第七章 正常使用极限状态验算
7.1 学习要点
1.了解钢筋混凝土结构构件荷载裂缝和非荷载裂缝形成的原因及相应的措施。
2.理解钢筋混凝土构件荷载裂缝宽度(简称裂缝宽度)和变形验算的目的和条件。
3.掌握构件裂缝出现和开展的过程，裂缝出现前后沿构件长度方向各截面的应力状态，裂缝宽度和截面抗弯刚度随荷载大小及其持续作用时间变化的特性。
4.掌握钢筋混凝土构件荷载裂缝宽度和受弯构件挠度的计算方法。
5.掌握钢受弯构件的挠度计算方法。
7.2 思考题
1.结构构件设计时，应根据使用要求选用不同的裂缝控制等级，裂缝控制等级分为几级，每一级的要求怎样?钢筋混凝土构件属于哪一级?
2.验算钢筋混凝土受弯构件变形和裂缝宽度的目的是什么?验算时，为什么要用荷载标准组合计算的内力值，同时还要考虑荷载准永久组合的影响?
3.引起钢筋混凝土结构构件开裂的主要原因有哪些?应采用哪些相应的措施?
4.影响裂缝宽度的因素主要有哪些?改进措施有哪些?
5.钢筋混凝土受弯构件的刚度与哪些因素有关?如何提高构件截面的抗弯刚度?
6.为什么钢筋混凝土受弯构件的截面抗弯刚度随着荷载增加以及荷载持续作用时间的增加而减小呢?
7.平均裂缝间距1m的基本公式可由什么平衡条件导出?在确定平均裂缝间距时，为什么又要考虑保护层厚度的影响?
8.钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算方法有哪两大类?《规范》采用了哪种方法?基本思路是什么?
9.平均裂缝宽度Wm的计算公式是根据什么原则确定的?ψ的物理意义是什么?
10.最大裂缝宽度Wmax是在平均裂缝宽度基础上考虑哪些因素而得出的?
11.如Wmax>Wlim时，可采取哪些措施?
12.钢筋混凝土受弯构件的变形计算与匀质弹性材料受弯构件的变形计算有何异同?
13.什么叫“最小刚度”原则?合理性如何?
14.为什么在长期荷载作用下受弯构件的挠度会增长?长期挠度的计算方法怎样?
15.如果受弯构件的挠度值fmax>[f]，可采取什么措施?其中最有效的办法是什么?
16.何谓砼构件截面的延性?其主要的表达方式及影响因素是什么?
7.3 习题
1.某图书馆楼盖的一根钢筋混凝土简支梁，计算跨度l0=6m，b×h=250×650mm，C25级混凝土，HRB335钢筋，钢筋配置为4φ20(As=1256mm2)，梁上承受标准均布恒载值(含自重)gk=18.6kN/m，标准均布活载值qk=14kN/m，可变荷载的准永久值系数ψq=0.8，[f]=l0/250，试验算构件挠度是否满足要求。(取a=35mm)
2.已知某矩形截面受弯构件，b×h=250×500mm，C25级混凝土，混凝土保护层厚度C=30mm，受拉钢筋HRB335级4φ20(As=1520mm2)，恒载和长期活载值gk=16kN/m，短期活载值qk=8kN/m，计算跨度l0=6m，[f]=l0/200，验算构件的挠度。
3.已知某I字形截面受弯构件(均布荷载作用)bf=b′f=200mm，hf=h′f=150mm，h=1200mm，混凝土为C35，受拉钢筋为HRB335级6φ20(As=1884mm2)，受压钢筋为HRB335级6φ12(A′s=678mm2)，保护层C=25mm，Mq=400kN.m，Mk=479kN.m，l0=9m，[f]=l0/300，验算构件挠度是否满足要求?
4.某预制T形截面简支梁(均布荷载作用)，安全等级为二级，l0=6m，b′f=600mm，b=200mm，h′f=60mm，h=500mm，混凝土等级C20，HPB235钢筋，梁跨中截面外荷载引起的弯矩分别为：永久荷载：43kN.m;可变荷载：35kN.m;准永久值系数ψq1=0.4;雪荷载：8kN.m;准永久值系数ψq2=0.2。组合系数ψc=0.7，挠度限值flim=l0/250，裂缝宽度限值Wlim=0.3mm，试计算正截面受弯承载力的钢筋用量As(钢筋直径在16～22mm之间选择)，并验算裂缝宽度和变形值是否满足要求。
5.已知矩形截面轴心受拉构件，截面尺寸b×h=300×300mm，C30混凝土，保护层C=25mm，配置HRB400级钢筋4 22(As=1520mm2)，随受轴向拉力标准值Nk=350KN，Wlim=0.3mm，试验算Wmax是否满足要求。(一类环境)
6.某钢筋混凝土偏心受拉构件，b×h=250×400mm，C35混凝土，HRB335钢筋，As=1473mm2(3φ25)，A′s=308mm2(2φ14)，保护层厚度C=25mm，截面承受的纵向拉力值Nk=530kN，弯矩值Mk=62kN.m，Wlim=0.2mm,试验算Wmax是否满足要求。(二类环境)
7.某矩形截面偏心受压柱，计算长度l0=5m，b×h=400×600mm，C30混凝土，混凝土保护层厚度C=25mm，HRB335钢筋，对称配筋As=A′s=1520mm2(各为4φ22)，承受轴向压力标准值Nk=350kN，e0=514mm，Wlim=0.3mm，试验算Wmax是否满足要求。(一类环境)
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