5钢筋混凝土构件正常使用极限状态设计

混凝土结构设计原理习题集之七9 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算一．填空题：1 其他条件相同时，配筋率越高，平均裂缝间距越，平均裂缝宽度越。

其他条件相同时，混凝土保护层厚度越厚，平均裂缝宽度越。

2 在截面抗弯刚度的计算公式中，体现截面抗弯刚度随弯矩的增大而减小的是系数，它的名称是，其物理意义是。

3 纵向钢筋应变不均匀系数ψ，反应了裂缝间受拉区混凝土参与工作，从而降低裂缝间钢筋应变的程度。

ψ越小，表明裂缝间受拉区混凝土参与工作的程度越，ψ随钢筋应力的增大而，随配筋率ρ的减小而，随混凝土强度等级的提高而，随钢筋与混凝土间黏结能力的提高而。

4 有一试验梁，在纯弯区段量得的钢筋平均应变为εs=8.30×10 －4 ，平均间l cr=120mm，则纯弯区段平均裂缝宽度大致为mm。

5 钢筋混凝土构件在荷载作用下，若计算所得的最大裂缝宽度超过允许值，则应采取相应措施，以减小裂缝宽度，例如可以适当钢筋直径；采用钢筋；必要时可适当配筋量，以使用阶段的钢筋应力。

对于抗裂和限制裂缝宽度而言，最根本的方法是采用。

二．选择题：1 在钢筋混凝土构件中，钢筋表面处的裂缝宽度比构件表面处的裂缝宽度（）。

A．小得多B．大得多C．稍小一些2 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．保护层越厚，平均裂缝间距越大，裂缝宽度也越大B．保护层越厚，平均裂缝间距越小，但裂缝宽度也越大C．保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层越厚，裂缝宽度越大3 钢筋混凝土受弯构件中，裂缝间受拉钢筋应变不均匀系数ψ与弯矩M 的关系是（）。

A．M 增大，ψ增大B．M 增大，ψ减小C．M 增大，ψ可能增大也可能减小4 长期荷载作用下，钢筋混凝土梁的挠度会随时间而增长，其主要原因是（）。

A．受拉钢筋产生塑性变形B．受拉混凝土产生塑性变形C．受压混凝土产生塑性变形D．受压混凝土产生徐变5 钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而（）。

第9章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算 本章的重点是：了解考虑构件变形、裂缝和耐久性的重要性；掌握钢筋混凝土构件裂缝宽度和变形的验算方法； 熟悉减小构件裂缝宽度、变形和以及提高结构构件耐久性的方法。

关键词：正常使用极限状态，荷载效应的标准组合、准永久组合、标准组合并考虑长期作用影响，平均裂缝宽度 m W ，平均裂缝间距cr l ，最大裂缝间距 max W ，裂缝宽度限值 lim W ，有效配筋率te ρ，短期刚度s B ，长期刚度B ，“最小刚度原则”，挠度f a ，最大挠度f,max a ，极限挠度f,lim a ，曲率1/r ，曲率半径r ，耐久性设计，结构使用环境类别，结构耐久性等级。

NC —1 关于正常使用极限状态的一般概念：(N for normality )1．正常使用极限状态的逻辑解释：⑴结构设计的目标是满足结构的可靠度；⑵可靠度是可靠性的概率度量；⑶可靠性是安全性，适用性，耐久性的总称；⑷承载能力极限状态是通过材料的强度元素和构件的几何元素描述构件抗力（强度）大于构件内力（作用效应）的状态（S R ≤）；主要用于解决安全性问题；⑸正常使用极限状态是通过材料的时间因素和构件的几何元素描述构件抗力（刚度）大于构件变形（作用效应）的状态（S C ≤）；主要用于解决适用性、耐久性问题。

2．进行设计时，既要通过计算和验算保证构件不超过承载能力极限状态（满足S R≤），又要通过验算和计算保证构件不超过正常使用极限状态（满足S C≤），为此，要求：⑴所有结构构件均应进行承载力（包括压屈失稳）计算，必要时应进行结构的抗倾覆和滑移（相对于地基）验算；⑵在地震区应进行抗震承载力验算；⑶对某些直接承受吊车（或震动荷载）的构件，应进行疲劳强度验算；⑷对使用上需要控制变形的构件应进行变形验算；⑸根据裂缝控制等级要求，应对构件的裂缝宽度进行验算；对叠合受弯构件，应进行纵向钢筋拉应力计算。

3．荷载效应的组合对构件进行正常使用极限状态验算时，应根据不同要求，分别按：⑴荷载效应的标准组合、准永久组合，或：⑵荷载效应的标准组合并考虑长期作用的影响进行验算，使其S C≤。

正常使用极限状态验算8.1 裂缝控制验算第8.1.1条钢筋混凝土和预应力混凝土构件，应根据本规范第3.3.4条的规定，按所处环境类别和结构类别确定相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值，并按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算：1一级--严格要求不出现裂缝的构件在荷载效应的标准组合下应符合下列规定：σck-σpc≤0(8.1.1-1)2二级--一般要求不出现裂缝的构件在荷载效应的标准组合下应符合下列规定：σck-σpc≤f tk(8.1.1-2) 在荷载效应的准永久组合下宜符合下列规定：σcq-σpc≤0(8.1.1-3)3三级--允许出现裂缝的构件按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度，应符合下列规定；ωmax≤ω1im(8.1.1-4) 式中σck、σcq——荷载效应的标准组合、准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；σpc——扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力，按本规范公式(6.1.5-1)或公式(6.1.5-4)计算；f tk--混凝土轴心抗拉强度标准值，按本规范表4.1.3采用；ωmax--按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度，按本规范第8.1.2条计算；ω1im--最大裂缝宽度限值，按本规范第3.3.4条采用。

注：对受弯和大偏心受压的预应力混凝土构件，其预拉区在施工阶段出现裂缝的区段，公式(8.1.1-1)至公式(8.1.1-3)中的σpc应乘以系数0.9。

第8.1.2条在矩形、T形、倒T形和I形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件中，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度(mm)可按下列公式计算：(8.1.2-1)(8.1.2-2)d eq=Σn i d2i/Σn i v i d i(8.1.2-3)(8.1.2-4)式中αcr--构件受力特征系数，按表8.1.2-1采用；ψ--裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：当ψ<0.2时，取ψ=0.2；当ψ>1时，取ψ=1；对直接承受重复荷载的构件，取ψ=1；σsk--按荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力或预应力混凝土构件纵向受拉钢筋的等效应力，按本规范第8.1.3条计算；E s--钢筋弹性模量，按本规范表4.2.4采用；c--最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm):当c<20时，取c=20;当c>65时，取c=65;ρte--按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；在最大裂缝宽度计算中，当ρte<0.01时，取ρte=0.01；A te--有效受拉混凝土截面面积：对轴心受拉构件，取构件截面面积；对受弯、偏心受压和偏心受拉构件，取A te=0.5bh+(b f-b)h f,此处，b f、h f为受拉翼缘的宽度、高度；A s--受拉区纵向非预应力钢筋截面面积；A p--受拉区纵向预应力钢筋截面面积；d eq--受拉区纵向钢筋的等效直径(mm);d i--受拉区第i种纵向钢筋的公称直径(mm);n i--受拉区第i种纵向钢筋的根数；v i--受拉区第i种纵向钢筋的相对粘结特性系数，按表8.1.2-2采用。

混凝土结构正常使用极限状态验算1、混凝土结构构件应根据其使用功能及外观要求,按下列规定进行正常使用极限状态验算：1对需要控制变形的构件,应进行变形验算；2对不允许出现裂缝的构件,应进行混凝土拉应力验算；3对允许出现裂缝的构件，应进行受力裂缝宽度验算；4对舒适度有要求的楼盖结构，应进行竖向自振频率验算。

2、对于正常使用极限状态，钢筋混凝土构件、预应力混凝土构件应分别按荷载的准永久组合并考虑长期作用的影响或标准组合并考虑长期作用的影响，采用下列极限状态设计表达式进行验算：S≤C(3.4.2)式中：S-正常使用极限状态荷载组合的效应设计值；C——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、应力、裂缝宽度和自振频率等的限值。

3、钢筋混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载的准永久组合，预应力混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载的标准组合，并均应考虑荷载长期作用的影响进行计算，其计算值不应超过表3.4.3规定的挠度限值。

表3 4.3受弯构件的挠度限值注：1表中Io为构件的计算跨度；计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度Io 按实际悬臂长度的2倍取用；2表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件；3如果构件制作时预先起拱，且使用上也允许，则在验算挠度时，可将计算所得的挠度值减去起拱值；对预应力混凝土构件，尚可减去预加力所产生的反拱值；4构件制作时的起拱值和预加力所产生的反拱值，不宜超过构件在相应荷载组合作用下的计算挠度值。

4、结构构件正截面的受力裂缝控制等级分为三级，等级划分及要求应符合下列规定：一级——严格要求不出现裂绛的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力。

二级——一般要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土抗拉强度的标准值。

三级——允许出现裂缝的构件：对钢筋混凝土构件，按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过本规范表3.4.5规定的最大裂缝宽度限值。

题目1在工程结构中，结构或构件处于受扭得情况很多，但大多数都就是处于纯扭矩作用，处于弯矩、剪力、扭矩共同作用下得复合受扭情况很少。

选择一项：对错题目2受扭构件得破坏形态与受扭纵筋与受扭箍筋配筋率得大小有关，大致可分为适筋破坏、超筋破坏与少筋破坏3类。

选择一项：对错题目3纯扭构件扭曲截面承载力计算中，构件开裂扭矩得大小决定了受扭构件得钢筋配置就是否仅按构造配置或者需由计算确定。

选择一项：对错题目4在轴向压力、弯矩、剪力与扭矩共同作用下钢筋混凝土矩形截面框架柱，纵向钢筋应按受弯构件得正截面受弯承载力与剪扭构件得受扭承载力分别计算，并按所需得钢筋截面面积在相应得位置进行配置，箍筋应按剪扭构件得受剪承载力与受扭承载力分别计算并按所需得箍筋截面面积在相应得位置进行配置。

选择一项：对错题目5进行构件得裂缝宽度与变形验算得目得就是（）。

选择一项：A、使构件能够带裂缝工作B、使构件满足正常使用极限状态要求C、使构件能够在弹性阶段工作D、使构件满足承载能力极限状态要求题目6正常使用极限状态设计主要就是验算构件得变形与抗裂度或裂缝宽度，计算中（）。

选择一项：A、荷载采用其设计值，需乘分项系数，考虑结构重要性系数B、荷载采用其设计值，需乘分项系数，不考虑结构重要性系数C、荷载采用其标准值，不需乘分项系数，不考虑结构重要性系数D、荷载采用其标准值，不需乘分项系数，考虑结构重要性系数题目7钢筋混凝土构件截面抗弯刚度与弯矩有关，故等截面梁实际上就是变刚度梁，挠度计算时应取最小刚度。

选择一项：对错题目8在进行构件挠度计算时，可取短期刚度。

选择一项：对错题目9用于预应力混凝土结构得国产预应力钢筋不宜采用（）。

选择一项：A、普通热轧钢筋。

B、预应力螺纹钢筋；C、预应力钢绞线；D、预应力钢丝；题目10计算预应力混凝土受弯构件得最大挠度应按荷载得（），并应考虑荷载长期作用得影响。

选择一项：A、设计组合B、标准组合C、准永久组合D、频域组合题目11预应力混凝土结构构件所用得混凝土，需满足下列（）得要求。

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《水工钢筋混凝土结构》题库及答案一一、单项选择题(每小题2分，共20分。

在所列备选项中，选1项正确的或最好的作为答案，将选项号填入各题的括号中)L 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率称为( )。

A ．安全度 B ．可靠度 C ．可靠性2．受弯构件减小裂缝宽度最有效的措施之一是( )。

A ．增加截面尺寸 B ．提高混凝土强度等级C ．加大受拉钢筋截面面积，减少裂缝截面的钢筋应力 3．我国《规范》采用的混凝土的设计强度是( )。

A ．平均强度 B ．标准强度除以安全系数K c ．在一定保证率下的强度值4．失效概率f p 与可靠指标β的关系为( )。

A ．可靠指标β愈大，失效概率f p 愈大 B ．可靠指标β愈小，失效概率f p 愈小 C ．可靠指标β愈大，失效概率f p r 愈小5．设计双筋梁时，当求s s A A ',时，补充条件是( )。

A ．用钢量最小B ．混凝土用量最小C ．钢筋和混凝土用量都最小 6．在钢筋混凝土构件的挠度计算时，规范建议其刚度应取( )。

A ．在同号弯矩段内取最大刚度 B ．在同号弯矩段内取最小刚度 C ．在同号弯矩段内取平均刚度7．钢筋混凝土剪扭构件的受剪承载力随扭矩的增加而( )。

A ．增大B ．减小C ．不变8．在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对一般梁，若V>0．25d c r bh f /0，可采取的解决办法有( )。

A ．箍筋加密或加粗B ．加大纵筋配筋率C ．增大构件截面尺寸或提高混凝土强度等级9．在小偏心受拉构件设计中，计算出的钢筋用量为( )。