钢筋混凝土正常使用极限状态验算

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1、第8章钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算安全性适用性耐久性结构的功能要求：结构的极限状态：承载能力极限状态正常使用极限状态第34567章第8章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。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

2、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？§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：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

3、般钢筋混凝土结构一、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。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（Ia）

4、。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。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。A0=Ac+EAs+EAs’把钢筋换算为同位置的砼截面面积EAs和EAs’：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ct，荷载和材料强度均取

5、用标准值。γm是受拉区为梯形的应力图形，按抗裂弯矩相等的原则，折算成直线应力图形时，相应受拉边缘应力比值。γm值与截面形状有关；γm值与假定的受拉区应力图形有关；各种截面的γm值见附录5表4。γm值还与截面高度h,γm值随h值的增大而减小。乘以考虑截面高度影响的修正系数，其值不大于1.1。h以mm计，当h>3000mm，取h=3000mm。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γ偏拉，采用迭加原理，用材料力学公式进行计算：γ偏拉为偏心受拉构件的截面抵抗矩塑性系数。轴拉构件应变梯度为零，γ轴拉＝1随应变梯度加大，

6、塑性影响系数加大。近似：γ偏拉随平均拉应力σ=Nk/A0的大小，按线性规律在1与γm之间变化：σ=0时（受弯）,γ偏拉＝γm;σ=αctftk时（轴拉）,γ偏拉＝1偏心受拉构件抗裂验算公式：e0——轴向拉力的偏心距；四、偏心受压构件γ偏压大于γm，为简化计算并偏于安全取γ偏压＝γm：§8.2裂缝开展宽度验算一、裂缝的成因和对策砼结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件。当混凝土拉应变达到极限拉应变etu时出现裂缝。裂缝分荷载和非荷载因素引起的两类。非荷载因素如温度变化、砼收缩、基础不均匀沉降、塑性坍落、冰冻、钢筋锈蚀及碱一骨料化学反应等都能引

7、起裂缝。水工钢筋砼结构中，大部分裂缝由非荷载因素引起。1、由荷载引起的裂缝裂缝宽度计算限于由弯矩、轴心拉力、偏心拉(压)力等引起的垂直裂缝（正截面裂缝）。剪力或扭矩引起的斜裂缝计算没有在规范中反映。对策：合理配筋，控制钢筋应力不过高，钢筋直径不过粗。2、由非荷载因素引起的裂缝温度变化混凝土收缩基础不均匀沉降冰冻钢筋锈蚀……….1）温度变化引起的裂缝温度变化产生变形即热胀冷缩。变形受到约束，就产生裂缝。对策：设伸缩缝，减小约束，允许自由变形。大体积砼，内部温度大，外周温度低，内外温差大，引起温度裂缝。减小温度差：分层分块浇筑，采用低热水泥，

8、埋置块石，预冷骨料，预埋冷却水管等。2）砼收缩引起的裂缝砼在空气中结硬产生收缩变形，产生收缩裂缝。对策：设伸缩缝，降低水灰比，配筋率不过高，设置构造钢筋使收缩裂缝分布均匀，加强潮湿养护。3）基