四按正常使用极限状态计算1验算特点
混凝土结构设计规范--正常使用极限状态验算
正常使用极限状态验算8.1 裂缝控制验算第8.1.1条钢筋混凝土和预应力混凝土构件，应根据本规范第3.3.4条的规定，按所处环境类别和结构类别确定相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值，并按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算：1一级--严格要求不出现裂缝的构件在荷载效应的标准组合下应符合下列规定：σck-σpc≤0(8.1.1-1)2二级--一般要求不出现裂缝的构件在荷载效应的标准组合下应符合下列规定：σck-σpc≤f tk(8.1.1-2) 在荷载效应的准永久组合下宜符合下列规定：σcq-σpc≤0(8.1.1-3)3三级--允许出现裂缝的构件按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度，应符合下列规定；ωmax≤ω1im(8.1.1-4) 式中σck、σcq——荷载效应的标准组合、准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；σpc——扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力，按本规范公式(6.1.5-1)或公式(6.1.5-4)计算；f tk--混凝土轴心抗拉强度标准值，按本规范表4.1.3采用；ωmax--按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度，按本规范第8.1.2条计算；ω1im--最大裂缝宽度限值，按本规范第3.3.4条采用。
注：对受弯和大偏心受压的预应力混凝土构件，其预拉区在施工阶段出现裂缝的区段，公式(8.1.1-1)至公式(8.1.1-3)中的σpc应乘以系数0.9。
第8.1.2条在矩形、T形、倒T形和I形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件中，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度(mm)可按下列公式计算：(8.1.2-1)(8.1.2-2)d eq=Σn i d2i/Σn i v i d i(8.1.2-3)(8.1.2-4)式中αcr--构件受力特征系数，按表8.1.2-1采用；ψ--裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：当ψ<0.2时，取ψ=0.2；当ψ>1时，取ψ=1；对直接承受重复荷载的构件，取ψ=1；σsk--按荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力或预应力混凝土构件纵向受拉钢筋的等效应力，按本规范第8.1.3条计算；E s--钢筋弹性模量，按本规范表4.2.4采用；c--最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm):当c<20时，取c=20;当c>65时，取c=65;ρte--按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；在最大裂缝宽度计算中，当ρte<0.01时，取ρte=0.01；A te--有效受拉混凝土截面面积：对轴心受拉构件，取构件截面面积；对受弯、偏心受压和偏心受拉构件，取A te=0.5bh+(b f-b)h f,此处，b f、h f为受拉翼缘的宽度、高度；A s--受拉区纵向非预应力钢筋截面面积；A p--受拉区纵向预应力钢筋截面面积；d eq--受拉区纵向钢筋的等效直径(mm);d i--受拉区第i种纵向钢筋的公称直径(mm);n i--受拉区第i种纵向钢筋的根数；v i--受拉区第i种纵向钢筋的相对粘结特性系数，按表8.1.2-2采用。
建筑结构与建筑设备辅导--正常使用极限状态验算
三、正常使⽤极限状态验算钢筋混凝⼟构件，除了有可能由于承载⼒不⾜超过承载能⼒极限状态外，还有可能由于变形过⼤或裂缝宽度超过允许值，使构件超过正常使⽤极限状态⽽影响正常使⽤。
因此规范规定，根据使⽤要求，构件除进⾏承载⼒计算外，尚须进⾏正常使⽤极限状即变形及裂缝宽度的验算。
(⼀)规范中，对正常使⽤极限状态的验算及耐久性的规定1．对于正常使⽤极限状态，结构构件应分别按荷载效应的标准组合、准永久组合或标准组合并考虑长期作⽤影响，采⽤下列极限状态设计表达式：S≤C (7-111)式中 S--正常使⽤极限状态的荷载效应组合值；C——结构构件达到正常使⽤要求所规定的变形、裂缝宽度和应⼒等的限值。
荷载效应的标准组合和准永久组合应按《荷载规范》的规定进⾏计算。
2．受弯构件的挠度应按荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作⽤影响进⾏计算，其计算值不应超过表7-24规定的挠度限值。
受弯构件的挠度限值表7-24构件类型挠度限值吊车梁：⼿动电动 l0/500l0/600屋盖、楼盖及楼梯构件：当l0<7m时当7m≤l0≤9m时当l0>9m时l0/200(l0/250)l0/250(l0/300)l0/300(l0/400)注：1．表中l0为构件的计算跨度；2．表中括号内的数值适⽤于使⽤上对挠度有较⾼要求的构件；3. 如果构件制作时预先起拱，且使⽤上也允许，则在验算挠度时，可将计算所得的挠度值减去起拱值；对预应⼒混凝⼟构件．尚可减去预加⼒所产⽣的反拱值；4．计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度l0按实际息臂长度的2倍取⽤。
3．结构构件正截⾯的裂缝控制等级分为三级。
裂缝控制等级的划分应符合下列规定：⼀级——严格要求不出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝⼟不应产⽣拉应⼒。
⼆级——⼀般要求不出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合计算时，构件受拉边缘混凝⼟拉应⼒不应⼤于混凝⼟轴⼼抗拉强度标准值；按荷载效应准永久组合计算时，构件受拉边缘混凝⼟不宜产⽣拉应⼒，当有可靠经验时可适当放松。
西南大学2019年秋季钢筋混凝土结构与砌体结构答案
1、）。
单向板肋梁楼盖上荷载的传递途径是（1.板→主梁→次梁→柱或墙2.板→次梁→柱或墙3.板→次梁→主梁→柱或墙4.板→主梁→柱或墙2、在混合结构房屋中，影响墙体厚度的主要因素是（）。
1.承载力及耐久性2.适用性及高厚比3.承载力及高厚比4.适用性及耐久性3、）。
剪扭构件计算时（1.混凝土受扭承载力为纯扭时的一半2.混凝土受剪承载力不3.混凝土受剪承载力为纯剪时的一半4.混凝土承载力不变4、钢筋混凝土梁进行斜截面抗剪设计时，应满足Ｖ≤0.25βc fcbh0，目的是（）1.防止发生斜拉破坏2.防止发生剪压破坏3.防止发生斜压破坏4.防止发生剪切破坏5、下列关于钢筋混凝土受拉构件的叙述中，错误的是（）。
1.当拉力的作用点在受压钢筋和受拉钢筋合力作用点之外时为大偏心受拉2.轴心受拉构件破坏时混凝土已被拉裂，全部外力由钢筋来承担3.小偏心受拉时，不考虑混凝土的受拉工作4.偏心受拉构件的截面上还有受压区存在6、提高受弯构件抗弯刚度（减小挠度）最有效的措施是（）。
1.加大截面的有效高度2.加大截面宽度3.增加受拉钢筋截面面积4.提高混凝土强度等级7、计算钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力时，必须作为计算截面的是（）1.集中力作用点截面2.支座边缘截面3.跨中截面4.弯起钢筋弯终点截面8、）梁的剪跨比减小时，受剪承载力（1. E. 不一定2.增加3.减小4.无影响9、设计钢筋混凝土单向板肋梁楼盖时，用折算荷载代替计算荷载是考虑（）1.塑性内力重分布的有利影响2.支座抵抗转动的有利影响3.支座抵抗转动的不利影响4.塑性内力重分布的不利影响10、确定混凝土强度等级的依据是混凝土（）1.立方体抗压强度标准值2.轴心抗压强度平均值3.立方体抗压强度平均值4.轴心抗压强度标准值11、以下使结构进入承载能力极限状态的是（）。
1.梁出现裂缝2.钢筋生锈3.结构的一部分丧失稳定4.梁出现过大的挠度12、为减少混凝土构件的裂缝宽度，当配筋率为一定时，宜选用（）。
《钢筋混凝土结构设计原理》复习资料
第一章混凝土结构用材料的性能1、在钢筋混凝土构件中钢筋的作用是替混凝土受拉或协助混凝土受压.2、混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度、混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。
3、混凝土的变形可分为两类：受力变形和体积变形。
4、钢筋混凝土结构使用的钢筋，不仅要强度高，而且要具有良好的塑性、可焊性，同时还要求与混凝土有较好的粘结性能。
5、影响钢筋与混凝土之间粘结强度的因素很多，其中主要为混凝土强度、浇筑位置、保护层厚度及钢筋净间距。
6、钢筋和混凝土这两种力学性能不同的材料能够有效地结合在一起共同工作，其主要原因是: 钢筋和混凝土之间具有良好的粘结力、钢筋和混凝土的温度线膨胀系数接近和混凝土对钢筋起保护作用.7、混凝土的变形可分为混凝土的受力变形和混凝土的体积变形 .其中混凝土的徐变属于混凝土的受力变形，混凝土的收缩和膨胀属于混凝土的体积变形。
第二章混凝土结构的设计方法1、结构设计的目的,就是要使所设计的结构，在规定的时间内能够在具有足够可靠性性的前提下，完成全部功能的要求。
2、结构能够满足各项功能要求而良好地工作，称为结构可靠，反之则称为失效，结构工作状态是处于可靠还是失效的标志用极限状态来衡量。
3、国际上一般将结构的极限状态分为三类：承载能力极限状态、正常使用极限状态和“破坏一安全”极限状态。
4、正常使用极限状态的计算,是以弹性理论或塑性理论为基础,主要进行以下三个方面的验算：应力计算、裂缝宽度验算和变形验算.5、公路桥涵设计中所采用的荷载有如下几类：永久荷载、可变荷载和偶然荷载。
6、结构的安全性、适用性和耐久性通称为结构的可靠性.7、作用是指使结构产生内力、变形、应力和应变的所有原因，它分为直接作用和间接作用两种. 直接作用是指施加在结构上的集中力或分布力如汽车、人群、结构自重等，间接作用是指引起结构外加变形和约束变形的原因，如地震、基础不均匀沉降、混凝土收缩、温度变化等。
8、结构上的作用按其随时间的变异性和出现的可能性分为三类：永久作用（恒载）、可变作用和偶然作用.9、我国《公路桥规》根据桥梁在施工和使用过程中面临的不同情况,规定了结构设计的三种状况：持久状况、短暂状况和偶然状况。
混凝土结构原理第9章 正常使用极限状态验算
混凝土的徐变、收缩造成梁截面弯曲刚度降低，挠度随时 间增长。计算挠度时必须采用按荷载效应的标准组合并考虑荷 载效应的长期作用影响的刚度B。
1．荷载长期作用下刚度降低的原因
（1）混凝土的徐变 裂缝间受拉混凝土的应力松弛以及 混凝土和钢筋的徐变滑移，使受拉钢筋的平均应变和平均应力 随时间而增大；裂缝的发展，受拉混凝土退出工作；受压混凝 土的塑性发展，内力臂减小。
刚度是反映力与变形之间的关系：
s Ee 应力-应变： M EI ×f 弯矩-曲率： EI P 48 × 3 × f 荷载-挠度： （集中荷载） l EI V 12 3 d（两端刚接） 水平力-侧移： h
9.3.1
截面弯曲刚度的概念及定义
对于弹性均质材料截面，EI为常数，M-f 关系为直线。 钢筋混凝土是不均质的非弹性材料，因此受弯过程中EI不 是常数。
9.3.2
钢筋混凝土受弯构件的短期刚度Bs
2．物理关系
e sq
s sq
Es
，
s cq e ck Ec
x h0
sc wsc
C
3．平衡关系
M q C h h0 ws cq x h0 b hh0 M q T hh0 s sq As hh0
ssAs
hh0
9.3.2
“扩大系数”主要考虑两种情况：1）裂缝宽度的不均匀性，
采用扩大系数t；2）荷载长期作用下混凝土的收缩以及受力 混凝土的应力松弛、滑移徐变导致裂缝间受拉混凝土不断退 出工作，采用扩大系数tl。
9.2.4
最大裂缝宽度及其验算
最大裂缝宽度的计算
wmax t l ws ,max
s sk t t l wm 0.77 t t l y lm Es
混凝土结构设计规范--正常使用极限状态验算
正常使用极限状态验算8.1 裂缝控制验算第8.1.1条钢筋混凝土和预应力混凝土构件，应根据本规范第3.3.4条的规定，按所处环境类别和结构类别确定相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值，并按下列规定进行受拉边缘应力或正截面裂缝宽度验算：1一级--严格要求不出现裂缝的构件在荷载效应的标准组合下应符合下列规定：σck-σpc≤0(8.1.1-1)2二级--一般要求不出现裂缝的构件在荷载效应的标准组合下应符合下列规定：σck-σpc≤f tk(8.1.1-2) 在荷载效应的准永久组合下宜符合下列规定：σcq-σpc≤0(8.1.1-3)3三级--允许出现裂缝的构件按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度，应符合下列规定；ωmax≤ω1im(8.1.1-4) 式中σck、σcq——荷载效应的标准组合、准永久组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力；σpc——扣除全部预应力损失后在抗裂验算边缘混凝土的预压应力，按本规范公式(6.1.5-1)或公式(6.1.5-4)计算；f tk--混凝土轴心抗拉强度标准值，按本规范表4.1.3采用；ωmax--按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度，按本规范第8.1.2条计算；ω1im--最大裂缝宽度限值，按本规范第3.3.4条采用。
注：对受弯和大偏心受压的预应力混凝土构件，其预拉区在施工阶段出现裂缝的区段，公式(8.1.1-1)至公式(8.1.1-3)中的σpc应乘以系数0.9。
第8.1.2条在矩形、T形、倒T形和I形截面的钢筋混凝土受拉、受弯和偏心受压构件及预应力混凝土轴心受拉和受弯构件中，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度(mm)可按下列公式计算：(8.1.2-1)(8.1.2-2)d eq=Σn i d2i/Σn i v i d i(8.1.2-3)(8.1.2-4)式中αcr--构件受力特征系数，按表8.1.2-1采用；ψ--裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数：当ψ<0.2时，取ψ=0.2；当ψ>1时，取ψ=1；对直接承受重复荷载的构件，取ψ=1；σsk--按荷载效应的标准组合计算的钢筋混凝土构件纵向受拉钢筋的应力或预应力混凝土构件纵向受拉钢筋的等效应力，按本规范第8.1.3条计算；E s--钢筋弹性模量，按本规范表4.2.4采用；c--最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离(mm):当c<20时，取c=20;当c>65时，取c=65;ρte--按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率；在最大裂缝宽度计算中，当ρte<0.01时，取ρte=0.01；A te--有效受拉混凝土截面面积：对轴心受拉构件，取构件截面面积；对受弯、偏心受压和偏心受拉构件，取A te=0.5bh+(b f-b)h f,此处，b f、h f为受拉翼缘的宽度、高度；A s--受拉区纵向非预应力钢筋截面面积；A p--受拉区纵向预应力钢筋截面面积；d eq--受拉区纵向钢筋的等效直径(mm);d i--受拉区第i种纵向钢筋的公称直径(mm);n i--受拉区第i种纵向钢筋的根数；v i--受拉区第i种纵向钢筋的相对粘结特性系数，按表8.1.2-2采用。
煤矿建筑结构设计规范
煤矿建筑结构设计规范1．总则1．0．1为在矿井建筑结构设计中全面贯彻执行国家的技术经济政策，使煤矿建筑结构符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求，制定本规范。
1．0．2本规范适用于设计能力0.45Mt/a及以上的新建、改建和扩建煤炭矿井中地面工业建筑物或构筑物的结构设计。
涉及混凝土、钢、砌体等房屋结构体系，不适用于山区窑洞、土坯房等结构设计。
1．0．3本规范是根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068和《煤炭工业矿井设计规范》GB50215制定的。
1．0．4按照本规范设计时，还应符合地基基础、混凝土结构、钢结构、砌体结构等现行国家专项设计标准的要求。
对地震区的建筑物或构筑物尚应符合现行国家标准《建筑结构抗震设计规范》GB50011和《构筑物抗震设计规范》GB50191的规定。
2．术语和符号3．基本设计规定3．1一般规定3．1．1煤矿建筑结构应分别进行承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计。
3．1．2煤矿建筑结构应根据结构类型满足现行有关国家标准中关于稳定、承载力、变形、疲劳和抗震等方面的要求。
3．2建筑结构的安全等级3．2．1煤矿建筑可根据工艺用途，划分为10个工艺系统。
各个系统包括的建筑见表3.2.1。
表3.2.1矿井工艺系统建筑3．2．2煤矿建筑结构应根据不同工艺系统破坏可能产生的后果的严重性，选择不同的安全等级。
各个系统结构的安全等级见表3.2.2。
表3.2.2各工艺系统建筑结构安全等级注：用于地面以上通风、供配电、给排水、通讯系统的建筑，其结构安全等级可为二级。
3．2．3同一建筑内各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同。
3．3建筑结构的抗震设防类别3．3．1煤矿建筑结构应根据矿井的规模和不同工艺系统的重要性，选择不同的抗震设防类别。
3．3．2煤矿建筑结构的抗震设防类别见表3.3.2。
表3.3.2建筑结构抗震设防类别注：用于地面以上通风、供配电、给排水、通讯系统的建筑，其抗震设防类别可为丙类。
钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算极限状态验算的类型
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
❖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。
8.2 抗裂验算
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
❖把钢筋换算为同位置的砼截面面积αEAs：
使用期间的裂缝----荷载裂缝
斜裂缝！！
拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂缝
垂直裂缝！
目前，只有在拉、弯状态下混凝土 横向裂缝宽度的计算理论比较成熟。 这也是下面所要介绍的主要内容
纵向裂缝！！！
8.1 概述
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
（3）变形验算
➢范围：针对使用上需要控制挠度的结构而进行的验算。 ➢在水工建筑物中，构件的截面尺寸设计得都比较大，
8.1 概述
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
4、验算内容：抗裂验算、裂缝宽度验算及变形验算。一 般只对持久状况进行验算。 （1）抗裂验算
➢范围：针对使用上不允许出现裂缝构件的而进行的验算。
规范要求在荷载效应的短期组合和长期组合两种情况下， 对构件进行验算。按《水工规范》的规定，应对承受水压 的轴拉、小偏拉及发生裂缝后引起严重渗漏构件。
Ao——换算截面面积，Ao=Ac + αEAs， 面积。靠增加钢αE筋= E提s 高/Ec抗；裂As能为钢力筋是截不面经面济积，；不A合c为理砼的截。面
8.2 抗裂验算
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
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。
混凝土结构正常使用极限状态验算
混凝土结构正常使用极限状态验算1.国家和行业规范要求的验算：混凝土结构的设计和验算需要符合国家和行业相关的规范要求，如《混凝土结构工程施工质量检验规范》、《建筑结构荷载规范》等。
这些规范中包含了对混凝土结构在正常使用状态下的验算方法和要求，包括荷载和抗力的验算、变形和裂缝的控制等。
2.荷载验算：混凝土结构在正常使用状态下应能承受其设计荷载的作用，在验算时需要考虑到各种荷载的组合，如永久荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等。
验算时需要根据结构的布置形态、构造特点和受力性能等确定荷载的作用位置和求和方式，并考虑不同荷载的组合系数。
3.抗力验算：混凝土结构在正常使用状态下需要满足一定的抗力要求，如强度要求、稳定性要求等。
抗力验算主要包括混凝土和钢筋的强度验算、构件的稳定性验算等。
强度验算时需要通过受拉区混凝土的抗张强度验算、受压区混凝土的抗压强度验算、钢筋的抗拉强度验算等来确保结构的强度满足要求。
稳定性验算则主要是针对构件的整体稳定性，如柱和墙等的稳定性验算。
4.变形和裂缝控制：混凝土结构在正常使用状态下也要考虑其变形和裂缝控制。
在验算中需根据结构的变形和裂缝控制要求，计算出结构在正常使用荷载下的变形，并与规范的限值进行比较，确保变形控制在规范允许的范围内。
混凝土结构在正常使用状态下的极限状态验算需要进行详细的力学计算和受力分析。
通过应力和变形的计算和分析，可以确定混凝土结构在正常使用状态下的受力性能和安全可靠性。
同时，还需进行紧固件的验算、接缝的设计和施工与应力调整等方面的验算和措施。
混凝土结构正常使用极限状态验算是设计混凝土结构的重要工作之一，对于保证结构的安全性和可靠性具有重要意义。
只有在正常使用状态下进行合理和准确的验算，才能确保混凝土结构的正常使用和使用寿命的延长。
因此，在混凝土结构的设计和施工过程中，要严格按照相关规范进行验算，确保结构的安全可靠性。
钢结构设计原理(专升本)阶段性作业4
钢结构设计原理(专升本）阶段性作业4总分：100分得分：0分一、单选题1. 支承加劲肋进行稳定计算时，计算面积应包括加劲肋两端一定范围内的腹板面积，该范围是_____。
(4分)(A) 15（B） 13(C） 13(D) 15参考答案：A2。
焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋为防止_____引起的局部失稳。
（4分）（A）剪应力（B）弯曲应力（C）复合应力(D) 局部压应力参考答案:A3。
焊接组合梁腹板中,布置纵向加劲肋为防止_____引起的局部失稳。
(4分) （A) 剪应力(B) 弯曲应力（C) 复合应力（D）局部压应力参考答案：B4。
直接承受动荷载的钢梁，其工作阶段为_____.(4分)（A）弹性阶段(B) 弹塑性阶段(C) 塑性阶段（D）强化阶段参考答案：A5. 验算组合梁刚度时，荷载通常取_____。
（4分）(A) 标准值(B) 设计值（C）组合值（D) 最大值参考答案：A6。
计算直接承受动力荷载的工字型截面梁抗弯强度时,取值为_____ 。
(4分）(A） 1。
0(B） 1.05（C） 1。
15（D) 1.2参考答案：A7. 双轴对称焊接工字形单向压弯构件，若弯矩作用在强轴平面内而使构件绕弱轴弯曲，则此构件可能出现的整体失稳形式是_____ 。
（4分）(A）平面内的弯曲屈曲（B）扭转屈曲（C) 平面外的弯扭屈曲（D) 平面内的弯曲屈曲参考答案：C8。
梁整体失稳的方式为_____ 。
（4分)(A) 弯曲失稳(B）剪切失稳（C) 扭转失稳（D) 弯扭失稳参考答案：D9. 焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是_____ 。
(4分)（A）提高梁的抗弯强度(B) 提高梁的抗剪强度（C）提高梁的整体稳定性(D）提高梁的局部稳定性参考答案：D10。
焊接工字形截面简支梁，其他条件均相同的情况下，当_____时，对于提高梁的整体稳定最好。
(4分)(A) 增大梁的受压翼缘宽度（B）增大梁受拉翼缘宽度(C）增大腹板厚度（D）在距支座l/6（l为跨度）减小受压翼缘宽度参考答案：A11。
正常使用极限状态验算
1.正常使用极限状态验算:抗裂验算裂缝宽度验算变形验算2.抗弯刚度：截面抗弯刚度的物理意义是使截面产生单位转角所需施加的弯矩它体现了截面抵抗弯曲变形的能力（B是一个随弯矩M增大而减小的变量）3.裂缝宽度取决于裂缝截面的钢筋应力σs裂缝间距l和裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ4.裂缝控制措施对轴拉或小偏拉构件及发生裂缝后会产生严重渗漏的构件应进行抗裂度验算对荷载引起的裂缝规定了最大裂缝宽度限值并进行验算对其他原因产生的非受力裂缝应采取相应的处理措施5混凝土结构的耐久性是指结构在指定的工作环境中正常使用和维护条件下随时间变化而仍能满足预定功能要求的能力单向板肋形结构：当梁格布置使板的长短跨之比b/h>=3时则板上荷载绝大部分沿短跨L1方向传递到次梁上因此可仅考虑板载短跨方向受力故称单向板双向板肋形结构当梁格布置使板的长短跨之比b/h<=2时板上荷载将沿两个方向传到四边的支承梁上计算式应考虑两个方向受力故称双向板平截面假定：截面上任一点应变与该点到中和轴的距离成正比及截面上的应变为直线分布5.可靠性和可靠度结构在规定条件下,在规定的时间内,完成其预定功能的能力称为结构的可靠性.结构在规定条件下,在规定的时间内,完成其预定功能的概率称为结构的可靠度.影响结构可靠度的两大主要因素为:结构上的荷载效应和结构抵抗荷载的能力最小刚度原则（第八章）同号弯矩区段内弯矩最大截面处的刚度作为该区段梁的刚度，将变刚度梁简化为等刚度梁来计算挠度界限破坏远端钢筋σs→f y(εs→εy )，同时，近端边缘混凝土εc→εcu张拉控制力钢筋张拉时所控制达到的最大应力1.混凝土徐变和钢筋应力松弛混凝土上应力不变，但其应变随时间延长而增大的现象为混凝土的徐变应力松弛：在钢筋长度保持不变条件下其应力随时间增长而降低的现象结构的功能函数z=R-S=g（x1，x2，x3....）g（...）由所研究的结构功能而定如承载力变形或裂缝等，xi为影响该结构功能的各种荷载效应以及材料强度构件的几何尺寸等正截面受弯承载力图在钢筋混凝土的共同作用下对梁各个正截面产生的受弯承载力设计值Mu所绘制的图形材料抵抗弯矩图由钢筋混凝土共同工作对梁各个截面产生的受弯承载力设计值Mu 所绘制的图形小偏心受压破坏混凝土先被压碎远侧钢筋可能受拉也可能受压但都不屈服属于脆性破坏大偏心受压破坏钢筋冷拉常温下对钢筋进行拉伸强度增加塑性降低适筋截面受拉钢筋先屈服然后混凝土压碎的截面极限状态整个结构或结构的某一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求这个特定状态即极限状态偏心受压长柱的二阶弯矩偏心受压构件由纵向弯曲f英引起的附加弯矩Nf截面的延性从屈服开始至达到最大承载能力或达到以后承载力无显著下降期间的变形能力塑性内力重分布混凝土的碳化大气中的二氧化碳及其他酸性物质渗入到混凝土内与混凝土中的碱性物质发生反应使混凝土碱度降低的过程二1.结构失效概率可靠指标及分项系数之间的关系结构在规定条件下和时间内,不能完成预定功能的概率称为结构的失效概率.在结构的状态概率曲线图内,峰值到极限状态轴线(Z=0)的距离可用变量的方差Х倍数加以确定,倍数愈大,则结构可靠度愈高,因此此倍数可用于描述结构可靠度,此倍数为结构的可靠指标.采用概率方法计算现行规范设计表达式中隐含的可靠指标,再根据可靠度的要求将其调整为能满足规定可靠度水平的可靠指标,即为目标可靠指标.受弯构件斜截面承载力的主要因素影响受弯构件斜截面受剪承载力的主要因素有：剪跨比、混凝土强度、配箍率及箍筋强度、纵筋配筋率1.结构或构件的极限状态有两类：结构整体或其一部分当超过某一特定状态后,就不能完成结构某一预定的功能要求,这一特定状态即为极限状态.它分为承载能力和正常使用两类极限状态.水工混凝土结构设计状况考虑了持久状况,短暂状况及偶然状况等三种.荷载效应组合考虑了基本组合(短期及长期组合), 偶然状组合等两种混凝土构件截面延性概念印象因素纵向钢筋用量材料强度箍筋的数量和类型受弯构件正截面适筋梁的受力各界特点图形构件截面的弯曲刚度与材料力学刚度区别特点计算单筋矩形截面梁的正截面受弯承载力的最大值 因素1. 单筋矩形截面梁受弯承载力为()c 2y y 20f f 5.0f bh M ρρ-= 当梁宽b 变化时 k k k M M ρ≈； 当梁高h 变化时k2k k M M ρ≈ 当配筋A s 变化时 k MM k ≈； 当钢筋强度f y 变化时 k MM k ≈ 当混凝土强度f c 变化时 k MM k ≈ 由于钢筋强度变化不是连续的，故应有影响单筋矩形截面梁受弯承载力的因素的影响程度为：cs y f b A f h ≥≥>>。
钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算_OK
❖ 荷载效应（ Mk 、Mk ）计算方法不同的 。 ➢ 在SL191-2008规范的正常使用极限状态设计表达式中，
不考虑结构重要性系数。 （ Mk 、Mk ）就是荷载标准值产
12 8.1 概 述
第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算
❖ 正常使用极限状态： ➢ 结构构件达到影响正常使用或耐久性能的某项规定限值。
➢ 采用荷载标准值及材料强度标准值。 ➢ 荷载效应采用标准组合。 ➢ 一般只对持久状况进行验算。 ➢ 验算内容：抗裂验算、裂缝宽度验算及变形验算。
13 8.1 概 述
关键： 偏拉 ?
31 8.2 抗裂验算
第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算
➢ 应变梯度定义：应变随截面高度的变化率。
➢ 轴拉构件应变梯度为零，γ轴拉＝1，而受弯构件γm>1。说
明随应变梯度加大，塑性影响系数加大。
➢ 应变梯度：轴拉构件＜偏拉构件＜受弯构件
➢ 塑性影响系数：1 ＜γ轴拉＜ γm
16 8.1 概 述
第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算
3、正常使用极限状态可靠度小于承载能力极限状态 承载能力极限状态：计算 正常使用极限状态：验算
❖ 原因是： 正常使用极限状态是在承载能力得到保证前提的验
算。正常使用极限状态不满足所造成的危害小于承载能 力极限状态。
17 8.1 概 述
第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算
钢筋转化成位置上αE 倍的混凝土。
A0 Ac E As E As
W0
h
I0 y0
25
8.2 抗裂验算
第八章 钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算
➢ 根据开裂弯矩不变的原则，引入塑性影响系数，将非 线性应力图形简化成线性应力图形。
《混凝土结构设计规范》之正常使用极限状态验算
配置表层钢筋网片梁的计算： 对按本规范第9.2.15 条配置表层钢筋网片的梁，按公式（7.1.2-1） 计算的最大裂缝宽度可适当折减，折减系数可取0.7；
7.1.3 7 1 3 条提出了正常使用极限状态验算的基本假定 新增条款
1 2 3 4 截面应变保持平面； 受压区混凝土的法向应力图取为三角形； 不考虑受拉区混凝土的抗拉强度； 采用换算截面。 采用换算截面
6α E ρ 1.15ψ + 0.2 + 1 + 3.5γ ′f
预应力混凝土受弯构件
要求不出现裂缝的构件
允许出现裂缝的构件
对预压时预拉区出现裂缝的构件，Bs应降低10%。
7.2.4混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数 条款内容不变 7.2.5 考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数θ 条款内容 不变 钢筋混凝土受弯构件
对受弯、偏压构件
α cr = τ s ⋅τ l ⋅ α c ⋅ β
= 1.66 ×1.5 × 0.77 ×1.0 = 1.9173
表7.1.2 1中的1.9 表7.1.2-1中的1.9
对轴心受拉构件
α cr = τ s ⋅τ l ⋅ α c ⋅ β
= 1.9 × 1.5 × 0.85 × 1.1 = 2.7
ε sm
Mk =ψ Es Asηh0
Bs =
ψ αEρ + η ζ
E s As h
2 0
ψ = 1.1 − 0.65
f tk
ρ teσ sk
Bs =
6α E ρ αE ρ = 0 .2 + 1 + 3.5γ ′f ζ
η=0.87
ψ αEρ + η ζ
Es As h02
E s A s h 02
正常使用极限状态验算
a为As重心至截面受拉边缘的距离，
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。
钢筋应力σsk 构件形式 轴心受拉 受弯
Mk h0 As
大偏心受压
sk
N k (e z ) As z
h0 2 ) ]h0 e
偏心受拉
sk
σsk
N sk k As
z [0.87 0.12(1 f )(
wmax
sk
Es
(30 c 0.07
d
te
)
c——最外排纵向受拉筋外缘至拉区底边的距离(mm)， c﹥65mm时，取c＝65mm； d——受拉钢筋直径(mm)，用不同直径时，改用换算直径 4As／u, u为钢筋总周长； ρte——纵向受拉钢筋的有效配筋率，
ρte＝As／Ate，ρte<0.03时，取ρte=0.03；
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
裂缝控制等级
一级 严格不出现裂缝
无拉应力
二级 一般不出现裂缝
允许开裂，裂缝 三级 宽度不超出允许 值
拉应力小于允许 值
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
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
如何同时保证承载能力极限状态与正 常使用极限状态？
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。
§8.1 抗裂验算
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：
钢筋混凝土结构精讲四(正常使用极限状态验算)2019.04.24
l 承载能力极限状态计算：
讨论构件在各种不同受力状态下的承载力计算， 承载力计算是保证结构安全的首要条件，由此决定 了构件的尺寸、材料、配筋及构造。
l 正常使用极限状态验算：
构件还可能由于变形或裂缝过大等影响构件的适用 性及耐久性。对某些构件，还要根据使用条件进行正常 使用极限状态的验算，以保证在正常使用情况下的应力、 裂缝和变形小于正常使用极限状态的限值。
二、正常使用极限状态验算的内容：
l 施工阶段的砼和钢筋应力验算。 l 使用阶段的变形。 l 使用阶段的最大裂缝宽度。
对各阶段和各特征点进行详细的截面应力 — 应变分析：
cu
应变 图
应力 图
M
t max
Mcr
M
y
My
M
xf D
Mu Z
sAs
I
fct sAs
Ia
sAs
II
fsAs IIa
护层和保证砼的密实性，严格控制早凝剂的掺入量)
e0
Ns Ns
(a)
Ns
Ts
Ns
(b)
Ns
Ns
(c)
(d) T
(e)
e0
（a)轴心受拉 ； (b)偏心受拉 ； (c)偏心受压 ； (d)受弯和受剪 ； (e)受扭。
二、裂缝宽度计算理论和方法 l 第一类是分析影响裂缝宽度的主要因素，然后利用数理统计方法来处理大量的
作用频遇组合就是永久作用（结构自重）标准值与可变作用频遇值效应的组合； 作用准永久组合则为永久作用标准值与可变作用准永久值效应的组合
一、第二工作阶段的基本假定：
l 平截面假定 l 弹性体假定（压区砼近似按线性分布） l 受拉区混凝土完全不承担拉应力。拉应力完全由钢筋承受。
正常使用极限状态
详细描述
机械设备在正常使用过程中会受到各种载荷和环境因 素的影响，如应力、温度、湿度等，这些因素可能导 致设备出现磨损、变形和故障。为了提高设备的性能 、降低能耗和减少故障，需要对机械设备的正常使用 极限状态进行优化设计。这包括对设备的结构、材料 、工艺等方面的优化设计，以提高设备的耐久性和可 靠性，确保设备在使用过程中保持良好的性能表现。
提高结构使用性能
在正常使用极限状态下，结构能 够保持良好的使用性能，满足设 计要求，提高结构的适用性和舒 适度。
正常使用极限状态的应用领域
建筑结构
建筑结构的正常使用极限状态涉及变形、裂缝、振动等方面的控 制，以确保建筑物的安全性和正常使用性能。
桥梁结构
桥梁结构的正常使用极限状态关注的是桥面平整度、伸缩缝、支座 等方面的控制，以确保桥梁• 正常使用极限状态的评估方法 • 正常使用极限状态的监测与维护 • 正常使用极限状态的设计与优化 • 正常使用极限状态的案例分析
目录
01
正常使用极限状态概述
定义与特点
定义
正常使用极限状态是指结构在正常维护条件下，因正常使用而产生的最大变形、 裂缝或振动等状态，但仍能满足设计要求，保证结构安全和正常使用。
感谢观看
THANKS
定期对设备进行检查，包括外观、 性能和安全等方面，及时发现潜 在问题。
通过传感器和仪表等设备，实时 监测设备的运行状态和参数，及 时发现异常。
利用专业的故障诊断技术，对设 备进行故障诊断和定位，确定故 障原因和部位。
维护策略
1 2
预防性维护
根据设备磨损和老化规律，制定合理的维护计划， 定期进行维护保养。
特点
正常使用极限状态关注的是结构的正常使用性能，包括变形、裂缝、振动等， 是结构设计的重要控制因素。
6钢结构正常使用极限状态
6.4钢框架的变形限制
❖ 1 单层工业厂房的钢框架柱变形限制主要 是柱顶侧移和吊车梁顶面标高处的柱位移
❖ 2 多层及高层框架变形限制主要是结构 顶点位移的侧移量和限制层间侧移量。
6.5 振动的限制
❖ 楼板的竖向震动，要避免风振加速度引起的 人员不舒适感，通常限制自振频率：
f =1 (0.18 w)≤15Hz
❖
轴心受拉、轴心受压、拉弯和压弯构件不
应过分柔软而应具有一定的刚度，不发生过大
的变形，用长细比来控制。满足：
λ = (l0 i )max ≤[λ]
[λ] _ 表6 -1，6 - 2给出了容许长细比
6.3 梁和桁架的变形限制
❖ 受弯构件正常使用极限状态是指其出现过 大的弯曲变形，使用阶段过大的变形表现为挠 度，所以应保证：
6.1正常使用极限状态的特点
正常使用极限状态 对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规
定限值： 1 影响正常使用或外观的变形； 2 影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）； 3 影响正常使用的振动； 4 影响正常使用的其它特定状态。
正常使用极限状态可以理解为实用性极限状态，常见的实用性问题 有以下几类 ：
1、由荷载、温度变化、潮湿、收缩、和徐变引起的非结构构件的局 部损坏
2、由荷载产生的挠度影响家具设备的正常功能 3、明显的挠度使居住着不安 4、由剧烈的自然现象造成的非结构构件彻底破坏 5、结构因为时效和服役而退化 6、建筑物因活荷载风荷载或地震作用，导致居住着身体和心理不舒 适 7、使用荷载下的连续变形。
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S SGk SQ1k
2、荷载效应的标准组合和准永久组合
（1）标准组合
n
S SGk SQ1k ciSQik i2
（2）准永久组合
1.承载力极限状态：结构或构件丧失承载能力或不能继续承载 的状态；其主要表现为： （1）整个结构或其中的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、过
大的滑移)； （2）结构构件或连接因材料强度被超过而破坏(包括疲劳破坏)，
或因过度的塑性变形而不适于继续承载(如受弯构件中的少 筋梁)； （3）结构转变为机动体系(如超静定结构由于某些截面的屈服， 使结构成为几何可变体系)； （4）结构或构件丧失稳定(如细长柱达到临界荷载发生压屈)。
用阶段一般要求不出现裂缝；三级为正常使用阶段允许出 现裂缝，但要控制裂缝宽度。具体要求是： 对裂缝控制等级为一级的构件，要求按荷载效应的标准组 合进行计算时，构件受拉边缘混凝土不宜出现拉应力
wmax
具体要求是： 对裂缝控制等级为一级的构件，要求按荷载效应的标准组
合进行计算时，构件受拉边缘混凝土不宜出现拉应力 对裂缝控制等级为二级的构件，要求按荷载效应的准永久
§3.2极限状态设计方法
一、影响结构可靠性的因素 1.作用效应：包括由荷载产生的各种效应。 （1）荷载的分类 a.永久荷载：在设计基准期内大小、方向、作用点及形式 不随时间变化，或者其变化可忽略不计，通常称为恒载； b.可变荷载：在设计基准期内大小、方向、作用点及形式 等任意因素随时间变化，通常称为活载； c.偶然荷载：在设计基准期内一般不出现，一旦出现，其 值很大且持续时间很短。
组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土不宜出现拉应力； 按荷载效应的标准组合进行计算时，构件受拉边缘混凝土 允许出现拉应力，但拉应力的大小不应超过混凝土轴心抗 拉强度标准值。 对裂缝控制等级为三级的构件，要求按荷载效应的标准组 合并考虑和在长期作用影响的裂缝宽度最大值不超过规定 的限值，即：
wmax wmax
钢筋混凝土结构的最低混凝土强度等级为C30；预 应力混凝土结构的最低混凝土强度等级为C40；
混凝土中的最大氯离子含量为0.06%；
宜使用非碱活性骨料；当使用碱活性骨料时，混 凝土中的最大碱含量为3.0kg/m3
混凝土保护层厚度应按照规范规定增加40%；当 采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层厚度 可适当减少；
wmax --受弯构件按荷载效应的标准组合并考虑和在长
期作用影响的裂缝宽度最大值
wmax ---规范规定的最大裂缝宽度限值
五、耐久性规定
混凝土结构的环境类别： 一类： 室内正常环境。 二类a： 室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环境、
与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境。 二类b： 严寒和寒冷地区的露天环境、与无侵蚀性的水或
2.正常使用极限状态：结构或构件正常使用时的规定限值的状 态；其主要表现为： （1）影响正常使用或外观的变形(如过大的挠度)； （2）影响正常使用或耐久性的局部损坏(如不允许出现裂缝结构
的开裂，对允许出现裂缝的构件，其裂缝宽度超过了允许限 值)； （3）影响正常使用的振动； （4）影响正常使用的其它特定状态，如相对沉降量过大等。 结构或构件必须进行承载力极限状态计算，必要时进行正常使 用极限状态验算。
基本代表值。 材料强度标准值的保证率一般取为95%。
（2）结构抗力式的形成
二、分项系数
1、荷载分项系数 G
Q
荷载：设计值=（标准值）*分项系数。
2、材料分项系数
材料强度：设计值=（标准值）/分项系数； 三、按承载能力极限状态计算
使用设计表达式 oS R
1.结构重要性系数 0
对安全等级为一级、二级、三级的结构构件，可分别取1.1、1.0、 0.9。
土壤直接接触的环境。 三类： 使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季水位变动
的环境；滨海室外环境。 四类： 海水环境。 五类： 受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境。 注：严寒和寒冷地区的划分应符合国家现行标准《民用建
筑热工设计规程》JGJ24的定：
2.内力组合设计值S
QiK
G ——其他第i个可变荷载的标准值。 Q1 Qi
——永久荷载分项系数，一般情况下可采用1.2。 当其效应 CG CQ1 CQ对i 结构有利时取1.0。
一c般i 情况 ——第一个和其他第i个可变荷载分项系数。 6
四、按正常使用极限状态计算
1.验算特点
（1）.正常使用极限状态和承载能力极限状态在 理论分析上对应结构上两个不同的工作阶段，同 时两者在设计上的重要性不同，因而须采用不同 的荷载效应代表值和荷载效应组合进行验算与计 算。
n
S SGk qi SQik i 1
ff f
3、变形和裂缝的验算方法
（1）变形验算 f f
F ---受弯构件按荷载效应的标准组合并考虑和在长期作用 影响计算的最大挠度
f --受弯构件的允许挠度值 （2）裂缝验算 裂缝控制等级分为三级： 一级为正常使用阶段严格要求不出现裂缝；二级为正常使
在使用过程中应定期维护。
(2)荷载的标准值 荷载标准值的定义：具有一定概率的最大荷载值； 确定方法：荷载标准值为其平均值减去 1.645倍标准差， 此时所对应的出现概率为95%。 (3)荷载效应：由荷载产生的结构或构件的内力、变形及 裂缝等。 2.结构抗力：结构构件抵抗各种结构上作用效应的能力。 （1）材料强度标准值：是结构设计时采用的材料强度的