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第八章鋼筋混凝土構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)驗算8.1概述

18.2抗裂驗算8.2.1軸心受拉構(gòu)件為滿足目標可靠指標要求，引進拉應(yīng)力限制系數(shù)αct，ft改用ftk:

28.2.2受彎構(gòu)件

3

48.2.3偏心受拉構(gòu)件8.2.4偏心受壓構(gòu)件

58.3裂縫開展寬度的驗算8.3.1裂縫的成因混凝土結(jié)構(gòu)中存在拉應(yīng)力是產(chǎn)生裂縫的必要條件。主拉應(yīng)力達到混凝土抗拉強度時，不立即產(chǎn)生裂縫；當拉應(yīng)變達到極限拉應(yīng)變時才出現(xiàn)裂縫。裂縫分荷載和非荷載因素引起的兩類。

6裂縫出現(xiàn)前，拉區(qū)鋼筋與混凝土共同受力。沿構(gòu)件長度方向，各截面受力相同。混凝土拉應(yīng)力達到抗拉強度時，最弱截面出現(xiàn)第一條裂縫。裂縫截面混凝土不再承受拉力，轉(zhuǎn)由鋼筋承擔，裂縫截面鋼筋應(yīng)力突增。8.3.2裂縫開展機理及計算理論簡介一、裂縫開展前后的應(yīng)力狀態(tài)根據(jù)粘結(jié)滑移理論對純彎區(qū)段的裂縫加以討論。

7距裂縫截面有足夠的長度時，混凝土拉應(yīng)力增大到ft，將出現(xiàn)新的裂縫。荷載增加，應(yīng)力大于混凝土實際抗拉強度的地方又出現(xiàn)第二條裂縫。受粘結(jié)作用影響，混凝土不能自由回縮到無應(yīng)力狀態(tài)。距裂縫越遠，混凝土承擔的拉應(yīng)力越大，鋼筋拉應(yīng)力越小。

8裂縫出現(xiàn)后，沿構(gòu)件長度方向，鋼筋與混凝土的應(yīng)力隨裂縫位置變化，中和軸隨裂縫位置呈波浪形起伏。cf

98.3.2.2平均裂縫寬度ωm

10式中對于軸心受拉構(gòu)件

11τm——lcr范圍內(nèi)縱向受拉鋼筋與混凝土的平均粘結(jié)應(yīng)力；u——縱向受拉鋼筋截面總周長，u=nπd，n和d為鋼筋的根數(shù)和直徑。當混凝土抗拉強度增大時，鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)強度也隨之增加，因而可近似認為τm/ft為常數(shù)。將ρte＝As／Ate等代入：則：2．lcr值：

128.3.2.3最大裂縫寬度ωmax最大裂縫寬度值可由平均裂縫寬度乘以一個擴大系數(shù)得到，

138.3.3水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范裂縫寬度控制驗算方法8.3.3.1設(shè)計計算原則桿系構(gòu)件：按荷載效應(yīng)標準組合計算得到的構(gòu)件正截面最大裂縫寬度ωmax應(yīng)小于限值ωlin。非桿系結(jié)構(gòu)：按荷載效應(yīng)標準組合計算得到的鋼筋應(yīng)力σsk宜不大于相應(yīng)限值。重要的非桿系結(jié)構(gòu)：采用鋼筋混凝土非線性有限單元法。當鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件已滿足抗裂驗算要求時，可不再進行裂縫寬度驗算。

148.3.3.2構(gòu)件最大裂縫寬度計算公式

15ψ——裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)。σsk——計算公式也與SL191-2008規(guī)范相同。αcr——考慮構(gòu)件受力特征的系數(shù)。σ0——鋼筋的初始應(yīng)力。

16ν——考慮鋼筋表面形狀的系數(shù)。c——最外層縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉區(qū)邊緣的距離（mm）。d——受拉鋼筋直徑(mm)。用不同直徑時，改用換算直徑4As／u,u為鋼筋總周長。ρte——縱向受拉鋼筋的有效配筋率,ρte＝As／Ate；Ate——有效受拉混凝土截面面積；σsk——按荷載標準值計算的構(gòu)件縱向受拉鋼筋應(yīng)力（N/mm2）As——拉區(qū)縱向鋼筋截面面積。

17σsk——縱向受拉鋼筋應(yīng)力軸拉構(gòu)件構(gòu)件Nk——按荷載標準值計算得到軸向拉力值。

18Mk——按荷載標準值計算得到的彎矩值。受彎構(gòu)件構(gòu)件假定裂縫截面的受壓區(qū)混凝土處于彈性階段，應(yīng)力圖形為三角形分布，受拉區(qū)混凝土作用忽略不計。取z=0.87h0。

19應(yīng)用裂縫寬度公式應(yīng)注意下列幾個問題：只能用于常見的梁、柱一類構(gòu)件。該公式只適用于外力荷載不隨結(jié)構(gòu)變形而改變其數(shù)值的情況。裂縫寬度驗算時，荷載效應(yīng)是取用荷載的標準值（最大值）計算得到的。不能用減薄保護層厚度的辦法來滿足裂縫寬度的驗算要求。偏壓構(gòu)件當e0／h0≤0.55時，裂縫寬度小，不必驗算。

20當不滿足上述要求影響裂縫寬度的主要因素是鋼筋應(yīng)力，可采?。嚎筛挠幂^小直徑的帶肋鋼筋；減小鋼筋間距；適當增加受拉區(qū)縱向鋼筋截面面積等。解決荷載裂縫問題的最有效方法是采用預應(yīng)力鋼筋混凝土。8.3.3.3裂縫控制措施

218.4變形驗算8.4.1鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度試驗《材料力學》勻質(zhì)彈性材料梁，撓度計算公式：l0、EI——梁的計算跨度和截面抗彎剛度。

228.4.2受彎構(gòu)件的短期抗彎剛度Bs8.4.2.1不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件Bs——不出現(xiàn)裂縫的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的短期剛度；Ec——混凝土的彈模；I0——換算截面對其重心軸的慣性矩；0.85——考慮混凝土出現(xiàn)塑性時彈模降低的系數(shù)。

238.4.2.2出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件矩形、T形及工形截面構(gòu)件的短期剛度：ρ——縱向拉筋的配筋率；γf′——受壓翼緣面積與腹板有效面積的比值；γf——受拉翼緣面積與腹板有效面積的比值。

248.4.3受彎構(gòu)件的抗彎剛度B長期荷載下，壓區(qū)混凝土徐變使撓度隨時間增大?；炷潦湛s引起撓度增大。

25荷載效應(yīng)標準組合并考慮部分荷載長期作用影響的矩形、T形及I形截面受彎構(gòu)件抗彎剛度B：

268.4.4受彎構(gòu)件的撓度計算最小剛度原則在實用計算中，考慮到支座附近彎矩較小的區(qū)段雖然抗彎剛度較大，但對全梁的變形的影響不大，故取同號彎矩區(qū)段內(nèi)彎矩最大截面的抗彎剛度作為該區(qū)段的剛度。將B代替EI，撓度值按材料力學公式求得。撓度計算值不應(yīng)超過附錄五表3規(guī)定的允許值。f——按荷載效應(yīng)標準組合對應(yīng)的剛度B進行計算求得的撓度值。

27撓度允許值flim的確定：主要從以下幾個方面考慮：保證結(jié)構(gòu)的使用功能要求。防止對結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。防止對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不良影響。保證使用者的感覺在可接受的程度之內(nèi)。

28撓度不滿足，則：增加截面尺寸提高混凝土強度等級增加配筋量選用合理的截面（如T形或工形等）都可提高構(gòu)件的剛度。合理有效的措施是增大截面的高度。