第4章 構件正常使用極限狀態(tài)設計

遼寧省交通高等?？茖W校鋼筋混凝土12構件正常使用極限狀態(tài)設計4.1受彎構件的變形驗算4.2裂縫寬度驗算

受彎構件的撓度限值構件類型撓度限值吊車梁手動吊車電動吊車l0/500l0/600屋蓋、樓蓋及樓梯構件當l0<7m時當7m≤l0≤9m時當l0>9m時l0/200(l0/250)l0/250(l0/300)l0/300(l0/400)注：①表中l(wèi)0為構件的計算跨度；②表中括號內數(shù)值適用于使用上對撓度有較高要求的構件；③計算懸臂梁構件的撓度限值時，其計算跨度l0按實際懸臂長度的2倍取用。

結構構件的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值環(huán)境類別鋼筋混凝土結構預應力混凝土結構裂縫控制等級wlim(mm)裂縫控制等級wlim(mm)一三0.3(0.4)三0.2二三0.2二—三三0.2一—注：①

1表中規(guī)定適用于采用熱軋鋼筋的混凝土構件和采用預應力鋼絲、鋼絞線及處理鋼筋的預應力混凝土構件；②

對處于年平均相對濕度小于60%地區(qū)一類環(huán)境下的受彎構件，其最大裂縫寬度可采用括號內的數(shù)值；③

表中的最大裂縫寬度限值用于驗算荷載作用引起的最大裂縫寬度。

4.1受彎構件的變形驗算1.鋼筋混凝土梁抗彎剛度的特點材料力學中勻質彈性材料梁的撓度計算方法鋼筋混凝土構件材料屬彈塑性

截面抗彎剛度不再是常數(shù)

抗彎剛度逐漸減小

計算鋼筋混凝土受彎構件的撓度，關鍵是確定截面的抗彎剛度

《規(guī)范》規(guī)定：荷載效應的標準組合作用下的截面抗彎剛度即短期剛度，用Bs表示；按荷載效應的標準組合并考慮荷載長期作用影響的截面抗彎剛度即長期剛度，用B表示。

由幾何關系、物理關系、平衡關系得短期剛度

–––撓度增大系數(shù)。=2.00.4'/…8－6Bs

–––短期剛度按式(3-72)計算3.長期剛度4.受彎構件的撓度驗算受彎構件在正常狀態(tài)下，剛度沿長度是變化的。為了簡化計算，可近似的按純彎區(qū)段平均的截面抗彎剛度，即該區(qū)段最小剛度Bmin作為全梁的抗彎剛度，這一計算原則通常稱為“最小剛度原則”。最小剛度原則提高剛度的有效措施h0或As增加'鋼筋混凝土受彎構件的撓度計算

≤

當鋼筋混凝土梁產(chǎn)生的撓度值不滿足《規(guī)范》規(guī)定的限值要求時，可采取提高剛度的措施選擇合理的截面形式(T形、I形)

采用雙筋截面

提高混凝土的強度等級

構件的裂縫寬度和撓度驗算是屬于正常使用極限狀態(tài)。撓度過大影響使用功能，不能保證適用性，而裂縫寬度過大，則同時影響使用功能和耐久性。裂縫荷載引起的裂縫：非荷載引起的裂縫：占20%ct>ft

計算max[max]材料收縮、溫度變化、混凝土碳化后引起鋼筋銹蝕、地基不均勻沉降。(80%)通常，裂縫寬度和撓度一般可分別用控制最大鋼筋直徑和最大跨高比來控制，只有在構件截面尺寸小，鋼筋應力高時進行驗算。為防止溫度應力過大引起的開裂，規(guī)定了最大伸縮縫之間的間距。為防止由于鋼筋周圍砼過快的碳化失去對鋼筋的保護作用，出現(xiàn)銹脹引起的沿鋼筋縱向的裂縫，規(guī)定了鋼筋的混凝土保護層的最小厚度。非荷載引起的裂縫4.2裂縫寬度驗算

裂縫控制的目的與要求4.2裂縫寬度驗算?

外觀要求?

耐久要求

1.裂縫的發(fā)生與其分布ftkNN(a)(b)(c)sssct=ftkNcrNcrNsNs11max《規(guī)范》在若干假定的基礎上，根據(jù)裂縫出現(xiàn)機理，建立理論公式，然后按試驗資料確定系數(shù)，得到相應的裂縫寬度計算經(jīng)驗式。隨機性當cftk，在某一薄弱環(huán)節(jié)第一條裂縫出現(xiàn)，由于鋼筋和砼之間的粘結，砼應力逐漸增加至ft出現(xiàn)第二批裂縫，一直到裂縫之間的距離近到不足以使粘結力傳遞至砼達到ftk–––裂縫出現(xiàn)完成。當荷載繼續(xù)增加到Ns，ss與sm相差越小，砼回縮。在一定區(qū)段由鋼筋與砼應變差的累積量，即形成了裂縫寬度。出現(xiàn)：開展：認為裂縫寬度是由于鋼筋與混凝土之間的粘結破壞。出現(xiàn)相對滑移，引起裂縫處混凝土的回縮引起的。粘結–––滑移理論：Ncr+N211Ncr+N123<ftkNsNs分布<ftksmss(b)(a)(c)(d)(e)2.平均裂縫間距3.平均裂縫寬度式中：sm=

ss

…8－1c–––0.85lcr+cmlcrlcr+smlcrmmcscmsmssc分布s分布(a)(c)(b)

–––與受力特性有關的系數(shù)c

–––保護層厚度d–––鋼筋直徑軸心受拉=1.1受彎、偏心受壓、偏拉=1.0

–––縱向受拉鋼筋的表面特征系數(shù)光面=1.1變形=1.0式中：hh/2bbfhfh/2hbbbfhfh/2hhfbfh/2hbhfbf(a)(b)(c)(d)te

–––截面的有效配筋率te=As/Ate–––鋼筋應力不均勻系數(shù)，表示砼參與工作的程度(0.41.0)Atess

–––裂縫截面處鋼筋應力軸心受拉：受彎：偏心受拉：偏心受壓：0.87h0h0NsssAsMsCssAsee0eNsh0–asAsAsense0sAsAssAsCCcZssAsNs(a)(b)(c)(d)CssAssAs4.最大裂縫寬度與裂縫寬度驗算max=ssl