钢结构的正常使用极限状态

1、 第六章 钢结构的正常使用极限状态 第一节 正常使用极限状态的特点 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。建筑结构可靠度设计统一标准(GB500682001)规定，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； 2)影响正常使用或耐久性能的局部破坏(包括裂缝)； 3)影响正常使用或耐久性能的振动； 4)影响正常使用或耐久性能的其他特定状态。 正常使用极限状态可以理解为适用性极限状态，常见的适用性问题有以下七类：由荷载、温度变化、潮湿、收缩和徐变引起的非结构构件的局部损坏(如顶棚、隔墙、墙、窗)；荷载产生的挠度妨碍家

2、具或设备(如电梯)的正常功能;明显的挠度使居住者感到不安；由剧烈的自然现象(如飓风、龙卷风)造成的非结构构件彻底损坏；结构因时效和服役而退化(如地下停车场结构因防水层破坏而受损)；建筑物因活荷载、风荷载或地震造成的运动，导致居住者身体或心理上不舒适感；使用荷载下的连续变形(如高强度螺栓滑移)。 第二节 拉杆、压杆的刚度要求 按正常使用极限状态，刚度过小易产生以下影响：构件产生过大的变形和振动。容易由于自重而发生挠曲。安装和运输的过程中造成弯曲在动力荷载的作用下容易晃动的受压构件，降低稳定承载力，在较小的荷载下失稳破坏。 轴心受力构件的刚度以长细比来衡量，越小，表示构件的刚度越大。 容许长细比。

3、按规范采用（表6-1、表6-2）项次构件名称承受静力荷载或间接动力荷载的构件有重级工作制吊车的厂房一般建筑结构有重级工作制吊车的厂房1桁架的杆件3502502502吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑3002003其他拉杆、支撑、系杆等（张紧的圆钢除外）400350表6-1受拉构件的容许长细比项次构 件 名 称容许长细比1柱、桁架和天窗架中的杆件150柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑2支撑（吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外）200用以减少受压构件长细比的杆件表6-1受压构件的容许长细比说明：在上式中压杆的计算长度按第5章所述的原则和方法确定，拉杆的计算长度则一律取其几何长度，即节点之间的距

4、离。容许长细比通常由有关规范给出。一般而言，压杆由于对几何缺陷的影响较为敏感，所以对它的长细比要求较拉杆严格的多。承受静力荷载的拉杆，可仅限制其在竖向平面内的长细比，以防止在自重作用下显著下垂。而承受直接动力荷载的拉杆因刚度过弱时会产生剧烈晃动，故其容许长细比比承受静力荷载的拉杆要小，并且两个方向同样对待。对于张紧的圆钢拉杆，因变形极微，所以不再限制长细比。 第三节 梁和桁架的变形限制 梁和承受横向荷载的桁架从总体受力上讲都属于受弯构件，受弯构件的正常使用极限状态是指其出现过大的弯曲变形。 为了满足正常使用的要求，设计时必须保证梁和桁架的挠度不超规范所规定的容许挠度。 vmaxv 式中： vm

5、ax 梁的最大挠度，计算时荷载取标准值， 计算公式见表6-3 v容许挠度，见表6-4受弯构件的容许挠度值构 件 类 别容许挠度吊车梁和吊车桁架（按自重和起重量最大的一台吊车计算挠度）（1）手动吊车和单梁吊车（包括悬挂吊车）l/1500（2）轻级工作制桥式吊车l/800（3）中级工作制桥式吊车l/1000（4）重级工作制桥式吊车l/1200有重轨（质量小于38kg/m）轨道的工作平台梁l/600有轻轨（质量不大于24kg/m）轨道的工作平台梁l/400楼盖梁或桁架、工作平台梁（上述情况除外）和平台板（1）主梁或桁架（包括设有悬挂起重设备的梁或桁架）l/400l/500（2）抹灰顶棚的次梁l/25

6、0l/350 （3）其他梁l/250l/300（4）屋盖檩条 支承无积灰的瓦楞铁和石绵瓦屋面者l/150 支承压型金属板、有积灰的瓦楞铁和石绵瓦屋面者l/200 支承其他屋面材料者l/200（5）平台板l/150表中：vT是全部荷载产生的挠度容许值， vQ是可变荷载产生的挠度容许值。 第四节 钢框架的变形限制一、单层框架 单层厂房的横向框架其柱脚可与基础刚接或铰接，而柱顶与屋架的连接一般都用刚接。钢框架的变形限制主要是柱顶侧移。设有A7或A8级吊车的厂房，则还要限制吊车梁或吊车桁架顶面标高处的柱位移。 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102：2002)对刚架柱的变形限值见表6-5。 重

7、型厂房及露天栈桥框架柱的容许变形限值见表6-6(GB50017规范).变形值由一台最大吊车水平荷载（按荷载规范取值）计算。吊车情况其他情况柱顶位移限值吊车情况其他情况柱顶位移限值1当采用轻型钢墙板时350250当吊车有驾驶室时3502当采用砌体墙时300200当吊车由地面操作时300表65刚架柱顶位移（计算值）限值项次变形的种类按平面结构图形计算按空间结构图形计算1厂房柱的横向变形Hc/1250Hc/20002露天栈桥柱的横向变形Hc/25003厂房和露天栈桥柱的纵向变形Hc/4000表66重型厂房及露天栈桥柱的容许计算变形二、多层及高层框架 多层及高层框架结构的变形限制须考虑两方面的内容:限制结构顶点位置的侧移量限制层间侧移量 对于多层及高层框架结构在风荷载标准值作用下，当不考虑地震作用时框架柱顶水平位移和层间相对位移不宜超过下列数值：多层框架的柱顶水平位移 H/500多层框架的层间相对位移 h/400其中： H为自基础顶面至柱顶的高度，h为层高。 第四节 振动的限制 房屋结构的振动有楼板的竖向振动，地震引起的结构物的水平和竖向振动，高层结构在风荷载作用下也会产生振动。 在正常使用状态下，需要避免风振加速度引起的人员不舒适感。楼板的振动可以由人群的活动产生，也从由坐落在楼板上的机械