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 l0/500
l0/600
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。

三级——允许出现裂缝的构件，按荷载效应标准组合井考虑长期作⽤影响计算时，构件的裂缝宽度不应超过表7-25规定的裂缝宽度限值。

4．结构构件应根据结构类别和表7-26规定的环境类别，按表7-25的规定选⽤不同的裂缝控制等级及裂缝宽度限值Wlim。

结构构件的裂缝控制等级及裂缝宽度限值表7-25
环境类别钢筋混凝⼟结构预应⼒混凝⼟结构
裂缝控制等级 Wlim（mm）裂缝控制等级 Wlim（mm）
⼀三 0.3（0.4）三 0．2
⼆三 0.2 ⼆――――
三三 0.2 ⼀―――
注：1．表中的规定适⽤于采⽤热轧钢筋的钢筋混凝⼟构件和采⽤预应⼒钢丝、钢绞线及热处理钢筋的预应⼒混凝⼟构件；当采⽤其他类别的钢丝或钢筋时，其裂缝控制要求可按专门标准确定；
2．对处于年平均相对湿度⼩于60％地区⼀类环境下的受弯构件，其裂缝宽度限值可采⽤括号内的数值；
3．在⼀类环境下，对钢筋棍凝⼟屋架、托架及需作疲劳验算的吊车粱，其裂缝宽度限值应取为0．2mm；对钢筋混凝⼟屋⾯梁和托粱，其裂缝宽度限值应取为0．3mm；
4．在⼀类环境下，对预应⼒混凝⼟屋⾯梁、托粱、屋架、托架、屋⾯板和楼板，应按⼆级裂缝控制等级进⾏验算；在⼀类和⼆类环境下，对需作疲劳验算的预应⼒混凝⼟吊车粱，应按⼀级裂缝控制等级进⾏验算；
5．表中规定的预应⼒混凝⼟构件的裂缝控制等级和裂缝宽度限值仅适⽤于正截⾯的验算；预应⼒馄凝⼟构件的斜截⾯裂缝控制验算应符合规范第8章的要求；
6．对于处于四、五类环境下的结构构件，其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定；
7．表中的裂缝宽度限值⽤于验算荷载作⽤引起的裂缝宽度。

5．混凝⼟结构的耐久性应根据表7-26的环境类别和设计使⽤年限进⾏设计。

混凝⼟结构的环境类别表7-26
环境类别条件
⼀室内正常环境
⼆ 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
b 严寒和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
三使⽤除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季⽔位变动的环境；海滨室外环境
四海⽔环境
五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的规定。

6．⼀类、⼆类和三类环境中，设计使⽤年限为50年的结构混凝⼟应符合表7-27的规定。

结构混凝⼟耐久性的基本要求表7-27
环境类别⽔灰⽐最⼩⽔泥⽤量(kg/m3) 最低混凝⼟强度等级氯离⼦含量(%) 碱含量(kg/m3)
⼀ 0．65 225 C20 1．0 不限制
⼆ a 0．6 250 C25 0．3 3．0
b 0．55 275 C30 0．2 3．0
三 0．5 300 C30 0．1 3．0
注：1．氧离⼦含量系指其占⽔泥⽤量的百分率；
2．顶应⼒构件混凝⼟中的氯离⼦含量为0．06％，最⼩⽔泥⽤量为300kg/m3；最低混凝⼟强度等级应校表中规定挺⾼两个等级；
3．素混凝⼟构件的最⼩⽔泥⽤量不应少于表中数值减25 kg/m3。

7．⼀类环境中，设计使⽤年限为100年的结构混凝⼟应符合下列规定：
(1)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；
(2)混凝⼟中的氯离⼦含量为0．06％；
(3)宜使⽤⾮碱活性⾻料；当使⽤碱活性⾻料时，混凝⼟中的碱含量为3．0kg／m3；
(4)混凝⼟保护层厚度应按表7-26的规定增加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。

8．⼆类和三类环境中，设计使⽤年限为IIX)年的混凝⼟结构，应采取专门有效措施。

9．严寒及寒冷地区的潮湿环境中，结构混凝⼟应满⾜抗冻要求，混凝⼟抗冻等级应符合有关标准的要求。

10．有抗渗要求的混凝⼟结构，混凝⼟的抗渗等级应符合有关标准的要求。

11．三类环境中的结构构件，其受⼒钢筋宜采⽤环氧树脂涂层带肋钢筋；对预应⼒钢筋、锚具及连接器，应采取专门防护措施。

12。

四类和五类环境中的混凝⼟结构，其耐久性要求应符合有关标准的规定。

对临时性混凝⼟结构，可不考虑混凝⼟的耐久性要求。