3.3.3 正常使用極限狀態(tài)設計表達式

　　按正常使用極限狀態(tài)設計，主要是驗算構件的變形和抗裂度或裂縫寬度。

　　按正常使用極限狀態(tài)設計時，變形過大或裂縫過寬雖影響正常使用，但危害程度不及承載力引起的結構破壞造成的損失那么大，所以可適當降低對可靠度的要求。計算時取荷載標準值，不需乘分項系數(shù)，也不考慮結構重要性系數(shù)γ0。

　　1. 正常使用極限狀態(tài)設計簡單表達式

　　Sk ≤ Rk

　　2. 可變荷載的準永久值系數(shù)和頻遇值系數(shù)

　　在正常使用狀態(tài)下，可變荷載作用時間的長短對于變形和裂縫的大小顯然是有影響的。可變荷載的最大值并非長期作用于結構之上，所以應按其在設計基準期內(nèi)作用時間的長短和可變荷載超越總時間或超越次數(shù)，對其標準值進行折減�！督ㄖ�結構可靠度設計統(tǒng)一標準》采用一個小于1的準永久值系數(shù)和頻遇值系數(shù)來考慮這種折減。

　　(1) 準永久值系數(shù)，是根據(jù)在設計基準期內(nèi)荷載達到和超過該值的總持續(xù)時間與設計基準期內(nèi)總持續(xù)時間的比值而確定。

　　(2) 頻遇值系數(shù)，是根據(jù)在設計基準期間可變荷載超越的總時間或超越的次數(shù)來確定的。

　　3. 可變荷載的準永久值和頻遇值

　　準永久值 = 可變荷載標準值×準永久值系數(shù)(ψq)

　　頻遇值 = 可變荷載標準值×頻遇值系數(shù)(ψf)

　　4. 可變荷載的代表值

　　可變荷載有四種代表值，即標準值、組合值、準永久值和頻遇值。其中標準值稱為基本代表值，其他代表值可由基本代表值乘以相應的系數(shù)得到。各類可變荷載和相應的組合值系數(shù)、準永久值系數(shù)、頻遇值系數(shù)可在荷載規(guī)范中查到。

　　2. 荷載效應組合的標準值Sk

　　根據(jù)實際設計的需要，常須區(qū)分荷載的短期作用(標準組合、頻遇組合)和荷載的長期作用(準永久組合)下構件的變形大小和裂縫寬度驗算。所以，《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》規(guī)定按不同的設計目的，分別選用荷載的標準組合、頻遇組合和荷載的準永久組合。

　　(1) 荷載的標準組合

　　標準組合主要用于當一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生嚴重的永久性損害的情況。按荷載的標準組合時，荷載效應組合的標準值Sk應按下式計算

　　(2) 荷載的頻遇組合

　　頻遇組合主要用于當一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生局部損害、較大變形或短暫振動的情況。按荷載的頻遇組合時，荷載效應組合的標準值Sk應按下式計算

　　(3) 荷載的準永久組合

　　準永久組合主要用于當長期效應是決定性因素的情況。按荷載的準永久組合時，荷載效應組合的標準值Sk應按下式計算

　　3.3.4 按極限狀態(tài)設計時材料強度和荷載的取值

　　1.鋼筋抗拉強度標準值

　　對于鋼材，國家標準中已規(guī)定了每一種鋼材的廢品限值。抽樣檢查中如發(fā)現(xiàn)某爐鋼材的屈服強度達不到此限值，即作為廢品處理。例如，HPB235 (Q235)鋼筋，其廢品限值為235N/mm2。確定的這個廢品限值大體能滿足保證率為97. 73%，即平均值減去二倍的標準差。這一保證率已高于《建筑結構設計統(tǒng)一標準》規(guī)定的保證率95%的要求，因而《混凝土結構設計規(guī)范》中取國家冶金局標準規(guī)定的廢品限值作為鋼筋強度的標準值。

　　熱軋鋼筋抗拉強度標準值用fyk表示，取等于國家標準頒布的屈服強度的廢品限值;預應力鋼絞線、鋼絲和熱處理鋼筋的強度標準值用fPtk 表示, 系根據(jù)極限抗拉強度確定(條件屈服點0.85σb)。

　　2. 混凝土立方體抗壓強度標準值

　　混凝土立方體抗壓強度標準值用fcu,k表示。根據(jù)《建筑結構設計統(tǒng)一標準》規(guī)定的保證率95%的要求，混凝土強度標準值取平均值減1. 645倍的標準差。

　　fcu,k =μfcu-1.645σfcu

　　式中 fcu,k —— 混凝土立方體抗壓強度的平均值，(N /mm2);

　　μfcu —— 混凝土立方體抗壓強度的平均值，(N /mm2);

　　σf —— 混凝土立方體抗壓強度的標準差。

　　3.分項系數(shù)和設計值

　　(1) 材料強度的分項系數(shù)和設計值

　　鋼筋強度的分項系數(shù)γs 根據(jù)鋼筋種類不同，取值范圍在1.1～1.5;混凝土強度的分項系數(shù)γC 規(guī)定為1.4。

　　材料的強度設計值 = 材料強度標準值 / 材料的分項系數(shù)。

　　《混凝土結構設計規(guī)范》中同時給出了鋼筋和混凝土強度的標準值和設計值。

　　(2) 荷載分項系數(shù)和設計值

　　永久荷載的分項系數(shù)，根據(jù)其效應對結構不利和有利分別取1.2(或1.35)和1.0，可變荷載的分項系數(shù)一般取1.4。

　　設計中為了使得結構達到規(guī)定的可靠指標，在計算中應采用荷載設計值進行計算。

　　荷載設計值=荷載的標準值 × 荷載分項系數(shù)

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