【文章內(nèi)容簡介】 值所得乘積稱為荷載的準(zhǔn)永久值。可變荷載的頻遇值系數(shù)，是根據(jù)在設(shè)計基準(zhǔn)期間可變荷載超越的總時間或超越的次數(shù)來確定的，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)實際設(shè)計的需要，常須區(qū)分荷載的短期作用(標(biāo)準(zhǔn)組合頻遇組合)和荷線的長期作用(準(zhǔn)永久組合)下構(gòu)件的變形大小和裂縫寬度計算。對標(biāo)準(zhǔn)組合，主要用于當(dāng)—個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生嚴重的永久性損害的情況。對頻遇組合，即主要用于當(dāng)一個極限狀態(tài)被超越將產(chǎn)生局部損害、較大變形成短暫振動的情況。而準(zhǔn)永久組合即主要用在長期效應(yīng)是決定性因素的情況。按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合時，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S應(yīng)按下式計算 （3－26）為可變荷載組合值系數(shù)。 按荷載的頻遇組合時，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S應(yīng)按下式計算 (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，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S應(yīng)按下式計算 (326a)式中，為可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)。 荷載效應(yīng)的計算由下例說明?！督ㄖY(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定對于一般常遇的排架結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)，為了計算方便，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)計表達式可以簡化表達為 （3－28）對由永久荷載效應(yīng)控制的組合，其承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達式仍為（325）式。 按極限狀態(tài)設(shè)計時材料強度和荷載的取值 熱軋鋼筋的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值用fyk表示。％。熱軋鋼筋的標(biāo)準(zhǔn)強度取等于國家標(biāo)準(zhǔn)頒布的屈服強度的廢品限值。預(yù)應(yīng)力鋼絞絲、鋼絲和熱處理鋼筋的強度標(biāo)準(zhǔn)值系根據(jù)極限抗拉強度確定，用fptk表示。 混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值用表示。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》，保證率為95％。（1）材料強度的分項系數(shù)《混凝土設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的鋼筋強度的分項系數(shù)根據(jù)鋼筋種類不同，～，如表3－4所示。材料強度標(biāo)準(zhǔn)值乘以材料的分項系數(shù)，即可得到材料的強度設(shè)計值。對預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞絲和熱處理鋼筋的設(shè)計值系根據(jù)其條件屈服點確定。 （2）荷載的分項系數(shù)永久荷載的分項系數(shù)。第9講次 第四章 受彎構(gòu)件的正截面承載力計算目的要求：掌握結(jié)構(gòu)上荷載分類及荷載的代表值；結(jié)構(gòu)的功能要求；極限狀態(tài)概念及分類；。重點：結(jié)構(gòu)功能要求和極限狀態(tài)。難點：荷載代表值和極限狀態(tài)的分類第四章 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)計值，它是由結(jié)構(gòu)上的作用所產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計值. 式中的是受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的設(shè)計值，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形梁等對稱和不對稱截面，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)計時可取單位寬度（b=1000mm）進行計算。板的保護層厚度一般取15mm，所以計算板的配筋時，一般可取h0= h－20mm，但對露天或室內(nèi)潮濕環(huán)境下的板，當(dāng)采用C25及C30時，板的保護層宜加厚10mm，可取板的有效厚度h0=h－30mm。 材料選擇與一般構(gòu)造梁、板常用的混凝土強度等級是CCC40。(1)梁的鋼筋強度等級和常用直徑1)梁內(nèi)縱向受力鋼筋梁中縱向受力鋼筋宜采用 HRB400級或 RRB400級（III級）和HRB335級(Ⅱ級)，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別。對于綁扎的鋼筋骨架，其縱向受力鋼筋的直徑：當(dāng)梁高為300mm及以上時，不應(yīng)小于10mm；當(dāng)梁高小于300mm時，不應(yīng)小于6mm。為了便于澆注混凝土以保證鋼筋周圍混凝土的密實性，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，各層鋼筋之間的凈間距應(yīng)不小于25mm和d。對于單筋矩形截面梁，當(dāng)梁的跨度小于4m時，架立鋼筋的直徑不宜小于8mm；當(dāng)梁的跨度等于4～6m時，不宜小于10mm，當(dāng)梁的跨度大于6m時，不宜小于12mm。2）梁的箍筋宜采用 HPB235級（I級）、HRB335（Ⅱ級）和 HRB400（Ⅲ級鋼筋）級的鋼筋，常用直徑是6mm、8mm和10mm。（2）板的鋼筋強度等級及常用直徑板內(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（I級）、HRB335（Ⅱ級）和 HRB400（Ⅲ級鋼筋）級的鋼筋，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)計時，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（I級）和HRB335（Ⅱ級）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，稱為縱向受拉鋼筋的配筋百分率，用ρ表示，或簡稱配筋率，用百分數(shù)來計量，即縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的垂直距離，稱為混凝土保護層厚度，用c表示?；炷帘Ｗo層有三個作用：1）保護縱向鋼筋不被銹蝕；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算167。 受彎構(gòu)件正截面受彎的受力全過程4. 2．1適筋梁正截面受彎的三個受力階段縱向受拉鋼筋配筋率比較適當(dāng)?shù)恼孛娣Q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)計強度等級為C25的鋼筋混凝土簡支梁。適筋梁正截面受彎的全過程可劃分為如下三個階段：(曲率:沿構(gòu)件軸線單位長度的截面相對轉(zhuǎn)角)（1）第Ⅰ階段：混凝土開裂前的未裂階段第Ⅰ階段的特點是：1）混凝土沒有開裂；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)件抗裂度的計算依據(jù)。（2）第Ⅱ階段：混凝土開裂后至鋼筋屈服前的裂縫階段受力特點是：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加快了。階段Ⅱ相當(dāng)于梁使用時的應(yīng)力狀態(tài)，可作為使用階段驗算變形和裂縫開展寬度的依據(jù)。（3）第Ⅲ階段：鋼筋開始屈服至截面破壞的破壞階段其特點是：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)變達到其極限壓應(yīng)變實驗值時，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算的依據(jù)。綜上所述，試驗梁從加載到破壞整個過程，應(yīng)注意有以下幾個特點：（1）在第Ⅰ階段梁的截面曲率或撓度增長速度較慢；第Ⅱ階段由于梁帶裂縫工作，它們的增長速度較前為快，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āＪ芾瓍^(qū)混凝土的拉應(yīng)力圖形大致與混凝土單軸受拉時的應(yīng)力全曲線相對應(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的應(yīng)力全曲線相對應(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，開裂前、后的鋼筋應(yīng)力發(fā)生突變，當(dāng)時，鋼筋應(yīng)力到達屈服強度。 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)時發(fā)生適筋破壞形態(tài)，其特點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。適筋梁的破壞特點是破壞始自受拉區(qū)鋼筋的屈服。在鋼筋應(yīng)力到達屈服強度之初，受壓區(qū)邊緣纖維的應(yīng)變尚小于受彎時混凝土極限壓應(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，屬于延性破壞類型。當(dāng)時發(fā)生超筋破壞形態(tài)，其特點是混凝土受壓區(qū)先壓碎，縱向受拉鋼筋不屈服。它在沒有明顯預(yù)兆的情況下由于受壓區(qū)混凝土被壓碎而突然破壞，故屬于脆性破壞類型。當(dāng)時發(fā)生少筋破壞形態(tài)，其特點是受拉區(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，總會有一個界限配筋率，這時鋼筋應(yīng)力到達屈服強度的同時受壓區(qū)邊緣纖維應(yīng)變也恰好到達混凝土受彎時極限壓應(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算目的要求：掌握結(jié)構(gòu)上荷載分類及荷載的代表值；結(jié)構(gòu)的功能要求；極限狀態(tài)概念及分類；。重點：結(jié)構(gòu)功能要求和極限狀態(tài)。難點：荷載代表值和極限狀態(tài)的分類167。 正截面受彎承載力計算原理 正截面承載力計算的基本假定《混凝土設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，應(yīng)按下列四個基本假定進行計算：；；：混凝土受壓應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線方程為：當(dāng)時（上升段） (43)當(dāng)時（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度標(biāo)準(zhǔn)值。－應(yīng)變關(guān)系方程為 (48)對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，但是從整體來看，也就是跨越幾條裂縫來看，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為混凝土的抗拉強度很小，且其合力作用點離中和軸較近，抗彎力矩的力臂很小的緣故。，主要是因為曲線方程隨著混凝土強度等級的不同而有所變化，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當(dāng)混凝土強度等級為C50及以下時，截面受壓區(qū)邊緣達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，受彎承載力的計算公式可寫成， (420) 適筋梁與超筋梁的界限及界限配筋率 (422)(講課的時候，利用平移作圖)把代入上式，得 (423) 設(shè) ,稱為界限相對受壓區(qū)高度 （424）當(dāng)相對受壓區(qū)高度時，屬于超筋梁。當(dāng)時，屬于界限情況，與此對應(yīng)的縱向受拉鋼筋的配筋率，稱為界限配筋率，記作，此時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)是這種梁破壞時所能承受的彎矩Mu（按IIIa階段計算），等于同一截面的素混凝土梁所能承受的彎矩Mcr（按Ia階段計算）。這時，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度的離散性．以及收縮等因素的影響，所以在實用上，最小配筋率往往是根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗得出的。我國《混凝土設(shè)計規(guī)范》規(guī)定： (1)受彎的梁類構(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算目的要求：掌握結(jié)構(gòu)上荷載分類及荷載的代表值；結(jié)構(gòu)的功能要求；極限狀態(tài)概念及分類；。重點：結(jié)構(gòu)功能要求和極限狀態(tài)。難點：荷載代表值和極限狀態(tài)的分類167。 單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算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， 由于脆性破壞沒有征兆，為了確保所有的梁在瀕臨破壞時具有明顯的征兆以及在破壞時具有適當(dāng)?shù)难有?，就要求。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算包括截面設(shè)計、截面復(fù)核兩類問題。 已知M、混凝土強度等級及鋼筋強度等級、構(gòu)件截面尺寸b及h，求所需的受拉鋼筋截面