【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 值所得乘積稱(chēng)為荷載的準(zhǔn)永久值?？勺兒奢d的頻遇值系數(shù)，是根據(jù)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間可變荷載超越的總時(shí)間或超越的次數(shù)來(lái)確定的，荷載的頻遇值系數(shù)乘可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值所得乘積稱(chēng)為荷載的頻遇值。 這樣，可變荷載就有四種代表值，即標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值和頻遇值。 根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的需要，常須區(qū)分荷載的短期作用(標(biāo)準(zhǔn)組合頻遇組合)和荷線的長(zhǎng)期作用(準(zhǔn)永久組合)下構(gòu)件的變形大小和裂縫寬度計(jì)算。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)組合，主要用于當(dāng)—個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重的永久性損害的情況。對(duì)頻遇組合，即主要用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越將產(chǎn)生局部損害、較大變形成短暫振動(dòng)的情況。而準(zhǔn)永久組合即主要用在長(zhǎng)期效應(yīng)是決定性因素的情況。按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S應(yīng)按下式計(jì)算 （3－26）為可變荷載組合值系數(shù)。 按荷載的頻遇組合時(shí)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S應(yīng)按下式計(jì)算 (327)式中，為可變荷載的頻遇值系數(shù)。 按荷載的準(zhǔn)永久組合時(shí)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S應(yīng)按下式計(jì)算 (326a)式中，為可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)。 荷載效應(yīng)的計(jì)算由下例說(shuō)明。《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定對(duì)于一般常遇的排架結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)，為了計(jì)算方便，可變荷載的影響大小可不予區(qū)分，并采用相同的組合值系數(shù)，對(duì)由可變載效應(yīng)控制的組合，其承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式可以簡(jiǎn)化表達(dá)為 （3－28）對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合，其承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式仍為（325）式。 按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)材料強(qiáng)度和荷載的取值 熱軋鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值用fyk表示。％。熱軋鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度取等于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)頒布的屈服強(qiáng)度的廢品限值。預(yù)應(yīng)力鋼絞絲、鋼絲和熱處理鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值系根據(jù)極限抗拉強(qiáng)度確定，用fptk表示。 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值用表示。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，保證率為95％。（1）材料強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù)《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的鋼筋強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù)根據(jù)鋼筋種類(lèi)不同，～，如表3－4所示。材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值乘以材料的分項(xiàng)系數(shù)，即可得到材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞絲和熱處理鋼筋的設(shè)計(jì)值系根據(jù)其條件屈服點(diǎn)確定。 （2）荷載的分項(xiàng)系數(shù)永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)。第9講次 第四章 受彎構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算目的要求：掌握結(jié)構(gòu)上荷載分類(lèi)及荷載的代表值；結(jié)構(gòu)的功能要求；極限狀態(tài)概念及分類(lèi)；。重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)功能要求和極限狀態(tài)。難點(diǎn)：荷載代表值和極限狀態(tài)的分類(lèi)第四章 受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力167。 梁、板的一般構(gòu)造梁、板正截面受彎承載力計(jì)算是從滿足承載能力極限狀態(tài)出發(fā)的即要求滿足M Mu （41）式中的M是受彎構(gòu)件正截面的彎短設(shè)計(jì)值，它是由結(jié)構(gòu)上的作用所產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計(jì)值. 式中的是受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的設(shè)計(jì)值，它是由正截面上材料所產(chǎn)生的抗力。 梁、板常用矩形、T形、I字形、槽形、空心板和倒L形梁等對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)截面，如圖41所示。、板的截面尺寸(1)～； ～。矩形截面的寬度或T形界面的肋寬一般取為100、1150、（180）、200、（220）、250和300mm。(2)梁的高度采用h=250、300、350、750、800、900、1000mm等尺寸。(3)現(xiàn)澆板的寬度一般較大，設(shè)計(jì)時(shí)可取單位寬度（b=1000mm）進(jìn)行計(jì)算。板的保護(hù)層厚度一般取15mm，所以計(jì)算板的配筋時(shí)，一般可取h0= h－20mm，但對(duì)露天或室內(nèi)潮濕環(huán)境下的板，當(dāng)采用C25及C30時(shí)，板的保護(hù)層宜加厚10mm，可取板的有效厚度h0=h－30mm。 材料選擇與一般構(gòu)造梁、板常用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)是CCC40。(1)梁的鋼筋強(qiáng)度等級(jí)和常用直徑1)梁內(nèi)縱向受力鋼筋梁中縱向受力鋼筋宜采用 HRB400級(jí)或 RRB400級(jí)（III級(jí)）和HRB335級(jí)(Ⅱ級(jí))，常用直徑為12mm、14mm、16mm、18 mm、20mm、22mm和25mm。根數(shù)最好不少于3(或4)根。設(shè)計(jì)中若采用兩種不同直徑的鋼筋。鋼筋直徑相差至少2mm，以便于施工中能用肉眼識(shí)別。對(duì)于綁扎的鋼筋骨架，其縱向受力鋼筋的直徑：當(dāng)梁高為300mm及以上時(shí)，不應(yīng)小于10mm；當(dāng)梁高小于300mm時(shí)，不應(yīng)小于6mm。為了便于澆注混凝土以保證鋼筋周?chē)炷恋拿軐?shí)性，縱筋的凈間距應(yīng)滿足以下要求：；下部縱向鋼筋水平方向的凈間距不應(yīng)小于25mm和d。梁的下部縱向鋼筋配置為兩層或多于兩層時(shí)，各層鋼筋之間的凈間距應(yīng)不小于25mm和d。對(duì)于單筋矩形截面梁，當(dāng)梁的跨度小于4m時(shí)，架立鋼筋的直徑不宜小于8mm；當(dāng)梁的跨度等于4～6m時(shí)，不宜小于10mm，當(dāng)梁的跨度大于6m時(shí)，不宜小于12mm。2）梁的箍筋宜采用 HPB235級(jí)（I級(jí)）、HRB335（Ⅱ級(jí)）和 HRB400（Ⅲ級(jí)鋼筋）級(jí)的鋼筋，常用直徑是6mm、8mm和10mm。（2）板的鋼筋強(qiáng)度等級(jí)及常用直徑板內(nèi)鋼筋一般有縱向受拉鋼筋與分布鋼筋兩種。1）板的受力鋼筋板的縱向受拉鋼筋常用HPB235級(jí)（I級(jí)）、HRB335（Ⅱ級(jí)）和 HRB400（Ⅲ級(jí)鋼筋）級(jí)的鋼筋，常用直徑是6mm、8mm、l0mm和12mm，其中現(xiàn)澆板的板面鋼筋直徑不宜小于8mm。鋼筋的間距一般為70～200mm；當(dāng)板厚h150mm，不宜大于200mm；當(dāng)板厚h＞150mm，,且不應(yīng)大于250mm。2）板的分布鋼筋當(dāng)按單向板設(shè)計(jì)時(shí)，除沿受力方向布置受力鋼筋外，還應(yīng)在垂直受力方向布置分布鋼筋。分布鋼筋宜采用HPB235級(jí)（I級(jí)）和HRB335（Ⅱ級(jí)）的鋼筋，常用直徑是6mm和8mm。（3）縱向鋼筋在梁、板截面內(nèi)的布置要求1)下部鋼筋水平方向的凈距不小于鋼筋直徑，也不小于25mm；，也不應(yīng)小于30mm。2）豎向凈距不小于鋼筋直徑也不應(yīng)小于25mm和鋼筋直徑。（4）縱向受拉鋼筋的配筋百分率縱向受拉鋼筋總截面面積AS與正截面的有效面積bho的比值，稱(chēng)為縱向受拉鋼筋的配筋百分率，用ρ表示，或簡(jiǎn)稱(chēng)配筋率，用百分?jǐn)?shù)來(lái)計(jì)量，即縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的垂直距離，稱(chēng)為混凝土保護(hù)層厚度，用c表示。混凝土保護(hù)層有三個(gè)作用：1）保護(hù)縱向鋼筋不被銹蝕；2）在火災(zāi)等情況下，使鋼筋的溫度上升緩慢；3）使縱向鋼筋與混凝土有較好的粘結(jié)。第10講次 第四章 受彎構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算167。 受彎構(gòu)件正截面受彎的受力全過(guò)程4. 2．1適筋梁正截面受彎的三個(gè)受力階段縱向受拉鋼筋配筋率比較適當(dāng)?shù)恼孛娣Q(chēng)為適筋截面，具有適筋截面的梁叫適筋梁。圖44所示為一混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁。適筋梁正截面受彎的全過(guò)程可劃分為如下三個(gè)階段：(曲率:沿構(gòu)件軸線單位長(zhǎng)度的截面相對(duì)轉(zhuǎn)角)（1）第Ⅰ階段：混凝土開(kāi)裂前的未裂階段第Ⅰ階段的特點(diǎn)是：1）混凝土沒(méi)有開(kāi)裂；2）受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形是直線，受拉區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形在第Ⅰ階段前期是直線，后期是曲線；3）彎矩與截面曲率基本上是直線關(guān)系。階段可作為受彎構(gòu)件抗裂度的計(jì)算依據(jù)。（2）第Ⅱ階段：混凝土開(kāi)裂后至鋼筋屈服前的裂縫階段受力特點(diǎn)是：l）在裂縫截面處，受拉區(qū)大部分混凝士退出工作，拉力主要由縱向受拉鋼筋承擔(dān)，但鋼筋沒(méi)有屈服；2）受壓區(qū)混凝土已有塑性變形，但不充分，壓應(yīng)力圖形為只有上升段的曲線；3）彎矩與截面曲率是曲線關(guān)系，截面曲率與撓度的增長(zhǎng)加快了。階段Ⅱ相當(dāng)于梁使用時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，可作為使用階段驗(yàn)算變形和裂縫開(kāi)展寬度的依據(jù)。（3）第Ⅲ階段：鋼筋開(kāi)始屈服至截面破壞的破壞階段其特點(diǎn)是：1)縱向受拉鋼筋屈服，拉力保持為常值；裂縫截面處，受拉區(qū)大部分混凝土已退出工作，受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力曲線圖形比較豐滿，有上升段曲線，也有下降段曲線；2)彎矩還略有增加；3)受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變達(dá)到其極限壓應(yīng)變實(shí)驗(yàn)值時(shí)，混凝土被壓碎，截面破壞；4)彎矩曲率關(guān)系為接近水平的曲線。第Ⅲ階段末（Ⅲ）可作為正截面受彎承載力計(jì)算的依據(jù)。綜上所述，試驗(yàn)梁從加載到破壞整個(gè)過(guò)程，應(yīng)注意有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）在第Ⅰ階段梁的截面曲率或撓度增長(zhǎng)速度較慢；第Ⅱ階段由于梁帶裂縫工作，它們的增長(zhǎng)速度較前為快，第Ⅲ階段由于鋼筋屈服，故截面曲率和梁的撓度急劇增加。（2）平均應(yīng)變?nèi)苑掀浇孛婕俣?。受拉區(qū)混凝土的拉應(yīng)力圖形大致與混凝土單軸受拉時(shí)的應(yīng)力全曲線相對(duì)應(yīng)；受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力圖形也大致與其單軸向受壓時(shí)的應(yīng)力全曲線相對(duì)應(yīng)，即第Ⅰ階段為直線，第Ⅱ階段為只有上升段的曲線，第Ⅲ階段是有下降段的曲線。（3）當(dāng)時(shí)，開(kāi)裂前、后的鋼筋應(yīng)力發(fā)生突變，當(dāng)時(shí)，鋼筋應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度。 正截面受彎的三種破壞形態(tài)受彎構(gòu)件正截面受彎破壞形態(tài)有適筋破壞、超筋破壞和少筋破壞三種。當(dāng)時(shí)發(fā)生適筋破壞形態(tài)，其特點(diǎn)是縱向受拉鋼筋先屈服，受壓區(qū)混凝土隨后壓碎。這里、分別為縱向受拉鋼筋的最小配筋率、界限配筋率。適筋梁的破壞特點(diǎn)是破壞始自受拉區(qū)鋼筋的屈服。在鋼筋應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度之初，受壓區(qū)邊緣纖維的應(yīng)變尚小于受彎時(shí)混凝土極限壓應(yīng)變。在梁完全破壞以前，由于鋼筋要經(jīng)歷較大的塑性變形，隨之引起裂縫急劇開(kāi)展和梁撓度的激增，它將給人以明顯的破壞征兆，屬于延性破壞類(lèi)型。當(dāng)時(shí)發(fā)生超筋破壞形態(tài)，其特點(diǎn)是混凝土受壓區(qū)先壓碎，縱向受拉鋼筋不屈服。它在沒(méi)有明顯預(yù)兆的情況下由于受壓區(qū)混凝土被壓碎而突然破壞，故屬于脆性破壞類(lèi)型。當(dāng)時(shí)發(fā)生少筋破壞形態(tài)，其特點(diǎn)是受拉區(qū)混凝土一裂就壞。比較適筋梁和超筋梁的破壞，可以發(fā)現(xiàn)，兩者的差異在于：前者破壞始自受拉鋼筋；后者則始自受壓區(qū)混凝土。顯然，總會(huì)有一個(gè)界限配筋率，這時(shí)鋼筋應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度的同時(shí)受壓區(qū)邊緣纖維應(yīng)變也恰好到達(dá)混凝土受彎時(shí)極限壓應(yīng)變值。這種破壞形態(tài)叫“界限破壞”，即適筋梁與超筋梁的界限。第11講次 第四章 受彎構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算目的要求：掌握結(jié)構(gòu)上荷載分類(lèi)及荷載的代表值；結(jié)構(gòu)的功能要求；極限狀態(tài)概念及分類(lèi)；。重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)功能要求和極限狀態(tài)。難點(diǎn)：荷載代表值和極限狀態(tài)的分類(lèi)167。 正截面受彎承載力計(jì)算原理 正截面承載力計(jì)算的基本假定《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，應(yīng)按下列四個(gè)基本假定進(jìn)行計(jì)算：；；：混凝土受壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線方程為：當(dāng)時(shí)（上升段） (43)當(dāng)時(shí)（水平段） (44)式中，參數(shù)n、和的取值如下，為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。－應(yīng)變關(guān)系方程為 (48)對(duì)上述三條假定的解釋:，梁的變形規(guī)律符合平截面假定。即使在裂縫產(chǎn)生后，在局部可能存在不符合平截面假定的情況，但是從整體來(lái)看，也就是跨越幾條裂縫來(lái)看，還是符合平截面假定的。2. 忽略中和軸以下混凝土的抗拉作用主要是因?yàn)榛炷恋目估瓘?qiáng)度很小，且其合力作用點(diǎn)離中和軸較近，抗彎力矩的力臂很小的緣故。，主要是因?yàn)榍€方程隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)的不同而有所變化，所以在關(guān)系式中一些參數(shù)的確定考慮了混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的影響。而混凝土極限壓應(yīng)變和鋼筋最大應(yīng)變的限制，則是給定了鋼筋混凝土構(gòu)件中這兩種材料的破壞準(zhǔn)則。 受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力的合力及其作用點(diǎn)當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50及以下時(shí)，截面受壓區(qū)邊緣達(dá)到了混凝土的極限壓應(yīng)變值。受壓區(qū)混凝土壓應(yīng)力的合力 合力C到中和軸的距離 (410)式中——中和軸高度，即受壓區(qū)的理論高度。采用等效矩形應(yīng)力圖，受彎承載力的計(jì)算公式可寫(xiě)成， (420) 適筋梁與超筋梁的界限及界限配筋率 (422)(講課的時(shí)候，利用平移作圖)把代入上式，得 (423) 設(shè) ,稱(chēng)為界限相對(duì)受壓區(qū)高度 （424）當(dāng)相對(duì)受壓區(qū)高度時(shí)，屬于超筋梁。當(dāng)時(shí)，屬于界限情況，與此對(duì)應(yīng)的縱向受拉鋼筋的配筋率，稱(chēng)為界限配筋率，記作，此時(shí)考慮截面上力的平衡條件，在式（420）中，以代替，則有故 （425） 適筋梁與少筋梁的界限及最小配筋率從理論上講，適筋梁與少筋梁的界限應(yīng)是這種梁破壞時(shí)所能承受的彎矩Mu（按IIIa階段計(jì)算），等于同一截面的素混凝土梁所能承受的彎矩Mcr（按Ia階段計(jì)算）。這時(shí)，梁的特定配筋率在原則上應(yīng)是適筋梁的最小配筋率。但是，考慮到混凝土抗拉強(qiáng)度的離散性．以及收縮等因素的影響，所以在實(shí)用上，最小配筋率往往是根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)得出的。我國(guó)《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定： (1)受彎的梁類(lèi)構(gòu)件，其一側(cè)縱向受拉鋼筋的配筋百分率不應(yīng)小于，；（2）臥置于地基上的混凝土板，板的受拉鋼筋的最小配筋百分率可適當(dāng)降低，％。第1213講次 第四章 受彎構(gòu)件的正截面承載力計(jì)算目的要求：掌握結(jié)構(gòu)上荷載分類(lèi)及荷載的代表值；結(jié)構(gòu)的功能要求；極限狀態(tài)概念及分類(lèi)；。重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)功能要求和極限狀態(tài)。難點(diǎn)：荷載代表值和極限狀態(tài)的分類(lèi)167。 單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算amp。適用條件由力的平衡條件，得 （426）由力矩平衡條件，得 （427） （428） （1） （429） 或 （430）（2） （431）適用條件（1）是為了防止超筋破壞， 由于脆性破壞沒(méi)有征兆，為了確保所有的梁在瀕臨破壞時(shí)具有明顯的征兆以及在破壞時(shí)具有適當(dāng)?shù)难有裕鸵?。適用條件（2）是為了防止少筋破壞。受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算包括截面設(shè)計(jì)、截面復(fù)核兩類(lèi)問(wèn)題。 已知M、混凝土強(qiáng)度等級(jí)及鋼筋強(qiáng)度等級(jí)、構(gòu)件截面尺寸b及h，求所需的受拉鋼筋截面