第三節(jié)　承載能力極限狀態(tài)計算

　　承受荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力的構(gòu)件，稱為受彎構(gòu)件(如梁、板)。它在彎矩作用下可能會發(fā)生正截面受彎破壞;同時在彎矩和剪力的共同作用下又可能會發(fā)生斜截面受剪破壞。承受荷載產(chǎn)生的軸力、彎矩和剪力的構(gòu)件，稱為受壓構(gòu)件(即柱)。當然它也存在著正截面受彎破壞和斜截面受剪破壞的可能。

　　一、正截面承截能力計算

　　(一)破壞形態(tài)

　　(1)受彎構(gòu)件(梁)，因其配筋率ρ的不同，可能出現(xiàn)適筋梁破壞，超筋梁破壞和少筋梁破壞等三種。它們的破壞特征為;

　　1 )適筋梁破壞(配筋量適中)——受拉區(qū)鋼筋先達屈服強度，然后受壓區(qū)邊緣纖維混凝土的壓應變達到其極限壓應變。εcu 值而破壞。該破壞屬延性破壞。

　　2 )超筋梁破壞(配筋量過多) ——當受拉壓鋼筋還未達屈服強度，而受壓區(qū)邊緣纖維混凝土就因已達εcu值而破壞。該破壞屬脆性破壞。

　　3 )少筋梁破壞(配筋量過少)——當梁一開裂，受拉鋼筋立即達屈服強度，梁被拉為兩部分而斷裂破壞。它的極限彎矩與開裂彎矩幾乎相等，該破壞也屬脆性破壞。

　　(2)偏壓構(gòu)件(柱)的破壞形態(tài)有：大偏心受壓破壞和小偏心受壓破壞等兩種。它們的破壞特征為：

　　1 )大偏心受壓破壞 ——遠離軸向力 N 一側(cè)的受拉鋼筋先達屈服強度，然后另一側(cè)截面外邊緣纖維混凝土的壓應變達εcu而破壞。( 時，該側(cè)的受壓鋼筋也達受壓屈服強度)。該破壞屬延性破壞。

　　2 )小偏心受壓破壞——靠近軸向力 N 一側(cè)的外邊緣纖維混凝土壓應變先達到εcu，同時這一側(cè)的受壓鋼筋也達受壓屈服強度;而遠離軸向力 N 一側(cè)的鋼筋，無論是受拉還是受壓，均未屈服而破壞。該破壞屬脆性破壞。

　　(二)計算基本假定

　　(1)截面應變保持平面;

　　(2)不考慮混凝土的抗拉強度;

　　(3)混凝土受壓的應力與應變關(guān)系曲線，如圖 4 一 3 所示：

　　式中： σc ——混凝土壓應變?yōu)椤！r的混凝土壓應力;

　　fc ——混凝土軸心抗壓強度設計值;

　　ε0——混凝土壓應力剛達 fc 時的混凝土壓應變;

　　εcu ——正截面的混凝土極限壓應變，當處于非均勻受壓時，按式( 4 一 1 )計算，當處于軸心受壓時取為ε0。;

　　fcu ， k——混凝土立方體抗壓強度標準值;

　　n ——系數(shù)。

　　(4)縱向鋼筋的應力，取鋼筋應變與其彈性模量的乘積，且此值應不大于其相應的強度設計值。縱向受拉鋼筋的極限拉應變?nèi)?0 . 01 。

　　(三)受壓區(qū)混凝土的等效矩形應力圖形

　　正截面破壞時受壓區(qū)混凝土的應力圖形可簡化為等效的矩形，如圖 4 一 4 所示。所謂等效，即為原應力圖形的合力大小及其作用位置與矩形圖形的合力大小及其位置相同。

　　圖 4 -4 中系數(shù) αl 的取值如下：

　　當混凝土強度等級≤C50 時，αl=1.0

　　當混凝土強度等級>C80時，αl=0.94;

　　當混凝土強度等級在 C50 與 C80 之間時，則按線性內(nèi)插法確定。

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