构件破坏时全截面_________，拉力仅有_________ 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 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As＜0时，As可按构造要求配置，而后再计算As，若此时计算出现αs[γdNe–fyAs h0–a]/（fcbh02）＜0的情况时，说明 （ ） （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 （ ） 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As，计算出ξ＞ξb，则表明 （ ） （A）As过多 （B）As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 （ ） 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Ｍ１Ｎ２， 若Ｍ１、Ｎ１作用时柱将破坏，那么Ｍ２、Ｎ２作用时 （ ） （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 （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 （ ） 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 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）As＞As （B）As＜As （C）AsAs 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360400 N/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 2．钢筋混凝土柱中配置箍筋的主要作用是什么 3．受扭构件的受扭纵筋钢筋有哪些构造要求 4．矩形截面小偏心受压构件截面设计时，远离轴向力一侧的钢筋As为什么可按最小配筋率及构造要求配筋 五、计算题 1.一矩形截面偏心受压柱，截面尺寸bh300600mm，承受轴向力设计值N500KN，弯矩设计值M190KNm，混凝土强度等级为C20，钢材为Ⅱ级（HRB335）钢筋（fc10N/mm2 fy310N/mm2 ，aa΄40mm，，ξb0.544，η1.064）。试按非对称和对称计算钢筋用量。（15分） 2．一偏心受拉构件，截面尺寸bh300400mm，承受轴心拉力设计值N450kN，弯矩设计值M45kNm，采用C20级混凝土、Ⅱ级纵向受力钢筋，a a40mm。试进行配筋计算。（fc10N/mm2 fy310N/mm2 ，aa΄40mm，，ξb0.544）（15分） 姓 名＿＿＿＿＿ 学 号＿＿＿＿＿ 得 分＿＿＿＿＿ 教师签名＿＿＿＿＿ 水工钢筋混凝土结构 作业四 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 截面几何特征值；对后张法构件用 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______，平均裂缝宽度越______，其它条件相同时，混凝土保护层越厚，平均裂缝宽度越_______。 3．提高钢筋混凝土梁抗弯刚度的主要措施是__________________。 4．提高钢筋混凝土构件抗裂度的有效措施是____________和____________。 5．预应力钢筋张拉控制应力的大小主要与___________和___________有关。 6．通常对结构施加预应力的方法有两种，分别是_________和__________。 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__________，不同处是预应力构件混凝土的应力经历了从_______到_______的变化过程，而非预应力构件混凝土的应力是从_________变化到________。可见二者的抗裂能力是___________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________的状态，放松预应力钢筋之后，混凝土处于________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ρ不同的轴心受拉构件，在它们即将开裂时 （A）ρ大的构件，钢筋应力σs小 （B）ρ小的构件，钢筋应力σs大 （C）两个构件的钢筋应力σs均相同 2．条件相同的先、后张法轴拉构件，当scon及sl相同时，预应力筋中应力speII （ ） （A）两者相等 （B）后张法大于先张法 （C）后张法小于先张法 3．对构件施加预应力的主要作用是 （ ） （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 （A）截面尺寸大的构件，钢筋应力σs小 （B）截面尺寸小的构件，钢筋应力σs大 （C）两个构件的σs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N0满足 （ ） （A）N0600KN （B）N0 600KN （C）N0 An Ac BAn A0 A0 （C）A0 Ac Ac 9．其它条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度的关系是 （ ） 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引起的沿钢筋走向的裂缝的最有效的措施是 （ ） 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√，错误打） 1．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。 （ ） 2．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。 （ ） 3．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。 （ ） 4．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。 （ ） 5．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。 （ ） 6．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。 （ ） 7．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。 （ ） 8．所有预应力损失都是由预应力筋的徐变引起的。 （ ） 9．其它条件相同时，随着钢筋保护层厚度增大，裂缝宽度将增大。 （ ） 10．计算预应力混凝土轴心受拉构件在施工阶段的混凝土预压应力时，不论先张法还是后张法，均用换算截面面积。 （ ） 四、简述题（每题8分，共40分） 1．水工钢筋混凝土结构中，引起裂缝的非荷载因素主要有哪些 2．试述规范对预应力混凝土构件的裂缝控制的规定 3．普通预应力混凝土构件的基本工作原理是什么 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 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 12