82011-2012(2)第八章 正常使用极限状态.

（2）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。
极限状态的分类
国 际 标 化 组 织
Ao=Ac + αEAs + αEAs ’
M cr m f tW0 I0 W0 h y0
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
αct，荷载和材料强度均取用标准值。
正常使用极限状态
对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规 定限值。 影响正常使用或外观的变形
影响正常使用或或外观的裂缝
影响正常使用的振动
正 常 使 用 极 限 状 态
Notes!
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。
N cr f t Ac s As f t Ac E f t As f t ( Ac E As ) f t A0
为满足目标可靠指标要求，引进拉应力限制系数αct(0.85)， ft 改用ftk :
Nk ct ftk A0
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。
极限状态
承载能力 极限状态
正常使用 极限状态
承载能力极限状态
对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承 载的变形。
结构或结构构件产 生过大的塑性变形 5 而不适于继续承载
1 整个结构或结构的一部 分丧失稳定
承载能力 极限状态
4 构件截面因 材料强度不 足而破坏 3
结构转变 2 成机动体系
结构发生滑移、上浮 或倾覆
γm值与截面形状、截面高度h﹑配筋率和受力状态有关。
γm值与假定的受拉区应力图形有关，各种截面的γm值见附录五
表4，并乘以考虑截面高度影响的修正系数 0.7+300/h，其值不大
于1.1。h以mm计，当h>3000mm，取h=3000mm。
把钢筋换算为同位置的混凝土截面面积αEAs和αEAs′：
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。
裂缝宽度验算范围：需要控制裂缝宽度的构件。
变形验算范围：需要限制变形的构件。
第一节
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
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
采用荷载效应标准组合。
结构系数γd及设计状况系数ψ也均取为1.0。 SL191-2008取消了结构重要性系数
注意：
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。
M k mct ftkW0
Mk——由荷载标准值按荷载效应标准组合计 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
3 bf y0 (bf b)( y0 hf ) 3 b f (h y0 ) 3 I0 3 3 3 (b f b)(h y0 h f ) 3 E As (h0 y0 ) 2 E As ( y0 a) 2 3
三.偏心受拉构件
把钢筋换算为混凝土截面面积，将应力折换成直线分布，
Nk 偏拉 m ( m 1) m ( m 1） ct ftk A0 ct ftk

M k m Nk m ct f tk W0 A0
m ct f tk A0W0 Nk e0 A0 mW0
2、正常使用极限状态实用设计表达式 γ0Sk(Gk，Qk，fk，ak)≤c
c ——结构的功能限值（裂缝宽度或挠度）；
Sk——荷载效应标准组合的功能函数； fk——材料强度的标准值；
3、设计表达式中分项系数取值
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。
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
第八章
钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算
本章主要内容
抗裂验算 裂缝开展宽度的验算 变形验算 混凝土结构耐久性要求
1、结构的极限状态分为两类： （1）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。
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。
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。
引入γ偏拉，采用迭加原理，用材料力学公式进行计算 ：
M k Nk 偏拉 ct f tk W0 A0
随应变梯度加大，塑性影响系数加大。 轴拉构件应变梯度为零， γ轴拉＝1。 γ偏拉随平均拉应力σ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=ft时(轴拉)，γ偏拉＝1。