第六章--钢结构的正常使用极限状态.ppt

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 GB50068 2001 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 按规范采用 表6 1 表6 2 表6 1受拉构件的容许长细比 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 vmax v 式中 vmax 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 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 表6 5刚架柱顶位移 计算值 限值 表6 6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设备产生 后者应该在设计或选用设备时采用适当的隔振措施加以解决 对前一