钢结构的正常使用极限状态

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：①构件产生过大的变形和振动。②容易由于自重而发生挠曲。③安装和运输的过程中造成弯曲④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，λ越小，表示构件的刚度越大。

[λ]——容许长细比。按规范采用（表6-1、表6-2）项次构件名称承受静力荷载或间接动力荷载的构件有重级工作制吊车的厂房一般建筑结构有重级工作制吊车的厂房1桁架的杆件3502502502吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑300200－3其他拉杆、支撑、系杆等（张紧的圆钢除外）400350－表6-1受拉构件的容许长细比项次构件名称容许长细比1柱、桁架和天窗架中的杆件150柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑2支撑（吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外）200用以减少受压构件长细比的杆件表6-1受压构件的容许长细比说明：①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。②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。③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受弯成构件态的容宪许挠办度值构件类别容许挠度吊车梁和吊车桁架（按自重和起重量最大的一台吊车计算挠度）（1）手动吊车和单梁吊车（包括悬挂吊车）l/1500（2）轻级工作制桥式吊车l/800（3）中级工作制桥式吊车l/1000（4）重级工作制桥式吊车l/1200有重轨（质量小于38kg/m）轨道的工作平台梁l/600有轻轨（质量不大于24kg/m）轨道的工作平台梁l/400楼盖梁或桁架、工作平台梁（上述情况除外）和平台板（1）主梁或桁架（包括设有悬挂起重设备的梁或桁架）l/400l/500（2）抹灰顶棚的次梁l/250l/350（3）其他梁l/250l/300（4）屋盖檩条支承无积灰的瓦楞铁和石绵瓦屋面者l/150支承压型金属板、有积灰的瓦楞铁和石绵瓦屋面者l/200支承其他屋面材料者l/200（5）平台板l/150表中档：[vT]是全俩部荷络载产京生的芦挠度移容许子值，[vQ]是可懂变荷惊载产脚生的伪挠度倘容许紧值。第四驾节户钢告框架良的变歉形限以制一、裤单层薯框架单层恋厂房汪的横拜向框说架其盲柱脚售可与拜基础熄刚接秃或铰国接，而柱扣顶与僵屋架坡的连盆接一庸般都湿用刚窝接。钢框备架的投变形环限制主要灰是柱饰顶侧湿移。设贺有A7或A8级吊痕车的咬厂房混，则以还要限制迹吊车间梁或涌吊车婶桁架碑顶面其标高水处的摩柱位币移。《门式遮刚架宝轻型碎房屋迁钢结患构技乎术规茄程》(插CE做CS尊10略2：20警02角)对刚瞧架柱医的变衣形限蚂值见袜表6-绸5。重型楼厂房脏及露膝天栈怎桥框占架柱旺的容风许变居形限弄值见佣表6-6(律GB砌50砍01速7规范).变形列值由缎一台背最大但吊车管水平骂荷载宰（按荷载饱规范隶取值另）计辜算。吊车情况其他情况柱顶位移限值吊车情况其他情况柱顶位移限值1当采用轻型钢墙板时350250当吊车有驾驶室时3502当采用砌体墙时300200当吊车由地面操作时300表6－5刚架爽柱顶骨位移诉（计陶算值非）限左值项次变形的种类按平面结构图形计算按空间结构图形计算1厂房柱的横向变形Hc/1250Hc/20002露天栈桥柱的横向变形Hc/2500－3厂房和露天栈桥柱的纵向变形Hc/4000－表6－6重型洽厂房汽及露愈天栈值桥柱洪的容赏许计灾算变柳形二、倘多层父及高产层框瞧架多层壮及高叔层框陷架结里构的存变形啦限制英须考海虑两脸方面停的内鄙容:限制甘结构故顶点钟位置枕的侧隙移量限制它层间匹侧移粉量对于田多层临及高降层框治架结彻构在邪风荷窄载标粮准值胃作用宫下，当不割考虑粉地震球作用歌时框饲架柱君顶水叛平位航移和济层间桃相对设位移不宜歌超过匠下列默数值衰：多层健框架轰的柱饼顶水票平位希移H/休50洋0多层据框架泳的层申间相截对位雀移h/胳40村0其中食：H为自韵基础上顶面驾至柱底顶的营高度距，h为层个高。第四旨节派振动水的限舅制房屋伶结构良的振似动有访楼板弦的竖向榆振动，地蚀震引拼起的纤结构物的水平和竖向呆振动，高同层结际构在他风荷兆载作受用下粒也会迁产生振挺动。在正晃常使胖用状厘态下鸡，需犬要避宫免风听振加支速度热引起番的人诊员不舒拘适感健。楼杰板的个振动案可以转由人鸟群的叫活动著产生赏，也贱从由坐落黑在楼斯板上职的机餐械设拿备产湖生.后者使应该是在设约计或午选用设备给时采懒用适根当的兴隔振犹措施寺加以伯解决匙，对戒前一质因素面，《高层胆民用周建筑