钢筋混凝土极限状态设计精选
第八章钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算
第八章钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算，是指在使用过程中，构件受到工作荷载作用时，保证其安全可靠地工作的一种验算方法。
该验算方法主要涉及构件的强度验算和变形验算两个方面。
首先，对于强度验算，需要计算构件所受工作荷载产生的应力和变形，与构件的抗弯强度、抗压强度、抗剪强度等进行比较。
通常，构件的设计强度可以通过相应的设计规范中的计算公式来确定。
例如，在抗弯强度验算时，可以根据规范中的受拉区和受压区的计算公式，计算出构件的最大抗弯强度。
然后，将该抗弯强度与施加在构件上的工作荷载产生的弯矩进行比较，以确定构件是否能够满足强度要求。
另外，对于变形验算，主要考虑构件在受荷状态下的变形情况，以确保构件在使用过程中不会产生过大的变形，影响正常使用。
一般来说，变形验算主要包括挠度验算和裂缝宽度验算。
挠度验算需要计算构件在工作荷载下的挠度，与规范中所要求的挠度限值进行比较，以确定构件的变形是否满足要求。
裂缝宽度验算则需要计算构件在工作荷载下的裂缝宽度，与规范中规定的最大裂缝宽度进行比较，以确保构件在使用过程中不会出现过大的裂缝。
在进行正常使用极限状态验算时，需要结合实际工程情况，确定构件的荷载组合，并考虑不同荷载组合下的最不利情况。
同时，还需要注意构件的截面尺寸、钢筋配筋、混凝土等材料的性能参数等因素的准确性，以提高验算的准确性和可靠性。
最后，进行正常使用极限状态验算的目的是为了确保钢筋混凝土构件在使用过程中不会发生破坏或损坏，保证其安全、稳定和可靠地工作。
通过合理地进行验算，可以有效避免因工作荷载超过构件承载能力而引起的结构安全隐患，提高工程质量和使用寿命。
总之，钢筋混凝土构件正常使用极限状态验算是一项重要的设计工作，需要综合考虑构件的强度和变形特性，并利用相应的设计规范和计算方法进行验算。
只有通过科学、合理的验算，才能保证结构在使用过程中的安全可靠性。
钢筋混凝土简支梁设计精选全文
可编辑修改精选全文完整版钢筋混凝土简支梁设计某厂房（3级建筑物），砖墙上支撑简支梁，该梁处于二类环境条件。
其跨长、截面尺寸如图所示。
承受的荷载为：均布荷载g k=20KN/m，均布活载q k=15KN/m(荷载分项系数取1.15)，G k=28.6KN。
采用C25混凝土，纵向受力钢筋为HRB335级钢筋，箍筋为HPB235级钢筋试设计此梁并绘制配筋图。
钢筋混凝土简支梁设计一、基本资料（一）荷载分项系数1、永久荷载对结构有利r G=1.0，不利r G=1.22、可变荷载分项系数，一般情况下r Q=1.4,可控制r Q=1.15（二）材料强度设计值1、取G k=27KN,C25混凝土ƒc=11.9MPa, ƒt=1.27 MPa.2、钢筋级别为：纵向受力钢筋HRB335 ƒy= ƒy、=310 MPa，箍筋及其他纵向构造钢筋HPB235 ƒy=210 MPa.3、混凝土保护层厚度（环境类别二类环境）c=35㎜；最小配筋率ρmin=0.2%二、截面几何尺寸拟定（一）梁的截面高度h根据相应结构和设计经验与并考虑构造要求及施工方面等因素，按不需要作挠度验算的最小截面高度h，计算梁的高度.取表中独立梁：h=1/12×l0=1/12×5.84=487㎜；取h=550 （二）当梁的高度确定以后、梁的截面宽度可由常用的高宽比估计计算：矩形截面梁b=（1/2-1/3）h=（1/2-1/3）×550=183.3～275㎜，当量的宽度、高度计算完成后按建筑模数取整数；取b=200㎜,故截面几何尺寸为b×h=200×550㎜，如下图所示（三）计算跨度l0（式中a为支撑长度）l n=l-a=5840-240=5600㎜由l0=1.025 l n=5600×1.025=5740㎜l0= l n+a=5600+240=5840㎜取两者较小值；得l0=5740㎜（四）计算简图三、荷载计算钢筋混凝土容重r钢筋砼=25KN/㎡；水泥砂浆容重r砂浆=17 KN/㎡1、梁的自重计算标准值（包括侧梁、底15㎜抹灰重）g k=0.2×0.55×25+17×0.015×0.55×2+17×0.015×0.2=3.08KN/m22、荷载计算对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合中取最不利值（1）由可变荷载控制集中力：S F=r G G k=1.2×27=32.4KN均布荷载：S g= r G G k +r Q q k=1.2×3.08+1.4×15=24.70KN (2) 可永久荷载控制集中力：S F=r G G k=1.0×27=27KN均布荷载：S g= r G G k +r Q q k=1.0×20+1.15×15=37.25KN两者取较大集中值：S F=32.4KN均布荷载：S g=37.25KN四、内力计算内力图绘制(一)支座反力计算该结构为对承结构；根据材料力学理论可知，对承结构在对称荷载作用下，其支座反力为：R A=R B=S F+1/2×S g l0=32.4+1/2×37.25×5.74=139.31KN(二)设计值计算(式中a为集中力至支座边缘的距离)由材料力学理论得知，对称结构在对称荷载作用下采用叠加法得结构跨中控制截面弯矩设计值为：M max=S F a’+1/8S g l02=32.4×0.48+1/8×37.25×5.742=168.96KN/m（三）支座边缘截面的最大剪力设计值计算(a为支座的支撑长度)因：VＡ =VＢ=ＲＡ=139.31KN故：VＡ右=VＢ左=ＲＡ-1/2S g a=139.31-1/2×37.25×0.24=134.84KN（四）集中力（G+Q）处的剪力设计值计算(a为集中力至支座边缘的距离)V c右=ＲＡ- 1/2（g+q）a=139.31- 1/2×37.25×0.48=130.37KNV c左=ＲＡ- 1/2（g+q）a-(Q+G)=139.31- 1/2×37.25-25×0.48-32.4=97.97KN简支梁内力汇总表（五）弯矩与剪力图绘制五、截面几何尺寸复核因弯矩设计值较大设钢筋排二排：a s=c+d+e/2=35+10+25/2=57.5㎜,故a=60㎜;则截面有效高度h0=h-a=550-60=490㎜；因为是矩形截面好h0=h w；则h w/b=490/200=2.45﹤4；由0.25ƒc bh0=0.25×11.9×200×490=291.55KN﹥VＡ右；说明截面积和尺寸符合要求。
混凝土结构-建筑功能极限状态
一、结构功能的极限状态
2 承载能力极限状态
一、结构功能的极限状态
2 承载能力极限状态 (3)结构转变为ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动体系(如构件发生三铰共线而形成机动体系
丧失承载力); (4)结构或结构构件丧失稳定(如长细杆的压屈失稳破坏等); (5)地基丧失承载能力而破坏。
（6）结构的连续倒塌
一、结构功能的极限状态
3 正常使用极限状态 超过这一极限状态后,结构或构件就不能完成对其所提出的适
结构功能极限状态
一、结构功能的极限状态
1 定义
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规 定的某一功能要求,此特定状态为该功能的极限状态。极限状态实 质上是一种界限,是有效状态和失效状态的分界。极限状态共分两 类：承载能力极限状态、正常使用极限状态。
一、结构功能的极限状态
2 承载能力极限状态
一、结构功能的极限状态
3 正常使用极限状态
由上述两类极限状态可以看出,结构或构件一旦超过承载能力 极限状态,就可能发生严重破坏、倒塌,造成人身伤亡和重大经济损 失。因此,应该把出现这种极限状态的概率控制得非常严格。而结 构或构件出现正常使用极限状态的危险性和损失要小得多,其极限 状态的出现概率可适当放宽。所以,结构设计时承载能力极限状态 的可靠度水平应高于正常使用极限状态的可靠度水平。
用性或耐久性的要求。当结构或构件出现下列状态之一时,即认为 超过了正常使用极限状态
(1)影响正常使用或外观的变形(如过大的变形使房屋内部粉刷 层脱落,填充墙开裂);
一、结构功能的极限状态
3 正常使用极限状态 (2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(如水池、油罐开裂引
起渗漏,裂缝过宽导致钢筋锈蚀); (3)影响正常使用的振动; (4)影响正常使用的其他特定状态(如沉降量过大等)。
混凝土结构正常使用极限状态验算
第一章混凝土结构正常使用极限状态验算3.4.1 混凝土结构构件应根据其使用功能及外观要求，按下列规定进行正常使用极限状态验算：1 对需要控制变形的构件，应进行变形验算；2 对不允许出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算；3 对允许出现裂缝的构件，应进行受力裂缝宽度验算；4 对舒适度有要求的楼盖结构，应进行竖向自振频率验算。
3.4.2 对于正常使用极限状态，钢筋混凝土构件、预应力混凝土构件应分别按荷载的准永久组合并考虑长期作用的影响或标准组合并考虑长期作用的影响，采用下列极限状态设计表达式进行验算：S≤C (3.4.2)式中：S——正常使用极限状态荷载组合的效应设计值；C——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、应力、裂缝宽度和自振频率等的限值。
3.4.3 钢筋混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载的准永久组合，预应力混凝土受弯构件的最大挠度应按荷载的标准组合，并均应考虑荷载长期作用的影响进行计算，其计算值不应超过表3.4.3规定的挠度限值。
注：1 表中l0为构件的计算跨度；计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度l0按实际悬臂长度的2倍取用；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 构件制作时的起拱值和预加力所产生的反拱值，不宜超过构件在相应荷载组合作用下的计算挠度值。
3.4.4 结构构件正截面的受力裂缝控制等级分为三级，等级划分及要求应符合下列规定：一级——严格要求不出现裂缝的构件，按荷载标准组合计算时，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抗拉强度的标准值。
三级——允许出现裂缝的构件：对钢筋混凝土构件，按荷载准永久组合并考虑长期作用影响计算时，构件的最大裂缝宽度不应超过本规范表3.4.5规定的最大裂缝宽度限值。
钢筋混凝土结构的设计方法—概率极限状态设计方法
极限状态的分类
欧洲混凝土协会
我
国
国 际 标 准 化 组 织
极限状态
承载能力
正常使用
的 可 靠 度 标 准 、 各
极限状态
极限状态
种
规
范
国际预应力混凝土协会
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。
结构或结构构件丧 失稳定（柱的压曲 4 失稳）
3 结构转变 成机动体系
结构可靠性
3.耐久性 结构在正常使用和正常维护的条件下，在规定的时间内，具有足够的耐久性。
例如，不发生由于混凝土保护层碳化或裂缝宽度过大而导致 的钢筋锈蚀过快或过度，从而致使结构的使用寿命缩短。
结构可靠性
结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称为结构的可靠性。
可靠性
——结构在规定的时间（设计基准期）内，在规定的条件（结构设 计时所确定的正常设计、正常施工和正常使用条件）下，完成预定 功能的能力。
汶川地震震害
承载能力极限状态
支架压曲失稳
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
正
常
影响正常使用或耐久性能的局部损坏
使
用
影响正常使用的振动
极 限
状
影响正常使用的其它特定状态
态
使用寿命——为结构或构件在正常维护条件下，不需要大修即可按其设计规 定的目的正常使用的时间。
结构的使用年限超过设计基准期时，表明它的失效概率可能会增大，不能 保证其目标可靠指标，但不等于结构丧失所有要求功能甚至报废，通常使用寿 命大于设计基准期。
一般桥梁结构的设计基准期为100年 ；建筑结构的设计基准期为50年。
08--水工钢筋砼--钢筋混凝土正常使用极限状态 2012
概述
四、裂缝的控制等级规定
分三级： 一级---严格要求不出现裂缝的构件，按荷载效应的标准组合 进行计算，构件受拉边缘砼不应产生拉应力; 二级---一般要求不出现裂缝的构件，按荷载效应的标准组合 进行计算，构件受拉边缘砼允许产生拉应力，但拉应力不应超
过以砼拉应力限制系数αct控制的应力值；
三级---允许出现裂缝的构件，按荷载效应的标准组合分别进 行计算，最大裂缝宽度计算值不应超过附录5表1所列允许值。
概述
三、裂缝控制验算规范规定
钢筋混凝土结构构件设计时，应根据使用要求进行 不同的裂缝控制验算： 1、抗裂验算
承受水压的轴心受拉构件、小偏心受拉构件、以及 发生裂缝后会引起严重渗漏的其它构件，应进行抗裂 验算。如有可靠防渗措施或不影响正常使用时，也可 不进行抗裂验算。
抗裂验算时，结构构件受拉边缘的拉应力不应超过
8.1 抗裂验算
二、受弯构件
4、讨论: （1）γm 的影响因素： γm是受拉区为梯形的应力图形，按Mcr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 γm还与截面高度h﹑配筋率和受力状态有关 γm随h值的增大而减小
述
概述
一、结构的极限状态分类
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承载能力极限状态设计。 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。
概述
普通钢筋混凝土结构构件，由于混凝土抗拉强度低，通常带 裂缝工作，裂缝的控制等级属于三级，故需进行裂缝宽度的验 算。若需达到一、二级，需使用预应力技术。
混凝土结构极限状态详解
活荷载
偶然荷载
（2）多荷载相遇——荷载组合 （3）计算、分析情况的复杂——例如强度计算和变形验算 荷载代表值的提出
荷载标准值 荷载组合值 永久荷载代表值 荷载标准值
10–10
可变荷载代表值
荷载准永久值 荷载频遇值
混凝土结构设计
荷载标准值： 是荷载的基本代表值；是指在结构的使用期间（一般结构 的设计基准期为50年）可能出现的最大值。
R 和S 的概率密度分布曲线
在多数情况下，R 大于S 。但是，在它们概率密度曲线的重叠区（阴 影段内）仍有可能出现 R 小于S 的情况
11-06
混凝土结构设计
当 R 和 S 都服从正态分布 时，功能函数 Z 的概率密 度曲线如图所示： 结构失效概率
pf ：
0
p f P(Z 0) f (Z ) dZ
荷载效应组合的概念
恒荷载产生的效应 结构计算一般是 按单个荷载计算 的其效应 楼面活荷载产生的效应 风荷载产生的效应
采用的荷载值 恒荷载标准值 活荷载标准值 风荷载标准值
两类极限状态
第一类：承载能力极限状态——对应的是安全性功能。 第二类：正常使用极限状态——对应的是适用性功能和耐久 性功能。
结构或结构构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变 形状态，称为承载能力极限状态。 结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限度的能力，称 为正常使用极限状态。
11-06
11-06
混凝土结构设计
怎样满足功能要求？ 取极限状态函数判别： Z=R-S
R：抗力；S：荷载效应
Z＞0，能完成预定功能的状态，结构可靠 Z＝0，临界状态，极限状态 Z＜0，不能完成预定功能的状态，结构失效
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。
钢筋混凝土 第三章按近似概率理论的极限状态设计法
β值
失效概率 Pf
2.7 3.5×10-3
3.2 6.9×10-4
3.7 1.1×10-4
4.2 1.3×10-5
由于经济及历史原因，我国建筑工程的可靠度水平在世界范围 内是比较低的。表现在结构设计方面为：①荷载标准值偏低； 荷载分项系数较小；材料分项系数偏低，因此材料设计强度偏 高；②设计计算和构造措施普遍比国外安全储备少，尤其是最 小配筋率，取值明显低于其他国家规范的规定。
S
在结构设计中，不仅仅只考虑结构的承载能力，有时还要考 虑结构的适用性和耐久性，则极限状态方程可推广为：
Z = g ( x1 , x 2 , L , x n )
第二节
按近似概率的极限状态设计法
★ 由于结构抗力和荷载效应的随机性，安全可靠应 该属于概率的范畴，应当用结构完成其预定功能 的可能性（概率）的大小来衡量，而不是一个定 值来衡量。
M < Mu f < [f] wmax< [wmax]
M = Mu f = [f] wmax= [wmax]
M > Mu f > [f] wmax> [wmax]
承ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能力极限状态
超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求 ◆ 结构或构件达到最大承载力（包括疲劳） ◆ 结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑 移） ◆ 结构塑性变形过大而不适于继续使用 ◆ 结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性 铰） ◆ 结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）
◆ 适用性 ◎ 结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不发生影 响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、振动（频率、振 幅），或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。 ◆ 耐久性 ◎ 结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久 性。即在各种因素的影响下（混凝土碳化、钢筋锈蚀），结 构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而导致结构在 其预定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。
钢筋混凝土梁受弯承载力的极限状态分析
钢筋混凝土梁受弯承载力的极限状态分析1. 概述钢筋混凝土梁是建筑结构中常用的构件之一，承载结构负荷的能力是设计的重要指标之一。
梁的受弯承载力是指梁在受弯矩作用下所能承受的最大荷载，也是梁设计中的重要参数之一。
本文将从极限状态分析的角度出发，介绍钢筋混凝土梁受弯承载力的计算方法。
2. 极限状态设计基本原理极限状态设计是建筑结构设计中的一种设计方法，其基本原理是将结构在使用寿命内所可能承受的荷载和变形分为两类，即正常工作状态和极限状态。
正常工作状态下，结构应能够满足正常使用要求，而在极限状态下，结构发生破坏或失效。
极限状态设计的目的是为了确保结构在极限状态下依然具有足够的安全性。
3. 钢筋混凝土梁受弯承载力的计算方法钢筋混凝土梁受弯承载力的计算方法包括弯矩容许值法、受压区高度法、受拉钢筋屈服限制法等。
其中，弯矩容许值法是最常用的方法之一。
3.1 弯矩容许值法弯矩容许值法是通过计算梁截面的弯矩容许值和实际弯矩之间的比较来确定梁的承载能力。
弯矩容许值可通过截面的几何形状和材料强度来计算。
梁的实际弯矩可通过荷载分析得到。
弯矩容许值和实际弯矩之间的比较可用以下公式表示：MRd >= M其中，MRd为弯矩容许值，M为实际弯矩。
弯矩容许值的计算涉及到混凝土和钢筋的特性和截面形状等因素。
在计算时，需要考虑截面受压区和受拉区的不同特性，以及混凝土和钢筋的强度等因素。
具体计算方法可参考《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）等国家标准。
3.2 受压区高度法受压区高度法是通过计算梁截面受压区的高度来确定梁的承载能力。
梁截面受压区高度的计算涉及到混凝土的强度、钢筋的位置和形状等因素。
具体计算方法可参考《混凝土结构设计规范》等国家标准。
3.3 受拉钢筋屈服限制法受拉钢筋屈服限制法是通过计算梁截面受拉钢筋的屈服限制来确定梁的承载能力。
具体计算方法可参考《混凝土结构设计规范》等国家标准。
4. 结论钢筋混凝土梁受弯承载力的计算方法多种多样，其中弯矩容许值法是最常用的方法之一。
钢筋混凝土梁极限状态设计规范
钢筋混凝土梁极限状态设计规范一、前言钢筋混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一，钢筋混凝土梁是其中最基本的构件之一。
本文将详细介绍钢筋混凝土梁极限状态设计规范。
二、设计原则1.强度设计原则：在荷载作用下，构件内应力达到强度极限时，保证构件不发生破坏。
2.变形设计原则：在荷载作用下，构件内应力达到强度极限前，保证构件的变形控制在规定范围内，以保证结构的稳定性。
3.耐久性设计原则：要求结构具有一定的耐久性，保证结构在使用寿命内不失效。
三、荷载计算1.自重：按照建筑设计规范计算。
2.活载：按照建筑设计规范计算。
3.温度变形：考虑梁的温度变形对结构的影响。
4.地震作用：按照建筑设计规范计算。
四、截面设计1.弯矩和剪力的作用下，截面内受应力的分布应符合规范要求。
2.截面应满足强度和稳定性要求。
在满足强度要求的前提下，应尽量减小截面尺寸。
3.应设置适当的箍筋以保证梁的受力性能。
五、受力分析1.计算弯矩和剪力大小和分布情况。
2.按照受力分析结果进行截面设计。
3.计算受力构件内部的应力大小和分布情况。
六、配筋设计1.按照规范要求计算配筋量。
2.合理分配钢筋，使得钢筋在截面内的作用能够得到充分发挥。
3.满足构件的强度和变形要求。
七、箍筋设计1.按照规范要求计算箍筋的数量和尺寸。
2.在满足强度和变形要求的前提下，尽量减小箍筋的数量和尺寸。
八、构造设计1.构造设计应符合规范要求，保证结构的强度和稳定性。
2.连接件的设计应满足强度和变形要求。
3.预留伸缩缝和变形缝，以保证结构的变形和温度变化的安全性。
九、结构计算1.按照规范要求进行计算，计算结果应符合规范要求。
2.计算过程中应考虑荷载的组合和相互作用。
3.计算过程中应注意构件的强度和变形控制。
十、结构施工1.按照设计要求进行施工，保证结构的质量和安全性。
2.施工过程中应注意构件的强度和变形控制。
3.施工过程中应注意施工工艺和施工工具的安全性。
十一、验收标准1.按照规范要求进行验收，保证结构的质量和安全性。
《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
钢筋混凝土结构的设计方法—承载能力极限状态
荷载效应组合
结构功能函数与结构状态
可靠度分析中，结构的极限状态一般用功能函数描绘。当有n个随机
变量(X1,X2,…..Xn)影响结构的可靠度时，结构的功能函数可表示为
Z Z ( X 1 , X 2 ,......, X n )
若功能函数中仅包括结构抗力R和作用（或荷载）综合效应S两个基本变量，
等。
何为作用效应？
结构的失效概率
作用效应
——结构对所受作用的反应：结构或者构件的内力、变形等。
P
P
P
P/2
PL/4
弯矩图
剪力图
P/2
结构的失效概率
2.失效与失效概率
❖
失 效——指结构或结构的一部分不能满足设计所规定某一功能要求，
即达到或超过了承载能力极限状态或正常使用极限状态中的某一限值。
❖
失效概率——作用效应S和结构抗力R都是随机变量或随机过程，因
约束变形的原因，它分为直接作用和间接作用。
结构的失效概率
两类作用
作用
直接作用
施加在结构上的荷载，如结构自
重、汽车荷载等。
间接作用
引起结构约束变形和外
加变形的原因
结构的失效概率
约束变形
外加变形
结构材料发生收
强迫结构产
缩或膨胀等变化
生变形。基
，结构在支座或
础的不均匀
节点的约束下间
沉降，地震
接产生的变形。
此要绝对地保证R总是大于S是不可能的。可能出现R小于S的情况，
这种可能性的大小用概率来表示就是失效概率。
结构的失效概率
可靠概率 p s 1 p f ， p f 为失效概率。
R，S的概率密度分布曲线
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。