水工钢筋混凝土结构学课件第八章汇总

8.1
概
述
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
（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。
结构设计首先要满足承载能力的要求，以保证结构安全使用；然 后按正常使用极限状态进行校核，以保结构的适用性及耐久性。
8.1 概 述
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
三．正常使用极限状态设计表达式
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。 材料强度采用标准值而不用设计值，即材 料分项系数取为1.0。 荷载采用标准值而不用设计值，即荷载分 项系数γG及γQ取为1.0。 结构系数γd及设计状况系数ψ也均取为1.0。
按荷载效应的短期组合及长期组合分别验算。
8.1
概
述
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
（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。
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
8.1
概
述
第八章 钢筋砼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。
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。 验算内容：抗裂验算、裂缝宽度验算及变形验算。
抗裂验算范围：承受水压的轴拉、小偏拉及发生裂缝后
引起严重渗漏构件。
M l m ct f tkW0
Ms，、Ml——由荷载标准值按荷载效应短期组合及长期 组合计算的弯矩值。
8.2
抗裂验算
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
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值与假定的受拉区应力图形有关，各种截面的 γm值见附录五表4。
第八章 钢筋砼构件正常使用 极限状态验算
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
第八章
钢筋砼构件正常使用极限状态验算 第—节 概 述
结构的极限状态分为两类： 承载能力极限状态:结构或构件达到最大承载力或不适 应承载的过大变形。
超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性要求。 对各种结构构件都应进行该极限状态设计。 采用荷载设计值及材料强度设计值。 荷载效应采用基本组合及偶然组合。
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和αEAs′：
Ao=Ac + αEAs + αEAs ’
M cr m f tW0 I0 W0 h y0
A0 bh (b f b)h f (bf b)hf E As E As
2 h hf bh0 f (bf b) (b f b)h f (h ) E As h0 E Asa 2 2 y0 2 bh (b f b)h f (bf b)hf E As E As 2
裂缝宽度验算范围：一般钢筋砼构件。 变形验算范围：严格限制变形的构件。 最大裂缝宽度容许值根据环境类别及长、短期组合确定。 变形容许值根据构件类型及长、短期组合确定。
8.1 概 述
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
第二节
一.轴心受拉构件
抗裂验算
钢筋与混凝土变形协调，即将开裂时，
c=ft ； s=sES = tmaxEs =Es ft / Ec = E ft
N l ct f tk A0
Ns 、 Nl—— 由荷载标准值按荷载效应短期组合及 长期组合计算的轴向力； ftk——砼轴心抗拉强度标准值； αct——砼拉应力限制系数， 短 期 组 合 ， αct=0.85 ； 长 期 组 合 ， αct=0.70； Ao——换算截面面积，Ao=Ac + αEAs， αE= Es /Ec；As为钢筋截面面积；Ac为砼截面 面积。 靠增加钢筋提高抗裂能力是不经济，不合理的。
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。
8.2 抗裂验算
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
为满足目标可靠指标的要求，引用拉应力限制系数αct，
荷载和材料强度均取用标准值。
M s m ct f tkW0
γm值还与截面高度h﹑配筋率和受力状态有关。 γm值随h值的增大而减小。 300 0 .7 乘以考虑截面高度影响的修正系数 ，其 h
值 不 大 于 1.1 。 h 以 mm 计 ， 当 h>3000mm ， 取 h=3000mm。
8.2
抗裂验算
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
双筋工字形换算截面特征值
N cr f t Ac s As f t Ac E f t As f t ( Ac E As ) f t A0
8.2 抗裂验算
第八章 钢筋砼构件正常使用极限状态验算
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 :
N s ct f tk A0