正常使用极限状态计算ppt

正常使用极限状态计算ppt第一页，共十五页，2022年，8月28日第二页，共十五页，2022年，8月28日第一节

钢筋混凝土构件裂缝宽度计算第三页，共十五页，2022年，8月28日一、概述混凝土是一种耐久性很好的建筑材料。但是，混凝土的抗拉强度很低，其抗拉极限应变大约为=0.0001～0.00015。在混凝土即将开裂的瞬间，钢筋的应力只有===（0.0001～0.00015）=20～30MPa，事实上，钢筋的应力远大于此值。钢筋混凝土受弯构件在设计时不考虑受拉区混凝土的抗拉作用，完全由钢筋承担拉力，因此在使用状态下，受拉区有裂缝出现是不可避免的正常现象。当裂缝宽度不大时，并不影响结构的正常使用。但当裂缝宽度较大时，一则混凝土中的钢筋会从裂缝处开始锈蚀，二则结构刚度减小、变形增加，这样结构的耐久性和正常使用第四页，共十五页，2022年，8月28日就受到影响，同时给人们带来不安全感。因此，对钢筋混凝土构件的裂缝宽度必须要加以限制。实践证明，当混凝土裂缝宽度小于0.3mm时，在正常使用条件下构件内的钢筋不致因混凝土开裂而锈蚀。为了确保安全，容许的裂缝宽度还应小些。二、裂缝的种类钢筋混凝土结构的裂缝，就其产生的原因，大致可以分为两大类：一类是由于荷载(如恒载、活载等)所引起的裂缝。在正常使用阶段钢筋混凝土结构出现裂缝是不可避免的，所以通常称它为正常裂缝。一般通过计算加以控制最大裂缝宽度。一类裂缝主要是由于混凝土结硬时的收缩、拆模、起吊和运输时的不当以及构造上的不合理等原第五页，共十五页，2022年，8月28日因所造成的。因为对于这一类裂缝，只要采取一定的施工和构造措施，一般是可以克服和控制的，所以通常称此类裂缝为非正常裂缝。三、最大裂缝宽度计算

《公桥规》给出的计算矩形、T形和Ⅰ形截面受弯构件及B类预应力混凝土受弯构件最大裂缝宽度的公式为

第六页，共十五页，2022年，8月28日式中：Wfk——受弯构件的最大裂缝宽度(mm)；

C1——钢筋表面形状系数，对于光面钢筋

C1=1.4，对于带肋钢筋C1=1.0；

C2——作用(或荷载)长期效应影响系数，

C2=1+0.5N1/Ns，其中N1和Ns分别为按作用

(或荷载)长期效应组合和短期效应组合计算的内力值(弯矩或轴向力);

C3——与构件受力性质有关的系数，钢筋混凝土板式受弯构件时，C3=1.15，其它的受弯构件时，C3=1.0；轴心受拉构件时，

C3=1.2；偏心受拉构件时，C3=1.1；大偏心受压构件时，C3=0.9；

第七页，共十五页，2022年，8月28日

——由作用(或荷载)短期效应组合引起的开裂截面纵向受拉钢筋的应力；

Ms——按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩值；

d——纵向受拉钢筋儿的直径(mm)，当用不同直径钢筋时，d改用换算直径de：

——截面配筋率，对钢筋混凝土构件，当＞0.02时，取=0.02；当＜0.006时，取=0.006；对于轴心受拉构件，按全部受拉钢筋截面面积As的一半计算；

——构件受拉翼线宽度；

——构件受拉翼缘厚度；

As——构件受拉区纵向普通钢筋的截面面积；

Ap——构件受拉区纵向预应力钢筋的截面面积。当配置环氧树脂涂层带肋钢筋时，公式中的d或

de应乘以1.25系数。第八页，共十五页，2022年，8月28日四、最大裂缝宽度的限值钢筋混凝土构件和在使用阶段允许出现裂缝的预应力混凝土B类构件，在正常使用极限状态下的裂缝宽度，应按作用(或荷载)短期效应组合并考虑长期效应影响进行验算，且不得超过表的限值。构件裂缝宽度限值

第九页，共十五页，2022年，8月28日第二节

钢筋混凝土受弯构件变形计算第十页，共十五页，2022年，8月28日一、变形验算的目的与要求

桥梁上部结构在荷载作用下将产生挠曲变形，便桥面成凹形或凸形，多孔桥梁甚至呈波浪形。因此设计钢筋混凝土受弯构件时，应使其具有足够的刚度，以避免产生过大的变形而影响结构的正常使用。过大的变形将影响车辆高速平稳的运行，并将导致桥面铺装的迅速破坏；同时，车辆行驶时引起的颠簸和冲击，会伴随有较大的噪音和对桥梁结构加载的不利影响。另外，构件变形过大，亦会给人们带来不安全感。因此，对受弯构件产生的挠度值必须加以限制，保证结构正常使用。

第十一页，共十五页，2022年，8月28日变型验算是指钢筋混凝土桥梁以汽车荷载(不计冲击力)计算的上部结构最大竖向挠度，不应超过规定的允许值。《公桥规》对最大竖向挠度的限值规定如表所示。钢筋混凝土梁桥允许的挠度值

注：1.此处L为计算跨径，L1为悬臂长度；

2.荷载在一个桥跨范围内移动产生正负不同的挠度时，计算挠度应为其正负挠度的最大绝对值之和。第十二页，共十五页，2022年，8月28日二、刚度和挠度计算对于均布荷载作用下的简支梁，跨中最大挠度值为

钢筋混凝土受弯构件的刚度可按下列公式计算：

第十三页，共十五页，2022年，8月28日计算换算截面惯性矩时，构件截面的换算系数(钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值)可采用表10-1的值。将式（10-26）算得的值代入式（10-25）即得短期效应组合作用下的挠度值。

《公桥规》对长期荷载作用下的挠度计算是：按短期荷载效应计算的挠度值乘以挠度长期增长系数，可按下列规定取值：当采用C40以下混凝土时，=1.60；当采用C40～C80混凝土时，=1.45～1.35，中间强度等级可按直线内插取用。第十四页，共十五页，2022年，8月28日三、预拱度

钢筋混凝土受弯构件预拱度可按下列规定设置：

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