注册建筑师钢筋混凝土结构辅导精选(9)

　　第四节　正常使用极限状态验算

　　正常使用极限状态验算主要是对构件进行裂缝控制和梁的挠度控制，以确保构件的适用性和耐久性功能要求。在验算中，荷载效应采用标准组合、准永久组合或标准组合并考虑长期作用的影响;材料强度采用标准值。

　　一、裂缝控制验算

　　(一)裂缝的成因、影响裂缝宽度的因素及减少裂缝宽度的措施

　　(1)裂缝成因钢筋混凝土结构产生裂缝的原因可分两大类：一类为荷载直接引起的裂缝;另一类为非荷载原因引起的裂缝。

　　非荷载引起的裂缝，其产生原因主要有下列：

　　1 )温度变化;

　　2 )地基不均匀沉降;

　　3 )混凝土收缩，及其塑性变形;

　　4 )钢筋锈蚀;

　　5 )水泥水化热

　　6 )水泥的碱液与活性骨料的化学反应。

　　(2)对于荷载引起的裂缝，影响其宽度的主要因素为：

　　l )钢筋应力;

　　2 )钢筋与混凝土之间的粘结强度;

　　3 )钢筋的有效约束区;

　　4 )混凝土保护层厚度。

　　(3)控制和减少裂缝宽度的措施：

　　1 )合理布置钢筋;

　　2 )采用合适的混凝土保护层厚度;

　　3 )采用带肋钢筋;

　　4 )采用预应力技术。

　　(二)裂缝控制的目的

　　(1)防护钢筋腐蚀，提高构件的耐久性;

　　(2)使结构具有正常的外观，不引起使用者在心理上造成不安全和不舒适的感觉。

　　(三)裂缝控制等级

　　裂缝控制等级分为三级。它们是按构件的使用条件要求、其所处环境类别、钢筋对腐蚀的敏感程度及荷载长期作用的影响来确定的。

　　(1)结构的环境类别分五类，见表 4 -3 所列

　　(2)裂缝控制等级

　　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表 4 -4 的限值。

　　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 写地区一类环境下的受弯构件，其最大裂缝宽度限值可采用括号内的数值;

　　③ 在一类环境下，对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm ; 对钢筋混凝土屋面梁和托梁，其最大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、托梁、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梁，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最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算;预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合相关要求;

　　⑥ 对于烟囱、筒仓和处于液体压力下的结构构件，其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定;

　　⑦ 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;

　　⑧ 表中的最大裂缝宽度限值用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。

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