注册土木工程师水利水电专业案例习题.docx
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注册土木工程师水利水电专业案例习题
4〜6.某大型工程，位于8度地震区。
主坝为粘土均质坝，受地形的限制，为满足泄洪要求，在主、副坝联接处建有溢洪道，设计洪水泄流量为8300m3/s，溢洪道基础位于第
三纪砂层上。
溢洪道采用直线布置，由驼峰堰进水闸、泄槽、一级消力池、二级消力池、
三级消力池以及海漫等几部分组成。
堰体为驼峰堰型，长28m,上游设壤土铺盖，厚2〜3m,长250m,渗透系数为1
x10-6cm/s，铺盖下砂层渗透系数为3X10-3cm/s。
堰体下设两条横向（垂直水流）排水
管，并与堰体两侧边边墙外纵向排水管相联，横向排水管内地下水位高程为134.5m。
堰
体结构简图及设计洪水过水时的受力状态见附图。
泄槽两侧挡墙为直墙式，并对称扩散，进口堰末泄槽起点宽131.5m，流速为
13.15m/s，水深4.8m;泄槽末端处宽170m,流速为21.23m/s，水深2.3m。
泄槽底板下设有反滤层和网状排水沟，纵横向排水沟布置在泄槽底板下，横向排水沟自溢洪道中心向两侧以5%的坡度引边墙外排水廊道内。
第三纪砂层相对密度为0.80。
由颗粒级配曲线查得小于各粒径重量占总重量的百分
数如下表：
砂的粒径di（mm）
0.014
0.030
0.050
0.060
0.120
0.170
0.25
0.30
1.05
1.00
1.40
8.00
对应粒径
占（%）
5
10
15
20
30
40
50
60
70
80
85
100
4.判断溢洪道泄槽（陡槽）满足水流扩散所需要的沿水流方向的最小水平投影长度，下
列哪一项能满足最低要求？
（A）
190m
（B）
170m
（C）
150m
（D）
130m
答案：
（B）
主要解答过程：
溢洪道泄槽边墙扩散角可按《溢洪道设计规范》附录A.3中公式A.3.2-2计算,
tgQ=（g*h）1/2/k/v
式中：
h—扩散段首、未端平均水深；
v—扩散段首、未端平均流速；
k—经验系数，取3.0;
h=0.5（4.8+2.3）=3.55mv=0.5（13.15+21.23）=17.19m/s
tgQ=（g*h）1/2/k/v=（9.81*3.55）1/2/3/17.19=0.114
溢洪道泄槽满足水流扩散所需要的沿水流方向的最小水平投影长度
L=0.5（170-131.5）/0.114=168.9m
5.当设计洪水泄洪，闸门全开堰体过水时，（顺水流方向）影响堰体（单宽）稳定的除
有结构自重及其上的永久设备重量、土压力外，还有哪些基本荷载？
（A）设计洪水位时的扬压力和地震荷载
（B）设计洪水位时的扬压力和泄流时的水压力
（C）设计洪水位时的静水压力和地震荷载
（D）设计洪水位时的静水压力和波浪压力
答案：
（B）
主要解答过程：
6.由上述条件，下列哪一选项最接近高程134.5m以上堰体上游面（单宽）所作用的水平水推力的计算值？
（按时均压强计算，忽略铺盖厚度，堰趾至横向排水沟的渗径长度按20m
计，堰体过水如图示）。
下列选项中水平水推力计算值，哪一项是比较正确的？
A）780kN
（C）420kN（D）1360kN
答案：
（B）
主要解答过程：
铺盖首部的渗透压力=（151.0-134.5）*10=165KN
铺盖尾部的渗透压力=165*24.5/274.5=14.72KN
堰底板上游的渗透压力=165*20/274.5=12.02KN
排水管的渗透压力为0
（1）上游止水以上水压力H1
H1=0.5（80+120）*4=400KN
（2）上游止水以下水压力H2
H2=0.5（14.72+12.02）*4.5=60.1KN
堰体上游面（单宽）所作用的水平水推力=400+60.1=460KN
7.某装机450MW的坝后水电站内有2500kN/300kN的桥机，桥机轨道梁采用钢筋混凝
土T形梁。
在进行吊车梁计算配筋时，需要确定T形梁的结构重要性系数丫°,桥机竖向
荷载的动力系数丫q，结构系数丫d。
以下哪一选项是正确的？
（A）
Y=1.1,
Yq=1.05,
Y=1.3
（B）
Y=1.0,
YQ=1.05,
Yd=1.2
（C）
Y=1O
Yq=1.2,
Y=1.2
（D）
Y=1.0,
YQ=1.1,
Y=1.2
答案：
（B）
主要解答过程：
《水利水电工程第级划分与洪水标准》规定装机450MW为大（H）型工程，厂房是主
要建筑物,应为2级建筑物。
《水电站厂房设计规范》第4.1.3条规定,2级建筑物结构重要性系数丫0=1.0;第4.1.8条规定，桥机竖向荷载的动力系数丫q=1.05;《水工混凝土结构设计规范》第421条规定，结构系数丫d=1.2。
8.有一素混凝土柱，混凝土强度等级C15,计算长度lo=3.6m,截面尺寸bxh=300x500mm2,轴向力设计值N=480kN,轴向力作用点至截面重心作用点距离eo=1OOmm,如
图所示。
经复核，该柱截面安全。
以下哪一个数值最接近该素混凝土柱的受压承载力？
（A）600kN
（B）710kN
（C）480kN
（D）520kN
答案：
（C）
主要解答过程：
!
—
《水工混凝土结构设计规范SL/T191-96》条文5.2.1，5.2.2
公式5.2.2〜1,5.2.2〜4专业案例，水工结构篇，第二章，第三节
（1）有关系数
Y=1.3,fc=10N/mm2,e）=100mm,yc'=500/2=250mm
（2）判别是否要考虑受拉区混凝土的作用
0.4yc'=0.4x250=100mm
0.8yc'=0.8x250=200mm
故0.4yc'=e°w0.8%',按不考虑混凝土受拉区的作用计算承载力。
（3）弯矩平面内的受压承载力
l/h=3600/500=7.2,查表5.2.2-1得，片0.93
1093
N=fcb（h2e））7.5300（5002100）=482884N=483kN
d1.3
（4）垂直弯矩作用平面的受压承载力
l/h=3600/300=12,查表5.2.2-1得，沪0.82
1082
N=fcbh7.5300500=709615N=710kN
d1.3
应取（483kN,710kN）的小值，故受压承载力为483kN。
注：
（A）未计0=0.93的影响，483/0.93=520kN;
（B）错误地取用（483kN,710kN）的大值710kN;
（D）错误地取用丫d=1.2（钢筋混凝土构件）,483/1.2X1.3==523kN。
9.
土，受拉钢筋也采用川级钢筋，受拉钢筋面积？
2排布置,
（A）
2
2000mm2
（B）
（C）
2
1950mm2
（D）
答案：
（D）
（c=25mm）,以下哪个数值最接近需要配置的
2
1800mm2
2
1845mm2
某厂房（3级建筑物）房内有T形吊车梁，截面尺寸为梁高500mm,腹板宽200mm,翼缘厚度100mm,翼缘宽度400mm,计算跨度l°=6m，经计算跨中弯矩设计值M=210kN-m（包括自重），已配有受压钢筋2根直径16的川级钢筋（As'=402mm2）,采用C20混凝
主要解答过程：
《水工混凝土结构设计规范SL/T191-96》条文6.2.2公式522〜1,522〜4
专业案例，水工结构篇，第二章，第四节
（1）确定有关系数
沪1.0,Yd=1.2，丫0=1.0（安全级别n级），丫g=1.05，丫q=1.20,fc=10N/mm2,fy=fy'=360N/mm2c=25mm
（2）翼缘宽度计算
假定受拉筋直径20mm,2排钢筋间间距为50mm,贝Ua=25+20/2+50/2=60mmh0=500-60=440mm，a'=25+16/2=33mm，hf'=100mm
对于独立的T形梁，hf/h。
=100/440=0.227>0.1,b+12hf'=200+12X100=1400mml0/3=6000/3=2000mm
取（400，1400，2000）的最小值，故bi'=400mm，
（3）T形截面类型判断
yM=1.2X210=252kN-m
fcbi'hi'（h0-hi'/2）+fy'As'（h0-a'）
=10X400X100X（440-100/2）+360X402X（440-33）=2.149X108N-mm=214.9kN-m
yM=252kN-m>214.9kN-m，该梁属第二类T形截面
（4）配筋量计算
As3=fc（bi'-b）hi'/fy=10X（400-200）X100/360=555.6mm2
M3=fc（bi'-b）hi'（h°-hi‘/2）=10X（400-200）X100X（440-100/2）=7.8X107N-m
=78kN•m
As仁fy'As'/fy=360x402/360=402mm2
Mi=fy'As'（ho-a'）=360x402x（440-33）=5.89X107N•mm=58.9kN•m
M2=yM-M1-M3=252-58.9-78=115.1kN•m
a=1-12s1J20.2970.363b0.528
100.409400440
360
2
1999.6mm；
As=
注:
（A）按一类截面计算配筋量时:
a=1-「—2一s1120.35240.409b0.528
10.某中型泵站内有矩形混凝土柱，经计算，控制截面中作用的轴心压力设计值
N=905kN，弯矩设计值M=375kN•m,柱在两个方向的计算长度lo=7.2m。
设计时混凝土采用C25,n级钢筋，截面为矩形bxh=400mmx600mm,取a=a'=40mm。
不对称配筋时，所需的纵向钢筋面积As和As'最为接近以下哪一项？
（A）
As=448mm2,As'
9
=1079mm
（B）
As=2489mm2,As'
=1079mm2
（C）
As=1079mm2,As'
=1079mm2
（D）
As=2489mm2,As'
2
=448mm
答案:
（B）
主要解答过程：
《水工混凝土结构设计规范SL/T191-96》条文6.5.3,10.2.4公式6.531〜3,6.533专
业案例，水工结构篇，第二章，第四节
（1）求初始偏心距e0,e0=M/N=375/905=0.414m=414mm
（2）求偏心距增大系数n
IMh=7200/600=12>8
需要考虑纵向弯曲的影响，由于l°/h=12<15，故取Z=1
Y=1+（l0/h）12=1+（12x12x1x1）/（1400x414/560）=1.139
1400e0/h0
（3）判断大小偏心受压
停=1.13
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