水工钢筋混凝土结构学课件第八章解析.ppt

（二）正常使用极限状态 超过该极限状态，结构就不满足预定的适用性和耐久性要求。 产生过大的变形，影响正常使用和外观； （不安全感、不能正常使用等） 产生过宽的裂缝，对耐久性有影响或者产生人们心理上不能接受的感觉； （钢筋锈蚀、不安全感、漏水等） 产生过大的振动影响使用。 三．正常使用极限状态设计表达式 结构构件不满足正常使用极限状态对生命财产的危害性比不满足承载能力极限状态的要小，其相应的目标可靠指标[b]值要小些，故称正常使用极限状态验算，并在验算时采用荷载标准值、和材料强度标准值，结构系数?d=1.0，设计状况系数ψ=1.0。 按荷载效应的短期组合及长期组合分别验算。 （一）短期组合 γ0Ss(Gk，Qk，fk，ak)≤c1 （二）长期组合 γ0Sl(Gk，ρQk，fk，ak)≤c2 c1、c2——结构的功能限值（裂缝宽度或挠度）； Ss(· )、Sl(· )——短期组合及长期组合时的功能函数； fk——材料强度的标准值； ρ——可变荷载标准值的长期组合系数，参 照有关荷载规范规定及工程经验取用。 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 碳素钢 第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算 裂缝截面钢筋应变εs最大，非裂缝截面钢筋应变减小，钢筋的平均应变εsm比裂缝截面钢筋应变εs小。 用受拉钢筋应变不均匀系数ψ表示裂缝间因砼承受拉力对钢筋应变的影响，ψ=εsm/εs。 裂缝宽度主要取决于裂缝截面钢筋应力σs，裂缝间距lcr和钢筋应变不均匀系数ψ也是两个重要的参数。 第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算 1． σs值 轴拉构件 2． lcr 值 τm——lcr范围内纵向受拉钢筋与砼的平均粘结应力； u——纵向受拉钢筋截面总周长，u=nπd，n和d为钢筋的根数和直径。 脱离体两端拉力差由粘结力平衡： Ate——有效受拉砼截面面积 第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算 粘结滑移理论推求出的 lcr与钢筋直径d及有效配筋率 ρte＝As／Ate有关。 无滑移理论认为保护层厚度c是影响构件表面裂缝宽度的 主要因素。 综合理论既考虑c的影响，也考虑d及ρte的影响。 第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算 3．ψ值 ψ=εsm/εs，反映裂缝间受拉砼参与工作的程度。 ψ≤1。ψ越小，砼参与承受拉力的程度越大； ψ越大，砼承受拉力的程度越小， ψ＝1， 砼脱离工作。 影响ψ的因素除钢筋应力外，还与砼抗拉强度、配筋率、钢筋与砼的粘结性能、荷载作用的时间和性质等有关。 准确计算十分复杂，根据试验资料给出半理论半经验计算公式: α—试验常数。 第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算 (三)最大裂缝宽度ωmax 砼质量不均匀，裂缝间距有疏有密，宽度有大有小。 用最大宽度衡量是否超过允许值。 荷载长期作用下裂缝宽度有所增长。 包括长期荷载影响在内的最大裂缝宽度取平均宽度之两倍： 三、《水工砼结构设计规范》的裂缝宽度验算公式 矩形、T形及工形截面的钢筋砼受拉、受弯和偏心受压构件，按荷载效应的短期组合(并考虑部分荷载的长期作用的影响)及长期组合的最大裂缝宽度： 第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算 α1——构件受力特征系数； (受弯和偏压α1＝1.0，偏拉α1=1.15，轴拉α1＝1.3) α2——钢筋表面形状系数； (变形钢筋α2＝1.0，光面钢筋α2＝1.4) α3——荷载长期作用影响系数； (短期组合α3＝1.5，长期组合α3=1.6)； 第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝开展宽度的验算 Ate——有效受拉砼截面面积； (受弯、偏拉及大偏压：Ate ＝2ab，a为As重心至截面受拉边缘的距离，b为矩形截面的宽度， 有受拉翼缘的倒T形及工形截面，b为受拉翼缘宽度； 全截面受拉的偏拉：取拉应力较大一侧钢筋的相应有效受拉砼截面面积； 轴拉：取2als，ls为沿截面周边配置的受拉钢筋重心连线的总长度)； 第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算 8.3 裂缝