2025年大学水利水电工程（水工钢筋混凝土结构学）试题及答案.doc

2025年大学水利水电工程（水工钢筋混凝土结构学）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 水工钢筋混凝土结构中，混凝土的徐变会使结构（ ）
A. 产生应力重分布 B. 变形减小 C. 强度提高 D. 耐久性增强
2. 钢筋混凝土轴心受拉构件，开裂前混凝土与钢筋的应力关系是（ ）
A. 混凝土应力大 B. 钢筋应力大 C. 两者应力相等 D. 无法确定
3. 水工钢筋混凝土梁在正常使用阶段，裂缝宽度验算属于（ ）
A. 承载能力极限状态设计 B. 正常使用极限状态设计 C. 耐久性设计 D. 构造设计
4. 下列关于水工钢筋混凝土结构中钢筋的锚固说法，正确的是（ ）
A. 光圆钢筋可不设弯钩 B. 锚固长度与钢筋直径无关 C. 锚固长度越长越好 D. 有足够的锚固长度才能保证钢筋与混凝土协同工作
5. 对于大体积水工混凝土结构，水泥的选用应优先考虑（ ）
A. 高强度等级水泥 B. 低热水泥 C. 快硬水泥 D. 抗硫酸盐水泥
6. 水工钢筋混凝土结构中，受压构件纵向钢筋的作用不包括（ ）
A. 协助混凝土受压 B. 承受可能的较小拉力 C. 增强构件的延性 D. 提高构件的抗剪能力
7. 钢筋混凝土梁的受剪破坏形态中，（ ）破坏属于延性破坏。
A. 斜拉 B. 斜压 C. 剪压 D. 不确定
8. 水工钢筋混凝土结构设计时，荷载分项系数的取值与（ ）有关。
A. 荷载类型 B. 结构重要性 C. 设计状况 D.以上都是
9. 对于水工钢筋混凝土结构的耐久性，下列说法错误的是（ ）
A. 与混凝土的水灰比有关 B. 与钢筋的保护层厚度无关 C. 与所处环境有关 D. 与水泥品种有关
10. 水工钢筋混凝土结构中，梁的配筋率适中时，其破坏形态一般为（ ）
A. 少筋破坏 B. 适筋破坏 C. 超筋破坏 D. 不确定

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请在横线上填写正确答案。

1. 水工钢筋混凝土结构按结构计算理论可分为______和______。
2. 混凝土的立方体抗压强度标准值是指按标准方法制作和养护的边长为______mm的立方体试件，在______龄期，用标准试验方法测得的具有______保证率的抗压强度。
3. 钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形态有______、______和______。
4. 水工钢筋混凝土结构中，钢筋的连接方式有______、______和______。
5. 结构的可靠性包括______、______和______。

三、简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。

1. 简述水工钢筋混凝土结构中混凝土的作用。
2. 水工钢筋混凝土梁在设计时，如何防止超筋破坏和少筋破坏？
3. 说明水工钢筋混凝土结构中钢筋和混凝土共同工作的原理。
4. 简述水工钢筋混凝土结构耐久性设计的主要内容。

四、分析题（共20分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。
材料：某水工钢筋混凝土梁，截面尺寸b×h = 250mm×500mm，混凝土强度等级为C25，钢筋采用HRB400级。已知梁承受的弯矩设计值M = 150kN·m。经计算，该梁的受压区高度x = h0 - as = 440mm（h0为截面有效高度，as为纵向受拉钢筋合力点至截面受拉边缘的距离）。

1. 判断该梁是否为超筋梁或少筋梁？（5分）
2. 若该梁出现超筋破坏，应采取什么措施进行改进？（5分）
3. 若该梁出现少筋破坏，应采取什么措施进行改进？（5分）
4. 简述超筋梁和少筋梁破坏的特点。（5分）

五、计算题（共20分）

答题要求：本大题共2小题，每小题10分。解答应写出必要的文字说明、计算步骤和答案。

1. 已知一矩形截面钢筋混凝土梁，b = 250mm，h = 500mm，混凝土强度等级C20，钢筋采用HRB335级。承受弯矩设计值M = 120kN·m，环境类别为一类。求所需纵向受拉钢筋面积As。（10分）
2. 某轴心受压柱，截面尺寸为400mm×400mm，混凝土强度等级C30，钢筋采用HRB400级，纵向钢筋为4根直径20mm的钢筋，求该柱的轴心受压承载力设计值。（10分）

答案：
一、选择题
1. A 2. B 3. B 4. D 5. B 6. D 7. C 8. D 9. B 10. B
二、填空题
1. 弹性理论方法、极限状态设计方法
2. 150、28d、95%
3. 少筋破坏、适筋破坏、超筋破坏
4. 绑扎连接、焊接连接、机械连接
5. 安全性、适用性、耐久性
三、简答题
1. 混凝土的作用：承受压力；与钢筋共同承受拉力；保护钢筋；填充构件内部形成整体结构。
2. 防止超筋破坏：控制配筋率不超过最大配筋率；防止受压区高度过大。防止少筋破坏：满足最小配筋率要求；避免截面尺寸过小。
3. 共同工作原理：混凝土和钢筋具有相近的线膨胀系数；混凝土包裹钢筋可防止钢筋锈蚀；钢筋抗拉强度高，混凝土抗压强度高，二者协同受力。
4. 耐久性设计主要内容：确定结构的设计使用年限；根据环境类别和作用等级选择合适的混凝土材料和配合比；保证钢筋的混凝土保护层厚度；采取防腐蚀措施等。
四、分析题
1. 已知该梁受压区高度x = 440mm，界限受压区高度xb = 0.55h0 = 0.55×440 = 242mm，x > xb，该梁为超筋梁。
2. 若为超筋梁，可增大截面尺寸或提高混凝土强度等级，使受压区高度减小，避免超筋破坏。
3. 若为少筋梁，可增加纵向受拉钢筋数量，满足最小配筋率要求，防止少筋破坏。
4. 超筋梁破坏特点：受压区混凝土先压碎，钢筋未屈服，破坏突然，属于脆性破坏。少筋梁破坏特点：受拉区混凝土一旦开裂，钢筋立即屈服，甚至被拉断，构件承载力低，破坏突然，属于脆性破坏。
五、计算题
1. 1. 查规范得：α1 = 1.0，fc = 9.6N/mm²，fy = 300N/mm²，ξb = 0.55。
2. 计算相对受压区高度ξ：ξ = x/h0 = 440/440 = 1 > ξb，该梁为超筋梁，不能按适筋梁计算。
3. 可增大截面尺寸或提高混凝土强度等级重新计算。
2. 1. 查规范得：α1 = 1.0，fc = 14.3N/mm²，fy = 360N/mm²，ξb = 0.518。
2. 计算纵向钢筋面积As：
先计算受压区高度x：x = ξbh0 = 0.518×465 = 241.9mm。
再计算As：As = α1fcbx/fy = 1.0×14.3×(241.9×250)/360 = 2395.7mm²。
3. 选用钢筋：可选用3根直径32mm的钢筋，As = 2412.7mm²。
4. 1. 计算柱截面面积A = 400×400 = 160000mm²。
2. 计算纵向钢筋面积As = 1256.6mm²。
3. 计算配筋率ρ = As/A = 1256.6/160000 = 0.79%。
4. 查规范得：φ = 0.96。
5. 计算柱的轴心受压承载力设计值N：
N = 0φ(fcA + fy′As′) = 0.96×(14.3×160000 + 360×1256.6) = 2551.7kN。