钢结构的正常使用极限状态.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第6章 钢结构的正常使用极限状态,6.1 正常使用极限状态的特点,6.2 拉杆、压杆刚度要求,6.3 梁和桁架的变形限制,6.4 钢框架的变形限制,6.5 振动的变形限制,6.1,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,（,GB50068,一,2001,）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：,l,）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：,1,）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）,;2,）荷载产生的挠度妨碍家具或设备（如电梯）的正常功能；,3,）明显的挠度使居住者感到不安；,4,）由剧烈的自然现象（如咫风、龙卷风）造成的非结构构件彻底损坏；,5,）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）,;6,）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；,7,）使用荷载下的连续变形（如高强度螺栓滑移）。,6.2,拉杆、压杆的刚度要求,按照结构的使用要求，钢结构的轴心拉杆、轴心压杆以及拉弯构件和压弯构件都不应过分柔弱而应该具有必要的刚度，保证构件不产生过度的变形。这种变形可能因其自重而产生，也可能在运输或安装构件的过程中产生。承受轴线拉力或压力的构件其刚度用长细比控制，即,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。表,6,1,、表,6,2,分别给出了,GB50017,规范对各种拉杆、压杆的容许长细比。,6.3,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，通常称受弯构件在使用阶段出现的弯曲变形为挠度，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过规范所规定的容许挠度。,6.4,钢框架的变形限制,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,6,一,5,。表,6,一,6,是,GB500l7,规范对重型厂房及露天栈桥框架柱的容许变形限值。,多层及高层框架结构的变形限制须考虑两方面的内容，一是限制结构顶点位置的侧移量，二是限制层间侧移量。,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，顶点质心的侧移要求不超过建筑高度的,1/500,，质心层间位移要求不超过楼层高度的,1/4 00,。,地震区建造的高层框架结构在地震作用下的层间位移的限值有所放宽，现行有关规范规定，在第一阶段抗震设计时，其层间侧移标准值不得超过层高的,1/250,，而在第二阶段抗震设计时，其层间侧移标准值不得超过层高的,1/70,。此值允许塑性在结构中有一定程度发展，但保证不致倒塌。,6.5,振动的限制,房屋结构的振动有楼板的竖向振动,高层结构在风荷载作用下也会产生振动,地震引起的结构物的水平和竖向振动，地震引起的振动以及风振对结构强度和需也稳定的影响在承载能力极限状态的有关计算中予以考虑。,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,也可以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，这里只讨论前一因素。,高层民用建筑钢结构技术规程,（,JGJ99,一,98,）对压型钢板组合楼板的振动采用限制其自振频率的办法。自振频率可按下式计算：,