土木工程师-专业基础(水利水电)-钢筋混凝土结构-承载能力极限状态计算.docx
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1、土木工程师-专业基础(水利水电)-钢筋混凝土结构-承载能力极限状态计算单选题1.受压区高度、翼缘宽度均相同的梁,形状分别为矩形截面As1,倒T形截面As2,T形截面As3、I形(江南博哥)截面As4,在相同荷载作用下,下列配筋截面面积关系正确的是()。2017年真题A.As1As2As3As4B.As1As2As3As4C.As2As1As3As4D.As1As2As3As4 正确答案:D参考解析:配筋面积AS的相对大小由截面的受压区面积决定。倒T形截面受拉区在梁截面下侧,和矩形截面的受拉区面积相同,因此As1As2;I形截面受拉区在梁截面下侧,受拉区翼缘不起作用,与T形截面的受拉区面积相同,
2、因此As3As4。又因为T形截面和I形截面考虑了翼缘宽度,其受压区面积大于矩形截面和倒T形截面,所以配筋可适量减少,即As1As2As3As4。单选题2.在其他条件不变的情况下,钢筋混凝土适筋梁的开裂弯矩Mcr与破坏时的极限弯矩Mu的比值,随着配筋率的增大而()。2017年真题A.不变B.增大C.变小D.不确定 正确答案:C参考解析:适筋梁的开裂弯矩为:Mcr0.256bh2ftk,Mcr与配筋率无关;梁破坏时的极限弯矩为:Musfcbh02。其中s称为截面的塑性抵抗矩系数,Mu随配筋率的增大而增大。因此,二者的比值随着配筋率的增大而变小。单选题3.适筋梁截面尺寸已经确定情况下,提高正截面受弯
3、承载力最有效的方法是()。2017年真题A.提高混凝土强度等级B.提高纵筋的配筋率C.增加箍筋D.钢筋增加锚固长度 正确答案:A参考解析:根据水工混凝土结构设计规范(SL1912008),单筋矩形截面正截面受弯承载力的计算公式为:由上式可知,在截面尺寸已经确定情况下,AB两项均可提高正截面承载力,但A项提高混凝土强度等级效果更明显。单选题4.纵向受拉钢筋分别采用HPB235、HRB335、HRB400时,相对界限受压区高度b为()。2010年真题A.0.624,0.550,0.518B.0.614,0.540,0.518C.0.614,0.550,0.518D.0.614,0.550,0.52
4、8 正确答案:C参考解析:相对界限受压区高度计算公式为:式中,fy为钢筋抗拉强度设计值;HPB235、HRB335、HRB400分别为210MPa、300MPa、360MPa;Es为钢筋弹性模量;HPB235、HRB335、HRB400分别为2.1105N/mm2、2.0105N/mm2、2.0105N/mm2。因此可计算得相对界限受压区高度分别为0.614、0.550、0.518。单选题5.预应力梁正截面、斜截面承载力计算公式()。2010年真题A.B.C.D. 正确答案:D参考解析:水工混凝土结构设计规范(SL1912008)第8.4.1条规定,矩形截面或翼缘位于受拉区的倒T形截面受弯构件
5、,其正截面受弯承载力应符合下列规定:水工混凝土结构设计规范(SL1912008)第8.6.3条规定,矩形、T形和I形截面的预应力受弯构件,当仅配有箍筋时,其斜截面的受剪承载力应符合下列规定:KvVcVsvVp其中,Vc0.7ftbh0;Vsv1.25fyv(Asv/s)h0;Vp0.05Np0。因此,可得:满足条件为:单选题6.有配筋不同的三种梁(梁1:As350mm2;梁2:As250mm2;梁3:As150mm2),其中梁1是适筋梁,梁2和梁3为超筋梁,则破坏时相对高度的大小关系为()。2016年真题A.321B.123C.231D.321 正确答案:D参考解析:由水工混凝土结构设计规范(
6、DL/T50572009)或水工混凝土结构设计规范(SL1912008)单筋矩形截面正截面受弯承载力计算公式的适用条件可知,适筋梁的适用条件为b(DL/T50572009)或0.85b(SL1912008)。梁1是适筋梁,故1最小;梁2和梁3为超筋梁,截面破坏时纵向受拉钢筋达不到屈服强度,近似取b(DL/T50572009)或0.85b(SL1912008),故D项正确。单选题7.纵向受拉钢筋分别采用HPB235、HRB335、HRB400时,现行水工混凝土结构设计规范(DL/T50572009)单筋矩形截面正截面受弯界限破坏时的截面抵抗矩系数ab为()。2014年真题A.0.415、0.39
7、9、0.384B.0.425、0.390、0.384C.0.425、0.399、0.384D.0.425、0.399、0.374 正确答案:C参考解析:现行规范水工混凝土结构设计规范(DL/T50572009)规定,单筋矩形截面正截面受弯承载力计算公式防止超筋破坏的适用条件为:xbh0或b或ssbb(10.5b),纵向受拉钢筋分别采用HPB235、HRB335、HRB400时,b分别为0.614、0.550、0.518,相应的单筋矩形截面正截面受弯界限破坏时的截面抵抗矩系数sb分别为0.425、0.399、0.384。单选题8.已知矩形截面梁bh200mm500mm,采用C20混凝土(fc9.
8、6N/mm2),纵筋采用HRB335级钢筋(fy300N/mm2),已配有320(As942mm2),as45mm。按水工混凝土结构设计规范(DL/T50572009)计算时,01.0,1.0,d1.2;按水工混凝土结构设计规范(SL1912008)计算时,K1.2,试求此梁能承受的弯矩设计值M()。2014年真题A.90kNmB.108kNmC.129kNmD.159kNm 正确答案:A参考解析:本题可以参照两个规范求解:按DL/T50572009设计计算相对受压区高度并验算适用条件:h0has50045455mm故该梁不会产生超筋破坏,又:故梁不会产生少筋破坏,此梁能承受的弯矩设计值为:按
9、SL1912008设计此时,Kd1.2,故不同的是b0.5500.850.46750.323,其余计算与相同。单选题9.已知矩形截面梁bh200mm500mm,采用C25混凝土(fc11.9N/mm2),纵筋采用HRB335级钢筋(fyfy300N/mm2),纵筋的保护层厚度c35mm。承受弯矩设计值M175kNm。按(DL/T50572009)计算时,01.0,1.0,d1.2;按SL1912008计算时K1.2,求As()。(注:选项C括号内数值适用于按水工混凝土结构设计规范(SL1912008)计算)2014年真题A.1200mm2B.1600mm2C.2180mm2(2050mm2)D
10、.2220mm2 正确答案:C参考解析:本题可以参照两个规范求解:按DL/T50572009设计考虑到弯矩较大,估计布置两排受拉钢筋,计算得:ascde/2352030/270mm,其中,d为钢筋直径,近似取为20mm;e为两排钢筋之间的净距(取钢筋最大直径和30mm较大值)。h0has50070430mm,设计弯矩为:M0Mg175kNm,又:则截面为超筋截面,故应按双筋截面设计。根据充分利用受压区混凝土受压而使总的钢筋用量(AsAs)为最小的原则(经济最优条件),取b,HRB335级钢筋b0.550,受压钢筋混凝土保护层厚度为35mm,故as45mm,则受压钢筋截面面积As为:验算As是否
11、满足最小配筋率的要求:故可将b及求得的As代入公式计算受拉钢筋截面面积As:验算最小配筋率:按SL1912008设计同样是两排受拉钢筋,故h0has50070430mm,则有:故应按双筋截面设计。根据充分利用受压区混凝土受压而使总的钢筋用量(AsAs)为最小的原则,取0.85b,则受压钢筋截面面积As为:验算As是否满足最小配筋率的要求:故受拉钢筋截面面积As,为:验算最小配筋率:单选题10.一矩形混凝土梁bh250mm600mm,h0530mm,混凝土C30(fc14.3MPa),主筋采用HRB400级钢筋(fy360MPa,b0.518),按单筋计算时,此梁纵向受拉钢筋面积最大值为()。2
12、013年真题A.As,max2317mm2B.As,max2431mm2C.As,max2586mm2D.As,max2620mm2 正确答案:A参考解析:配筋时应使受拉钢筋截面面积最大,且不应发生超筋破坏,即:单选题11.已知一矩形截面梁配筋如图4-3-1所示,采用HRB335钢筋(fy300MPa),as40mm,试问当混凝土强度由C20(fc9.6MPa)提高至C60(fc27.5MPa)时,受弯承载力提高多少?()2010年真题图4-3-1A.9.2%B.10.9%C.11.50%D.12.9% 正确答案:D参考解析:根据水工混凝土结构设计规范(SL1912008)第6.2.1条,为单
13、筋截面梁。当采用C20时,fc9.6MPa,则受压区计算高度为:其中,h0has40040360mm。受压区计算高度满足规范要求。此时受弯承载力为:当采用C60时,fc27.5MPa,则受压区计算高度为:满足规范要求;此时受弯承载力为:受弯承载力提高:(71.163.0)/63.012.9%。单选题12.如图4-3-2所示矩形混凝土梁bh250mm600mm,asas40mm,混凝土C30(fc14.3MPa),主筋采用HRB335级钢筋(fyfy300MPa,b0.55),采用双筋截面,受拉筋As为422,受压筋As为216,K1.2,试确定该梁所能承受的设计弯矩M是多少?()2013年真题
14、图4-3-2A.166.5kNmB.170.3kNmC.180.5kNmD.195.6kNm 正确答案:D参考解析:截面的有效高度为:h0has60040560mm。根据水工混凝土结构设计规范(SL1912008),双筋矩形截面正截面受弯承载力计算公式:fcbxfyAsfyAs,KMMufcbx(h00.5x)fyAs(h0as),带入数据计算可得:Mufcbx(h00.5x)fyAs(h0as)14.325093.82(5600.593.82)300402(56040)234.8kNm其中x应满足:x0.85bh00.850.55560261.8mm,且x2as24080mm。因此,MMu/
15、K234.8/1.2195.6kNm。单选题13.当梁的剪力设计值V0.25fcbh0时,下列提高梁斜截面受剪承载力最有效的措施是()。2017年真题A.增大梁截面面积B.减小梁截面面积C.降低混凝土强度等级D.加箍筋或弯起钢筋 正确答案:A参考解析:当梁的剪力设计值V0.25fcbh0时,不能满足最小截面尺寸限制条件(或最大配箍率的控制条件),应加大截面尺寸或提高混凝土的强度等级。单选题14.已知均布荷载矩形截面简支梁,bh200mm500mm,采用C20混凝土(fc9.6N/mm2,ft1.1N/mm2),箍筋采用HPB235级钢筋(fyv210N/mm2),已配双肢6150,设as40m
16、m。按水工混凝土结构设计规范(DL/T50572009)计算时,01.0,1.0,d1.2;按水工混凝土结构设计规范(SL1912008)计算时,K1.2。求此梁所能承受的剪力设计值V()。(注:选项B括号内数值适用于按SL1912008计算)2014年真题A.50kNB.89kN(97kN)C.107kND.128kN 正确答案:B参考解析:本题可以参照两个规范求解:按DL/T50572009设计已知矩形截面简支梁:bh200mm500mm;as40mm。则有:h0has460mm验算最小配箍率:仅配箍筋时:按SL1912008水工混凝土结构设计规范设计验算最小配箍率:仅配箍筋时:单选题15
17、.下面关于受弯构件斜截面抗剪说法正确的是()。2016年真题A.施加预应力可以提高斜截面抗剪承载力B.防止发生斜压破坏应提高配箍率C.避免发生斜拉破坏的有效办法是提高混凝土强度D.对无腹筋梁,剪跨比越大其斜截面承载力越高 正确答案:A参考解析:水工混凝土结构设计规范(DL/T50572009)或水工混凝土结构设计规范(SL1912008)规定,预应力提供的受剪承载力为Vp0.05Np0,因此施加预应力可以提高斜截面抗剪承载力。斜压破坏发生在剪跨比较小(1)或剪跨比适中但腹筋配置过多的梁时,为防止发生斜压破坏应增大剪跨比,或提高混凝土的抗压强度,与配箍率无关。斜拉破坏发生在剪跨比较大(3)且配置
18、的箍筋过少时,可通过减小剪跨比避免斜拉破坏发生,与混凝土强度无关。无腹筋梁剪跨比越小斜截面承载力越高。单选题16.已知一矩形截面梁,仅配置箍筋如图4-3-3所示,箍筋采用HPB235(fy210MPa),混凝土C30(fc14.3MPa,ft1.43MPa,as40mm),试问当箍筋由6100改为8100时,受剪承载力提高多少?()2010年真题图4-3-3A.27%B.29%C.31%D.32% 正确答案:B参考解析:根据水工混凝土结构设计规范(SL1912008)第6.5.3条,KMVcVsv,Vc0.7ftbh0,根据图中所示可知,b250mm,h0h2as400240320mm,则VC
19、0.7ftbh00.71.4325032080.08kN。故当箍筋采用6100时:KMVcVsv80.0847.54127.62kN;当箍筋采用8100时:KMVcVsv80.0884.50164.58kN故受剪承载力提高:(164.58127.62)/127.6229.0%。单选题17.钢筋混凝土受剪构件斜截面抗剪承载力计算公式中没有体现影响的为()。2016年真题A.材料强度B.配筋率C.箍筋配筋率D.截面尺寸 正确答案:B参考解析:根据规范水工混凝土结构设计规范(DL/T50572009)或水工混凝土结构设计规范(SL1912008),斜截面受剪承载力计算公式为:Vc0.07fcbh0,
20、AsvnAsv1。公式中包含材料强度(fc,fsv)、箍筋和弯起钢筋用量(Asv1,n,s)和截面尺寸(b,h0)等参数,没有体现配筋率的影响。单选题18.以下说法错误的是()。2016年真题A.所有结构构件均应进行承载力计算B.所有钢筋混凝土结构构件均应进行抗裂验算C.对于承载能力极限状态,一般应考虑持久或短暂状况下的基本组合与偶然状况下的偶然组合D.对于正常使用极限状态,一般应考虑荷载的标准组合(用于抗裂计算),并考虑长期作用的影响(用于裂缝宽度和挠度计算) 正确答案:B参考解析:钢筋混凝土结构构件设计时,应根据不同的使用要求进行验算。任何构件都必须满足承载力的要求。承载能力极限状态下需考
21、虑持久或短暂状况下的基本组合与偶然状况下的偶然组合;正常使用极限状态下应考虑荷载的标准组合并考虑长期作用的影响;承受水压的轴心受拉构件、小偏心受拉构件以及发生裂缝后会引起严重渗漏的其他构件,应进行抗裂验算,但是在某些条件下(如有可靠防渗措施或不影响正常使用时)可以不进行抗裂验算。B项,相对于普通混凝土受弯构件而言,预应力混凝土受弯构件分析计算时需要进行“正截面抗裂计算”。单选题19.设截面配筋率As/bh0截面相对受压区计算高度和截面界限相对受压区计算高度分别为、b,对于b的含义,以及水工混凝土结构设计规范(DL/T50572009)适筋梁应满足的条件是()。2016年真题A.b表示界限破坏时
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