正常使用极限状态验算.ppt

钢筋混凝土梁抗弯刚度B=EI的特点（1）荷载较小，裂缝出现前（第Ⅰ阶段）（2）出现裂缝到受拉钢筋临近屈服（第Ⅱ阶段）（3）受拉钢筋屈服到混凝土压坏（第Ⅲ阶段）1、钢筋混凝土受弯构件的抗弯刚度B=EI随弯矩M增大而减小。2、由于混凝土徐变等影响，B随时间增大而减小。所以既要考虑荷载短期效应，还要考虑荷载长期效应，分别用Bs和B来表示。第31页，共44页，星期日，2025年，2月5日关于正常使用极限状态验算第1页，共44页，星期日，2025年，2月5日结构构件达到影响正常使用或耐久性能的某项规定限值，超过该极限状态，结构就不满足预定的适用性或耐久性要求。正常使用极限状态：正常使用极限状态验算可能成为设计中控制情况。一般只对持久状况进行验算。正常使用极限状态验算的可靠度要求较低，一般要求β=1.0~2.0。材料强度和荷载采用标准值。水口规范中，还不考虑结构重要性系数。第2页，共44页，星期日，2025年，2月5日正常使用极限状态的验算内容：1、正常使用的抗裂验算或裂缝宽度验算2、正常使用的挠度验算钢筋混凝土结构构件一般都是首先进行承载力计算以确定构件的截面尺寸与配筋。因此变形、裂缝等正常使用极限状态的计算内容属于验算性质。如何同时保证承载能力极限状态与正常使用极限状态？第3页，共44页，星期日，2025年，2月5日§8.1抗裂验算影响外观，产生不安全感缩短混凝土碳化到达钢筋的时间，钢筋提早锈蚀侵蚀环境中，加速钢筋锈蚀水头较大时，产生水力劈裂现象一般混凝土结构都是带裂缝工作的，裂缝对混凝土结构有以下不利影响：第4页，共44页，星期日，2025年，2月5日裂缝控制等级一级严格不出现裂缝无拉应力一般为压力容器、水池、管道、核工作室等，以及预应力混凝土构件二级一般不出现裂缝拉应力小于允许值三级允许开裂，裂缝宽度不超出允许值一般钢筋混凝土结构第5页，共44页，星期日，2025年，2月5日一、轴心受拉构件钢筋与混凝土变形协调，即将开裂时，?c=ft；?s=?sEs=?tuEs=Esft/Ec=?Eft第6页，共44页，星期日，2025年，2月5日为满足目标可靠指标要求，引进拉应力限制系数αct，ft改用ftk:靠增加钢筋提高抗裂能力是不经济，不合理的。Nk——由荷载标准值计算的轴向力；ftk——砼轴心抗拉强度标准值；αct——砼拉应力限制系数，αct=0.85；A0——换算截面面积，A0=Ac+αEAs，αE——钢筋和砼的弹性模量比，αE=Es/Ec；As为钢筋截面面积；Ac为砼截面面积。第7页，共44页，星期日，2025年，2月5日二、受弯构件受弯构件正截面即将开裂时，应力处于第I阶段末。受拉区近似假定为梯形，塑化区占受拉区高度的一半。利用平截面假定，根据力和力矩的平衡，求出Mcr。第8页，共44页，星期日，2025年，2月5日更方便的是在保持Mcr相等的条件下，将受拉区梯形应力图折换成直线分布应力图。受拉边缘应力为γmft。γm为截面抵抗矩的塑性系数。换算后可直接用弹性体的材料力学公式进行计算。第9页，共44页，星期日，2025年，2月5日A0=Ac+αEAs+αEAs’把钢筋换算为同位置的砼截面面积αEAs和αEAs’：W0——换算截面A0对受拉边缘的弹性抵抗矩；y0——换算截面重心轴至受压边缘的距离；I0——换算截面对其重心轴的惯性矩。为满足目标可靠指标的要求，引用拉应力限制系数，荷载和材料强度均取用标准值。各种截面的值见附录五表4。第10页，共44页，星期日，2025年，2月5日三、偏心受拉构件把钢筋换算为砼截面面积，将应力折换成直线分布，引入，采用迭加原理，用材料力学公式进行计算：为偏心受拉构件的截面抵抗矩塑性系数。第11页，共44页，星期日，2025年，2月5日偏心受拉构件抗裂验算公式：e0——轴向拉力的偏心距，三、偏心受拉构件四、偏心受压构件第12页，共44页，星期日，2025年，2月5日§8.2裂缝开展宽度验算一、裂缝的成因和对策拉应力超过了混凝土的抗拉强度裂缝1、由荷载引起的裂缝一般总是与主拉应力方向大致垂直，最先发生在荷载效应较大和混凝土抗拉能力最薄弱处。弯矩、轴拉、偏拉（压）剪力（扭矩）和弯矩共同作用垂直裂缝或