给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069-2002
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5.3 正常使用极限状态验算规定

5.3.1  对正常使用极限状态,结构构件应分别按作用短期效应的标准组合或长期效应的准永久组合进行验算,并应保证满足变形、抗裂度、裂缝开展宽度、应力等计算值不超过相应的规定限值。

5.3.2  对混凝土贮水或水质净化处理等构筑物,当在组合作用下,构件截面处于轴心受拉或小偏心受拉(全面处于受拉)状态时,应按不出现裂缝控制;并应取作用短期效应的标准组合进行验算。

5.3.3  对钢筋混凝土贮水或水质净化处理等构筑物,当在组合作用下,构件截面处于受弯或大偏心受压、受拉状态时,应按限制裂缝宽度控制;并应取作用长期效应的准永久组合进行验算。

5.3.4  钢筋混凝土构筑物构件的最大裂缝宽度限值,应符合表5.3.4的规定。

5.3.5  电机层楼面的支承梁应按作用的长期效应的准永久组合进行变形计算,其允许挠度应符合下式要求:

5.3.6  对于正常使用极限状态,作用效应的标准组合设计值Ss和作用效应的准永久组合设计值Sd,应分别按下列公式确定:

    1  标准组合

    2  准永久组合

5.3.7  对钢筋混凝土构筑物,当其构件在标准组合作用下处于轴心受拉或小偏心受拉的受力状态时,应按下列公式进行抗裂度验算:

    1  对轴心受拉构件应满足:

    2  对偏心受拉构件应满足:

5.3.8  对于预应力混凝土结构的抗裂验算,应满足下式要求:

5.3.9  钢筋混凝土构筑物的各部位构件,在准永久组合作用下处于受弯、大偏心受压或大偏心受拉状态时,其可能出现的最大裂缝宽度可按附录A计算确定,并应符合5.3.4的要求。

条文说明

5.3.1~5.3.3  正常使用极限状态验算,包括运行要求,观感要求,尤其是耐久性(使用寿命)要求。条文对验算内容及相应的作用组合条件做出了规定:当构件在组合作用下,截面处于全截面受拉状态(轴拉或小偏心受拉)时,一旦应力超过其抗拉强度时,截面将出现贯通裂缝,这对盛水构筑物是不能允许的,对此应按抗裂度验算,限制裂缝出现,相应作用组合应按短期效应的标准组合作为验算条件;当构件在组合作用下,截面处于压弯或拉弯状态(受弯、大偏心受拉或偏心受压)时,可以允许截面出现裂缝,但需要从耐久性考虑,限制裂缝的最大宽度,避免钢筋的锈蚀,此时相应的作用组合可按长期效应的准永久组合作为验算条件。

5.3.4  关于构件截面最大裂缝宽度限值的规定。

    条文基本上仍采用了原规范GBJ 69-84的规定值,因为这些限值在实践中证明是合适的。仅对沉井结构的最大裂缝限值作了修订,主要考虑到原规范仅对沉井的施工阶段作用效应作了规定,允许裂宽偏大,这样对使用阶段来说不一定是合适的,因此这次修订时与其他构筑物的衡量标准协调一致,允许裂宽适当减小,确保结构的使用寿命。

5.3.5  本条对于泵房内电机层的支承梁变形限值,维持原规范GBJ 69-84的要求,实践证明它对保证电机正常运行、节约耗电是适宜的。

5.3.6  条文对正常使用极限状态给出了作用效应计算通式。结合给水排水工程的具体情况,考虑了长期作用效应和短期作用效应两种计算式,分别针对构件不同的受力条件,与本节5.3.2及5.3.3的规定协调一致。

5.3.7~5.3.8  条文给出了钢筋混凝土构件处于轴心受拉或小偏心受力状态时,相应的抗裂度验算公式。条文根据工程实践经验和原规范的规定,拟定了混凝土拉应力限制系数αcf的取值。即根据工程校准法,可通过下式计算:

按GBJ 10-89,试块改为150mm立方体(考虑与国际接轨),混凝土的各项强度标准值取其试验平均值减去1.645倍标准差,并统一采用量钢N/mm2,则可得:

    从表(5.3.7)所列αct的数据,在给水排水工程中混凝土的等级不可能超过C40,为此条文规定可取0.87采用,与原规范的抗裂安全要求基本上协调一致。

5.3.8  本条对于预应力混凝土结构的抗裂验算,基本上按照原规范的要求。以往在给水排水工程中,对贮水构筑物的预加应力均要求设计荷载作用下,构件截面上保持一定的剩余压应力。此次修订时,对预制装配结构仍保持了原规范的规定,即取预压效应系数αcp=1.25;对现浇混凝土结构适当降低了αcp值,采用1.15,仍留有足够的剩余压应力,应该认为对结构的安全可靠还是有充分保证的。

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