土木工程计算题

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1、土木工程计算题土木工程计算题五、计算题1.欲配制 C30 混凝土，要求强度保证率 95%，则混凝土的配制强度为多少?若采用普通水泥,卵石来配制,试求混凝土的水灰比.已知:水泥实际强度为 48MPa,A=0.46,B=0.07解:fcu,0=30+1.6455.0=38.2 MPafcu=Afce(C/W-B)即 38.2=0.4648(C/W-0.07)W/C=0.562.某材料的密度为 2.68g/cm3，表观密度为 2.34 g/cm3，720 克绝干的该材料浸水饱和后擦干表面并测得质量为 740 克。求该材料的孔隙率、质量吸水率、体积吸水率、开口孔隙率、闭口孔隙率和视密度（近似密度） 。

2、(假定开口孔全可充满水).解: 孔隙率 P=(1-2.34/2.68)100%=12.7%质量吸水率 =(740-720)/720=2.8%体积吸水率 =2.8%2.34=6.6%开孔孔隙率 P 开=6.6%闭口孔隙率 P 闭=P-P 开=12.7%-6.6%=6.1%视密度 =m/(V+V 闭)=0/(1-P+P 闭)=2.34/(1-12.7%+6.1%)=2.50 g/cm33. 已知混凝土试拌调整合格后各材料用量为：水泥 5.72kg，砂子9.0kg，石子为 18.4kg，水为 4.3kg。并测得拌合物表观密度为2400kg/m3，试求其基准配合比(以 1m3 混凝土中各材料用量表示)

3、。若采用实测强度为 45MPa 的普通水泥，河砂,卵石来配制,试估算该混凝土的 28 天强度(A=0.46，B=0.07)。解: 基准配合比为C=5.722400/(5.72+9+18.4+4.3)=367 kgS=92400/(5.72+9+18.4+4.3)=577 kgG=18.42400/(5.72+9+18.4+4.3)=1180 kgW=4.32400/(5.72+9+18.4+4.3)=275 kgfcu=0.4645(367/275-0.07)=26.2 MPa4.已知某材料的密度为 2.50g/cm3, 视密度为 2.20g/cm3, 表观密度为 2.00g/cm3 。试求该

4、材料的孔隙率、开口孔隙率和闭口孔隙率。解:孔隙率 P=(1-2/2.5)100%=20%开口孔隙率 P 开=(1-2/2.2)100%闭口孔隙率 P 闭=P-P 开5. 已知砼的施工配合比为 1:2.40:4.40:0.45，且实测混凝土拌合物的表观密度为 2400kg/m3.现场砂的含水率为 2.5%，石子的含水率为 1%。试计算其实验室配合比。 （以 1m3 混凝土中各材料的用量表示，准至 1kg）解:mc=12400/(1+2.4+4.4+0.45)ms=2.4mc/(1+2.5%)mg=4.4mc/(1+1%)mw=0.45mc+2.5%ms+1%mg6.混凝土的设计强度等级为 C25

5、，要求保证率 95%，当以碎石、42.5普通水泥、河砂配制混凝土时，若实测混凝土 7 d 抗压强度为20MPa，则混凝土的实际水灰比为多少？能否达到设计强度的要求？（A=0.48,B=0.33,水泥实际强度为 43MP）.解: 实际混凝土 f28=f7lg28/lg7=20lg28/lg7=34.2 MPaC25 混凝土要求:fcu=25+1.6455=33.2 MPaf28=34.2 MPafcu=33.2 MPa达到了设计要求.又 fcu=Afce(C/W-B)即 34.2=0.4843(C/W-0.33)W/C=0.507、一块标准的普通粘土砖，其尺寸为 24011553mm，已知密度为

6、 2.7g/cm3，干燥时质量为 2500g，吸水饱和时质量为 2900g。求：（1）材料的干表观密度。（2）材料的孔隙率。（3）材料的体积吸水率。解： (1）根据 1、0=m/v=2500/24011553=1.7 g/cm3(2)、P=1-0/=1-1.7/2.7=37%(3)、Wv= Wm0=(2900-2500)/2500?1.7=27%8、计算某大桥混凝土设计强度等级为 C40，强度标准差为 6.0Mpa，用 52.5 级硅酸盐水泥，实测 28d 的抗压强度为 58.5 Mpa，已知水泥密度 C3.10/c3，中砂，砂子表观密度 OS3.10/c3，碎石，石子表观密度 OG278g/

7、c3。自来水。已知：A=0.46，B=0.07，单位用水量为 195kg/3，砂率Sp=0.32 含气量百分数为 =1，求该混凝土的初步配合比？（WC最大水灰比为 0.60，水泥最小用量为 280 kg/3）解：（1） fcu,t=fcu,k+1.645 fcu,t=40+1.6456= 49.87Mpa (2) W/C=Afce/fcu,t+ABfce W/C=0.4658.5/49.87+0.460.0758.5=0.52(3) 因为 0.52280，所以 C0=375kg根据体积法求砂、石用量C0/C+W0/W+S0/os+G0/oG+0.01=1S0/ S0+G0=SP 所以375/3

8、100+195/1000+ S0/3100+G0/2780+0.01 =1S0/ S0+G0=0.32所以 S0=616 G0=1310 所以该混凝土的初步配合比：水泥：375kg 砂子：616kg 石子：1310kg 水：195kg五、计算题1、烧结普通砖的尺寸为 240mm115mm53mm，已知其孔隙率为37%，干燥质量为 2487g，浸水饱和后质量为 2984g。试求该砖的体积密度、密度、吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。解：o=m1/Vo=2487/1462.8=1.7g/cm3P=V 孔/Vo100%=37% V 孔/1462.8100%=37% 故 V 孔=541.236cm3，V

9、=Vo-V 孔=1462.8-541.236=921.6cm3=m1/V=2487/921.6=2.7g/cm3W=(m2-m1)/m1100%=(2984-2487)/2487100%=20%PK=(m2-m1)/Vo1/W100%=(2984-2487)/1462.81100%=34%PB=P-PK=37%-34%=3%2、己确定混凝土的初步配合比，取 15 升进行试配。水泥为4.6Kg，砂为 9.9Kg，石子为 19Kg，水为 2.7Kg，经测定和易性合格。此时实测的混凝土体积密度为 2450Kg/m3，试计算该混凝土的配合比（即基准配合比） 。解：试拌用的混凝土拌合物的质量Qb=Cb+

10、Wb+Sb+Gb=4.6+2.7+9.9+19=36.2kg和易性调整合格后的配合比（即基准配合比）为：（取 1m3 计算）Cj=（Cb/Qb）oh1 m3=(4.6/36.2)24501=311kgWj=(Wb/Qb)oh1 m3=(2.7/36.2)24501=183kgSj=(Sb/Qb)oh1 m3=(9.9/36.2)24501=670kgGj=(Gb/Qb)oh1 m3=(19/36.2)24501=1286kg3、己知设计要求的混凝土强度等级为 C20，水泥用量为 280Kg/m3，水的用量为 195Kg/m3，水泥标号为 425 号，强度富余系数为 1.13；石子为碎石，材料系

11、数 A=0.46,B=0.52。试用水灰比公式计算校核，按上述条件施工作业，混凝土强度是否有保证？为什么？（=5.0MPa）解：因 Kc=1.13，fcb=42.5MPa，故 fc= Kc fcb=1.1342.5=48.03MPa又因A=0.46,B=0.52,C=280kg/m31m3=280kg,W=195kg/m31m3=195故 fcu(28 天龄期的抗压强度)=Afc(C/W-B)=0.4648.03(280/195-0.52)=20.24MPafcu=fcu,k+1.645=20+1.6455.0=28.23MPafcu=20.24MPa 小于 fcu=28.23MPa因混凝土的

12、强度随着龄期的增加而增长，最初的 7-14d 内较快，以后增长逐渐缓慢，28 天后强度增长更慢，此题中 28 天的抗压强度为 20。24MPa,小于混凝土所需要的配制强度 28.23MPa,故混凝土强度没有保证。土木工程材料计算题筛孔尺寸 （mm） 52.51.250.630.315 0.16筛底存留量 （g）20 25 85 11513010025分计筛余 ai （%） 4517 23 26 20 5累积筛余 Ai （%） 4926 49 75 95 100通过率 Pi （%） 96 91 74 51 25 50级配范围要求（%） 901007510050903059830010 例 3-1

13、 现有一批砂样欲配制水泥混凝土，经筛分试验结果列于下表，试计算：(1) 计算级配的三个参数？(1) 计算砂的细度模数？(3) 评定该砂的工程适应性？解：(1) 级配的三个参数见上表。(2) 砂的细度模数 属于中砂。(3) 该砂符合配制混凝土的级配要求，可以用于配制混凝土。【评注】根据细度模数，该砂属中砂。在级配区内画出该砂的筛分曲线。该曲线落在区 (MX=2.33.0)内，说明该砂为中砂；MX=3.13.7 为粗砂 ，MX=1.62.2 为细砂。例 5-5 某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为 C30，施工要求混凝土拥落度为 3050mm，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标

14、准差 =5MPa。可供应以下原材料：水泥：P.O42.5 普通硅酸盐水泥，水泥密度为 c=3.lOg/cm3，水泥的富余系数为 1.08；中砂：级配合格，砂子表观密度 0s=2.60g/cm3；石子：530mm 碎石，级配合格，石子表观密度 0g=2.65g/cm3。设计要求：(1) 混凝土计算配合比；(2) 若经试配混凝土的工作性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为 3%，石子含水率为 1%，试计算混凝土施工配合比。解：(1) 求混凝土计算配合比。1) 确定混凝土配制强度 fcu,ofcu,o = fcu,k + 1.645= 30 + 1.6455 = 38.2 MPa2)

15、 确定水灰比 (W/C)fce =c?fce,k = 1.0842.5 = 45.9 MPaW/C = 框架结构混凝土梁处于干燥环境，查表得容许最大水灰比为0.65，可确定水灰比为 0.53。3) 确定用水量 mW0对于最大粒径为 30mm 的碎石混凝土,当所需拥落度为 3050mm 时，查表得：lm3 混凝土的用水量可选用 185kg。4) 计算水泥用量 mcomco = mW0/(W/C)= 185/0.53 = 349 kg/m3查表，对于干燥环境的钢筋混凝土，最小水泥用量为 260 kg/m3，取 mco=349kg/m3。5) 确定砂率 S对于采用最大粒径为 40mm 的碎石，当水灰

16、比为 0.53 时，查表得砂率值可选取 32%37%，取 S=35%。6) 计算砂、石用量 mSO、mgo用体积法计算， 得：mso= 641kg，mgo =l192kg。7) 该混凝土计算配合比为 水泥：砂：石子 = 1：1.84：3.42，W/C=0.53。(2) 确定施工配合比现场砂子含水率为 3%，石子含水率为 1%，则施工配合比为水泥 mc = mco=349kg砂 ms = mso(1+3%) = 641(l+3%)=660kg石子 mg = mgo(1+1%) =1192(1+1%)=1204kg水 mw = mwo-mso3% - m1% = 185-6413% - 11921% = 154kg【评注】耐久性问题