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3.4 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的验算。

  1 对需要控制变形的构件,应进行变形验算;

  2 对使用上限制出现裂缝的构件,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 对有舒适度要求的楼盖结构,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。 

 表 3.4.3    受弯构件的挠度限值    

构件类型

挠度限值

吊车梁

手动吊车

l0/500

电动吊车

l0/600

屋盖、楼盖及楼梯构件

当 l0<7m 时

l0/200(l0/250)

当 7≤l0≤9m 时

l0/250(l0/300)

当 l0>9m 时

l0/300(l0/400)

注:1 表中 l0 为构件的计算长度;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 表中括号中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应力所产生的反拱值,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。对预应力混凝土构件,按荷载标准组合并考虑长期作用的影响计算时,构件的最大裂缝宽度不应超过本规范第 3.4.5 条规定的最大裂缝宽度限值;对二a 类环境的预应力混凝土构件,尚应按荷载准永久组合计算,且构件受拉边缘混凝土的拉应力不应大于混凝土的抗拉强度标准值。

3.4.5 结构构件应根据结构类别和本规范表 3.5.2 规定的环境类别,按表 3.4.5 的规定选用不同的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值 ωlim

表 3.4.5  结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值(mm)

环境类别

钢筋混凝土结构

预应力混凝土结构

裂缝控制等级

ωlim

裂缝控制等级

ωlim

三级

0.30(0.40)

三级

0.20

二a

0.20

0.10

二b

二级

三a、三b

一级

注:1 对处于年平均相对湿度小于 60%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;

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 预应力螺纹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 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 0.20mm;对钢筋混凝土屋面梁和托梁,其最大裂缝宽度限值应取为 0.30mm;

  3 在一类环境下,对预应力混凝土屋面梁、托梁及双向板体系,应按二级裂缝控制等级进行验算;对一类环境下的预应力混凝土屋面梁、托梁、单向板,按表中二a 类环境的要求进行验算;在一类和二类a 环境下的需作疲劳验算的预应力混凝土吊车梁,应按裂缝控制等级不低于二级的构件进行验算;

  4 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本规范第 7 章的要求;

  5 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;

  6 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;

  7 表中的最大裂缝宽度限值为用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。

3.4.6 对混凝土楼盖结构应根据使用功能的要求进行竖向自振频率验算,并宜符合下列要求:

  1 住宅和公寓不宜低于 5Hz;

  2 办公楼和旅馆不宜低于 4Hz;

  3 大跨度公共建筑不宜 3Hz。