混凝土基本原理課件

第1章材料的物理力學性能第1章材料的物理力學性能

主要內容：鋼筋的物理力學性能混凝土的物理力學性能鋼筋與混凝土的粘結鋼筋的錨固和連接重點：鋼筋的級別、強度和變形性能混凝土的強度和變形性能粘結破壞機理第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

1鋼筋的種類及符號說明

鋼筋的外形

熱軋鋼筋第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

1鋼筋的種類及符號說明

預應力鋼筋第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

1鋼筋的種類及符號說明熱軋鋼筋的符號說明HPB235

生產工藝：hotrolled表面形狀：plain鋼筋：bar屈服強度第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

1鋼筋的種類及符號解釋熱軋鋼筋的符號說明HRB335

hotrolledribbedbarRRB400

remainedheattreatmentribbedbar第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

1鋼筋的種類及符號說明熱軋鋼筋的屈服強度種類符號fyf

'y熱軋鋼筋HPB235(Q235)210210HRB335(20MnSi)300300HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)360360RRB400(K20MnSi)R360360第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

1鋼筋的種類及符號說明預應力鋼筋的符號說明鋼絞線S——Strand光面鋼絲P——Plain刻痕鋼絲I——Indented螺旋肋鋼絲H——Helix熱處理鋼筋HT——Heat-treated第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

1鋼筋的種類及符號說明預應力鋼筋的屈服強度種類符號fptkfpyf'py鋼絞線1×3φS1860132039017201220157011101×71860132039017201220消除應力鋼絲光面螺旋肋φP

φH177012504101670118015701110刻痕φ處理鋼筋40Si2MnφHT1470104040048Si2Mn45Si2Cr第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

2軟鋼的應力—應變曲線

a

——比例極限b

——彈性極限ob

——彈性階段d

——極限抗拉強度bc

——屈服階段cd

——強化階段de

——破壞階段e

——極限應變第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

3硬鋼的應力—應變曲線

d

——極限抗拉強度e

——極限應變

條件屈服強度：

取殘餘應變?yōu)?.2%所對應的應力作為無明顯流幅鋼筋的強度限值，通常稱為條件屈服強度。第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

4鋼筋的應力—應變簡化模型

（1）理想彈塑性模型（2）三段線性模型第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

5鋼筋的塑性性能

（1）延伸率：（2）冷彎性能：

延伸率越大，鋼筋的塑性和變形能力越好。

彎心直徑越小，彎過的角度越大，冷彎性能越好，鋼筋的塑性性能越好。第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

6鋼筋的冷加工冷拉：

在常溫下用機械方法將有明顯流幅的鋼筋拉到超過屈服強度的某一應力值，然後卸載至零。第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

6鋼筋的冷加工

鋼筋在冷拉後，未經時效前，一般沒有明顯的屈服臺階；

經過停放或加熱後進一步提高了屈服強度並恢復了屈服臺階，這種現(xiàn)象稱為冷拉時效硬化。第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

6鋼筋的冷加工

冷拔：

將HPB235級熱軋鋼筋強行拔過小於其直徑的硬質合金拔絲模具。

經過幾次冷拔的鋼絲，抗拉、抗壓強度均大大提高，但塑性降低。第1章材料的物理力學性能

1.1鋼筋的物理力學性能

7混凝土結構對鋼筋性能的要求

保證構件具有一定的強度儲備。（1）適當?shù)那鼜姳龋?）足夠的塑性

避免發(fā)生脆性破壞。（4）耐久性和耐火性（3）可焊性要求鋼筋具備良好的焊接性能。（5）與混凝土具有良好的粘結

必要的混凝土保護層厚度以滿足對構件耐火極限的要求。（6）寒冷地區(qū)，防止鋼筋低溫冷脆導致破壞。第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

1立方體抗壓強度

用邊長為150mm的標準立方體試塊在標準條件下養(yǎng)護28d後，以標準試驗方法測得的破壞時的平均壓應力為混凝土的立方體抗壓強度。

影響因素：

按上述規(guī)定所測得的具有95%保證率的抗壓強度稱為混凝土的立方體抗壓強度標準值。

尺寸效應：尺寸越大，內部缺陷較多，強度較低。

加載速度：加載速度越快，強度越低。

端部約束：塗潤滑油，強度降低。第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

1立方體抗壓強度

混凝土強度等級

按立方體抗壓強度標準值確定，按的大小劃分為14級。C15、C20、C25、C30~C80。

混凝土強度等級的選用

採用HRB335、HRB400、RRB400級鋼筋時，不得低於C20；

預應力混凝土結構，不應低於C30；

採用高強鋼絲作預應力鋼筋時，不宜低於C40。

承受重複荷載構件的混凝土，不得低於C20；第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

2軸心抗壓強度

棱柱體高度的取值：

①擺脫端部摩擦力的影響；

②試件不致失穩(wěn)。

與的關係：

試驗目的：採用棱柱體試件，反映混凝土的實際工作狀態(tài)。

試件尺寸：我國取mm為標準試件。第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

3軸心抗拉強度

與的關係：

直接受拉試驗

劈裂試驗第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

4複雜受力狀態(tài)下混凝土的強度

雙軸應力狀態(tài)

①雙向受拉，接近單軸抗拉強度；

②雙向受壓，混凝土的側向變形受到約束，強度提高；

③一拉一壓，加速了混凝土內部微裂縫的發(fā)展，抗拉、抗壓強度均降低?；炷恋娜S抗壓強度

第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

4複雜受力狀態(tài)下混凝土的強度

三軸應力狀態(tài)

試件側向變形受到限制，其內部微裂縫的產生和發(fā)展受到阻礙，當側壓力增大時，軸向抗壓強度也相應增大。混凝土的三軸抗壓強度

第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

4複雜受力狀態(tài)下混凝土的強度

剪壓或剪拉複合應力狀態(tài)

①隨著拉應力的增大，混凝土的抗剪強度降低。

②隨著壓應力的增大，混凝土的抗剪強度逐漸增大；當壓應力超過某一數(shù)值後，抗剪強度隨壓應力增大而減小?；炷恋募魤貉}合強度

第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

5一次短期加載下混凝土受壓的應力—應變曲線

①當σ≤0.3時，關係接近於直線；

②當σ=(0.3～0.8)時，關係偏離直線；

③當σ=(0.8～1.0)時，內部微裂縫進入非穩(wěn)定發(fā)展階段?！逯祽?/p>

——極限壓應變

混凝土的應力—應變曲線

第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

6三向受壓時混凝土的應力—應變曲線

試件縱向受壓時，混凝土的橫向膨脹受到約束，使核心混凝土處於三向受壓狀態(tài)，內部微裂縫的發(fā)展受到抑制，從而提高了試件的縱向強度和延性，特別是延性大為提高。混凝土圓柱體三向受壓時軸向應力—應變曲線

第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

6三向受壓時混凝土的應力—應變曲線

螺旋箍筋圓柱體約束混凝土的應力—應變曲線

第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

7混凝土的變形模量

初始彈性模量：過原點切線的斜率。切線模量：過某一點切線的斜率。割線模量：某一點與原點連線的斜率?；炷恋淖冃文Ａ?/p>

第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

7混凝土的變形模量

混凝土彈性模量與立方體抗壓強度之間的關係：第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

8混凝土的徐變

定義：在荷載長期作用下，混凝土的變形隨時間而徐徐增長的現(xiàn)象。徐變的特點：開始增長較快，以後逐漸減慢，最後趨於穩(wěn)定?；炷恋男熳?/p>

第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

8混凝土的徐變

徐變的原因：①水泥凝膠體的黏性流動，使骨料應力增大。②混凝土中內部微裂縫的發(fā)展。影響徐變的因素：①應力的大?。虎诨炷恋凝g期；③混凝土的製作、養(yǎng)護環(huán)境；④水灰比與水泥用量；⑤骨料用量及力學性能。第1章材料的物理力學性能

1.2混凝土的物理力學性能

8混凝土的徐變徐變對結構設計的影響：

①使鋼筋混凝土構件截面產生內力重分佈；②使受彎構件和偏壓構件的變形加大；③使預應力混凝土構件產生預應力損失。第1章材料的物理力學性能

1.3鋼筋與混凝土的粘結與錨固

1粘結應力的定義鋼筋與混凝土接觸面上產生的沿鋼筋縱向的剪應力。粘結強度：粘結失效時的最大（平均）粘結應力。粘結強度的測試

第1章材料的物理力學性能

1.3鋼筋與混凝土的粘結與錨固

1粘結應力的定義拔出試驗第1章材料的物理力學性能

1.3鋼筋與混凝土的粘結與錨固

2粘結應力的組成

鋼筋與混凝土表面的化學膠著力；鋼筋與混凝土接觸面的摩擦力；鋼筋與混凝土表面凹凸不平的機械咬合力。第1章材料的物理力學性能

1.3鋼筋與混凝土的粘結與錨固

3粘結破壞機理

（1）光圓鋼筋的粘結破壞：粘結作用在鋼筋與混凝土間出現(xiàn)相對滑移前主要取決於化學膠著力，發(fā)生滑移後則由摩擦力和機械咬合力提供。（2）變形鋼筋的粘結破壞

粘結強度仍由膠著力、摩擦力和機械咬合力組成。但主要為機械咬合力。鋼筋開始滑移後，粘結力主要由鋼筋凸肋對混凝土的斜向擠壓力和介面上的摩擦力組成。

若鋼筋週邊混凝土很薄且沒有環(huán)向箍筋約束，形成縱向劈裂裂縫，沿鋼筋縱向產生劈裂破壞。第1章材料的物理力學性能

1.3鋼筋與混凝土的粘結與錨固

3粘結破壞機理

若有環(huán)向箍筋約束混凝土的變形，縱向劈裂裂縫的發(fā)展受到限制，最後鋼筋沿肋外徑的圓柱面出現(xiàn)整體滑移，發(fā)生刮犁式破壞（剪切破壞）。（3）

影響粘結強度的因素

①

混凝土的強度；

②橫向配筋的數(shù)量；

③鋼筋的外形；

④混凝土的保護層厚度及鋼筋間距；

⑤錨固區(qū)的橫向壓力；

⑥受力狀態(tài)。第1章材料的物理力學性能

1.3鋼筋與混凝土的粘結與錨固

4鋼筋的錨固、連接與延伸

錨固：通過鋼筋埋置段或機械措施將鋼筋所受的力傳給混凝土。

受拉鋼筋錨固長度：

錨固長度的修正：

①直徑大於25mm的帶肋鋼筋，取。

②鋼筋表面有環(huán)氧樹脂塗層，取。

③錨固區(qū)混凝土保護層厚度大於鋼筋直徑的3倍，且配有箍筋時，取。

④施工中易受擾動的鋼筋（滑模施工），取。第1章材料的物理力學性能

1.3鋼筋與混凝土的粘結與錨固

4鋼筋的錨固、連接與延伸

修正後的錨固長度：機械錨固的形式

依靠鋼筋自身的性能無法滿足錨固要求，採用機械錨固措施。第1章材料的物理力學性能

1.3鋼筋與混凝土的粘結與錨固

4鋼筋的錨固、粘結與延伸

通過綁紮搭接、焊接或機械連接，將一根鋼筋所受的力傳給另一根鋼筋。鋼筋搭接接頭的錯開要求連接第1章材料的物理力學性能

1.3鋼筋與混凝土的粘結與錨固

4鋼筋的錨固、粘結與延伸

將鋼筋從按計算不需要的位置延伸一定長度，以保證鋼筋發(fā)揮正常受力性能，稱為延伸。延伸鋼筋的截斷第2章結構設計基本原理第2章結構設計基本原理2.1結構可靠度及結構設計方法1結構上的作用(action)和作用效應(effectofanaction)

結構上的作用是指施加在結構上的集中力或分佈力，以及引起結構外加變形或約束變形的原因（地震、基礎差異沉降、溫度變化、混凝土收縮等）。

（1）按隨時間的變異可分為三類：永久作用可變作用偶然作用

結構上的作用可按下列性質分類：在設計基準期內其量值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計的作用。如結構自重、土壓力、預應力、地基沉降、焊接等。在設計基準期內其量值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可忽略的作用。在設計基準期內不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間很短的作用。如樓面活荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載、溫度變化等。如爆炸力、撞擊力、罕遇的地震等?！?章結構設計基本原理2.1結構可靠度及結構設計方法

（2）按隨空間位置的變異可分為二類：固定作用自由作用1結構上的作用(action)和作用效應(effectofanaction)

在結構上具有固定分佈的作用。其特點是在結構上出現(xiàn)的空間位置固定不變，但其量值可能具有隨機性。在結構上一定範圍內可以任意分佈的作用。如房屋建築樓面上位置固定的設備荷載、屋蓋上的水箱等。如樓面的人員荷載、吊車荷載等?！?章結構設計基本原理2.1結構可靠度及結構設計方法靜態(tài)作用動態(tài)作用

（3）按結構的反應特點可分為二類：

上述各種作用作用在結構或結構構件上，由此在結構內產生的內力和變形（如軸力、剪力、彎矩以及撓度、轉角和裂縫等）稱為作用效應。使結構產生的加速度可以忽略不計的作用。使結構產生的加速度不可忽略不計的作用。在結構分析時一般均應考慮其動力效應。如結構自重、住宅或辦公樓的樓面活荷載如吊車荷載、地震作用、大型動力設備的作用、高聳結構上的風荷載等?！?結構上的作用(action)和作用效應(effectofanaction)

第2章結構設計基本原理2.1結構可靠度及結構設計方法2結構抗力(resistance)

結構抗力是指整個結構或結構構件承受作用效應（即內力和變形）的能力。

影響抗力的主要因素有：材料性能的不確定性幾何參數(shù)的不確定性計算模式的不確定性強度、變形模量等——構件尺寸等——抗力計算所採用的基本假設和計算公式不夠精確等——第2章結構設計基本原理2.1結構可靠度及結構設計方法3結構可靠性(reliability)及可靠度(degreeofreliability)

結構可靠性是指結構在規(guī)定的時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力。

結構可靠度就是結構在規(guī)定的時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率。即結構可靠度是結構可靠性的概率度量。

規(guī)定的時間是指設計使用年限。

規(guī)定的條件是指正常設計、正常施工和正常使用的條件。

預定功能指滿足結構的安全性、適用性和耐久性要求。第2章結構設計基本原理2.1結構可靠度及結構設計方法4設計使用年限(designworkinglife)和設計基準期（designreferenceperiod)

設計使用年限是指設計規(guī)定的結構或結構構件不需進行大修即可按其預定目的使用的時期，即結構在規(guī)定的條件下所應達到的使用年限。

設計使用年限的概念不同於實際壽命、耐久年限或設計基準期?！督êB結構可靠度設計統(tǒng)一標準》規(guī)定了各類建築結構的設計使用年限。類別設計使用年限（年）示例15臨時性結構225易於替換的結構構件350普通房屋和構築物4100紀念性建築和特別重要的建築物

設計使用年限分類

設計基準期指為確定可變作用及與時間有關的材料性能等取值而選用的時間參數(shù)?！督y(tǒng)一標準》規(guī)定設計基準期為50年。第2章結構設計基本原理2.1結構可靠度及結構設計方法5結構的安全等級(safetyclass)

結構的安全等級根據結構破壞可能產生的後果，即危及人的生命、造成的經濟損失、產生社會影響等的嚴重程度確定。安全等級破壞後果建築物類型一級很嚴重重要的房屋二級嚴重一般的房屋三級不嚴重次要的房屋建築結構的安全等級

建築物中各類結構構件的安全等級宜與整個結構的安全等級相同，但允許對部分結構構件根據其重要程度和綜合效益進行適當?shù)恼{整。第2章結構設計基本原理2.1結構可靠度及結構設計方法6混凝土結構構件設計計算方法(calculationmethodfordesign)

容許應力法：最早的計算理論，沿用彈性理論假設。

破壞階段法：與容許應力法的主要區(qū)別是在考慮材料塑性性能

極限狀態(tài)設計法：明確規(guī)定結構按三種極限狀態(tài)進行設計，是工程

概率極限狀態(tài)設計法：在極限狀態(tài)設計法的基礎上考慮結構的可靠的基礎上，按破壞階段計算構件截面的承載能力。結構設計理論的重大發(fā)展。水準Ⅰ—半概率法水準Ⅱ—近似概率法水準Ⅲ—全概率法概率，按發(fā)展階段，該法可分為三個水準。第2章結構設計基本原理2.2荷載和材料強度的取值1荷載的統(tǒng)計特性(statisticalcharacteristicofaload)

我國對建築結構的各種恒載、民用房屋樓面活荷載、風荷載和雪荷載進行了大量的調查和實測工作。對所取得的資料應用概率統(tǒng)計方法處理後，得到了這些荷載的概率分佈統(tǒng)計參數(shù)。

永久荷載——正態(tài)分佈

可變荷載——可變荷載隨時間的變異可統(tǒng)一用隨機過程來描述。對可變荷載隨機過程的樣本函數(shù)處理後可得到可變荷載在任意時點的概率分佈和在設計基準期內的最大值的概率分佈?！獦O值Ⅰ型分佈第2章結構設計基本原理2.2荷載和材料強度的取值2荷載標準值(characteristicvalueofaload)

荷載標準值是建築結構按極限狀態(tài)設計時採用的荷載基本代表值。荷載標準值可由設計基準期最大荷載概率分佈的某一分位值確定，若為正態(tài)分佈，則如圖中的。荷載標準值的概率含義

永久荷載標準值——按結構設計規(guī)定的尺寸和材料容重平均值確定。

在結構設計中，各類可變荷載標準值及各種材料容重可由《荷載規(guī)範》查取。

可變荷載標準值樓面活荷載標準值風荷載標準值雪荷載標準值第2章結構設計基本原理2.2荷載和材料強度的取值3材料強度的變異性及統(tǒng)計特性(variabilityandstatisticalcharacteristicofmaterialstrength)

材料強度的變異性主要是指材質以及工藝、加載、尺寸等因素引起的材料強度的不確定性。

鋼筋強度——

正態(tài)分佈

混凝土強度——

正態(tài)分佈某鋼廠鋼材屈服強度統(tǒng)計資料

某預製構件廠對某工程所作使塊的統(tǒng)計資料第2章結構設計基本原理2.2荷載和材料強度的取值

4材料強度標準值(characteristicvalueofamaterialstrength)

鋼筋和混凝土的強度標準值是鋼筋混凝土結構按極限狀態(tài)設計時採用的材料強度基本代表值。材料強度標準值應根據符合規(guī)定品質的材料強度的概率分佈的某一分位值確定。

材料強度標準值的概率含義

鋼筋強度標準值

混凝土的強度標準值具有95%保證率的強度值具有不小於95%保證率的強度值————第2章結構設計基本原理2.3概率極限狀態(tài)設計法1結構的極限狀態(tài)(limitstate)

整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)實質上是區(qū)分結構可靠與失效的界限。

極限狀態(tài)分為兩類：

承載能力極限狀態(tài)

正常使用極限狀態(tài)——安全性——適用性、耐久性

通常對結構構件先按承載能力極限狀態(tài)進行承載能力計算，然後根據使用要求按正常使用極限狀態(tài)進行變形、裂縫寬度或抗裂等驗算。第2章結構設計基本原理2.3概率極限狀態(tài)設計法2結構的設計狀況（designsituation)

建築結構設計時，應根據結構在施工和使用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分下列三種設計狀況：

持久狀況

短暫狀況

偶然狀況在結構使用過程中一定出現(xiàn)，持續(xù)時間較長的狀況在結構施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設計使用年限相比持續(xù)時間很短的狀況在結構使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期很短的狀況均應進行承載能力極限狀態(tài)設計；對偶然狀況，允許主要承重結構因出現(xiàn)設計規(guī)定的偶然事件而局部破壞，但其剩餘部分具有在一段時間內不發(fā)生連續(xù)倒塌的可靠度；對持久狀況，尚應進行正常使用極限狀態(tài)設計；對短暫狀況，可根據需要進行正常使用極限狀態(tài)設計——————第2章結構設計基本原理2.3概率極限狀態(tài)設計法3結構的功能函數(shù)(performancefunction)和極限狀態(tài)方程(limitstateequation)

按極限狀態(tài)方法設計建築結構時，要求所設計的結構具有一定的預定功能，這可用包括各有關變數(shù)在內的結構功能函數(shù)來表達，即——極限狀態(tài)方程

當功能函數(shù)中僅包括作用效應和結構抗力兩個基本變數(shù)時，可得

當時，結構處於可靠狀態(tài)

當時，

當時，結構處於失效狀態(tài)結構處於極限狀態(tài)——功能函數(shù)結構所出的狀態(tài)第2章結構設計基本原理2.3概率極限狀態(tài)設計法4結構的失效概率(probabilityoffailure)

由於作用效應和結構抗力都是隨機變數(shù)或隨機過程，因此要絕對地保證總是大於是不可能的。

由圖可見，在多數(shù)情況下，大於。但是，由於和的離散性，在它們概率密度曲線的重疊區(qū)（陰影段內）仍有可能出現(xiàn)小於的情況，這種可能性的大小用概率來表示就是失效概率。

和的概率密度曲線第2章結構設計基本原理2.3概率極限狀態(tài)設計法

當結構功能函數(shù)中僅有兩個獨立的隨機變數(shù)和，且都服從正態(tài)分佈時，功能函數(shù)的概率密度曲線如圖所示。

功能函數(shù)的概率密度曲線

結構的失效概率可直接通過的概率（圖中陰影面積）來表達，即4結構的失效概率(probabilityoffailure)

第2章結構設計基本原理2.3概率極限狀態(tài)設計法5結構構件的可靠指標(reliabilityindex)

令則

由上式可見，與具有數(shù)值上的對應關係，也具有與相對應的物理意義。越大，就越小，即結構越可靠，故稱為可靠指標。

當僅有作用效應和結構抗力兩個基本變數(shù)且均按正態(tài)分佈時，結構構件的可靠指標可按上式計算；當基本變數(shù)為非正態(tài)分佈時，結構構件的可靠指標應以結構構件作用效應和抗力當量正態(tài)分佈的平均值和標準差按上式計算。第2章結構設計基本原理2.3概率極限狀態(tài)設計法6一次二階矩法

當功能函數(shù)包含多個正態(tài)或非正態(tài)變數(shù)、極限狀態(tài)方程為線形或非線形時，《統(tǒng)一標準》採用一次二階矩法求解可靠指標。兩個基本變數(shù)時可靠指標與極限狀態(tài)方程的關係

三個基本變數(shù)時可靠指標與極限狀態(tài)方程的關係第2章結構設計基本原理2.3概率極限狀態(tài)設計法7設計可靠指標(reliabilityindexfordesign)

設計規(guī)範所規(guī)定的、作為設計結構或結構構件時所應達到的可靠指標，稱為設計可靠指標，它是根據設計所要求達到的結構可靠度而取定的，所以又稱為目標可靠指標。

設計可靠指標，理論上應根據各種結構構件的重要性、破壞性質（延性、脆性）幾失效後果，用優(yōu)化方法分析確定。限於目前統(tǒng)計資料不夠完備，並考慮到標準規(guī)範的現(xiàn)實繼承性，一般採用“校準法”確定。所謂“校準法”，就是通過對原有規(guī)範可靠度的反演計算和綜合分析，確定以後設計時所採用的結構構件的可靠指標。根據“校準法”的確定結果，《統(tǒng)一標準》給出了結構構件承載能力極限狀態(tài)的可靠指標。第2章結構設計基本原理2.3概率極限狀態(tài)設計法破壞類型安全等級一級二級三級延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2結構構件承載能力極限狀態(tài)的設計可靠指標結構構件正常使用極限狀態(tài)的設計可靠指標，根據其作用效應的可逆程度宜取0～1.5?？赡鏄O限狀態(tài)指產生超越狀態(tài)的作用被移去後，將不再保持超越狀態(tài)的一種極限狀態(tài)。不可逆極限狀態(tài)指產生超越狀態(tài)的作用被移去後，仍將永久保持超越狀態(tài)的一種極限狀態(tài)。7設計可靠指標(reliabilityindexfordesign)

第2章結構設計基本原理2.4極限狀態(tài)設計運算式1承載能力極限狀態(tài)設計運算式

按荷載效應的基本組合或偶然組合，採用下列極限狀態(tài)設計運算式：——結構重要性係數(shù)；——結構構件的承載力設計值；結構構件的承載力函數(shù)；——混凝土、鋼筋的強度設計值；————混凝土、鋼筋的強度標準值；——結構構件的承載力設計值；幾何參數(shù)的標準值；——荷載效應組合的設計值?！?章結構設計基本原理2.4極限狀態(tài)設計運算式

基本組合：荷載效應組合的設計值應從下列組合中取最不利值確定：可變荷載效應控制組合永久荷載效應控制組合

偶然組合：荷載效應組合的設計值宜按下列規(guī)定確定：偶然荷載的代表值不乘分項係數(shù)；與偶然荷載同時出現(xiàn)的其他荷載可根據觀測資料和工程經驗採用適當?shù)拇碇怠?承載能力極限狀態(tài)設計運算式第2章結構設計基本原理2.4極限狀態(tài)設計運算式

荷載分項係數(shù)：調整荷載標準值使結構可靠度趨於相同。

荷載分項係數(shù)是根據下述原則優(yōu)選確定的。即在各項荷載標準值已給定的條件下，對各類結構構件在各種長期的荷載效應比值和荷載效應組合下，用不同的分項係數(shù)值，按極限狀態(tài)設計運算式設計各種構件並計算其所具有的可靠指標，然後從中選取一組分項係數(shù)，使按此設計所得的各種結構構件所具有的可靠指標與規(guī)定的設計可靠指標之間在總體上差異最小。

荷載設計值：荷載分項係數(shù)與荷載標準值的乘積。

荷載組合值係數(shù)：考慮各可變荷載最大值在同一時刻出現(xiàn)的概率很小，若設計中仍採用各荷載效應設計值疊加，則可能造成結構可靠度不一致，因而必須對可變荷載設計值再乘以調整係數(shù)，即荷載組合值係數(shù)。

荷載組合值：可變荷載設計值乘以荷載組合值係數(shù)。1承載能力極限狀態(tài)設計運算式第2章結構設計基本原理2.4極限狀態(tài)設計運算式

材料分項係數(shù)：考慮材料的離散性和施工中不可避免的偏差帶來的不利影響。

材料強度設計值：材料強度標準值乘以材料分項係數(shù)。

確定鋼筋和混凝土材料分項係數(shù)時，對於具有統(tǒng)計資料的材料，按設計可靠指標通過可靠度分析確定；對統(tǒng)計資料不足的情況，則以工程經驗為主要依據，通過對規(guī)範(TJ10-74）結構構件的校準計算確定。1承載能力極限狀態(tài)設計運算式第2章結構設計基本原理2.4極限狀態(tài)設計運算式

可變荷載的頻遇值：

可變荷載的準永久值：在設計基準期內，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值?？捎煽勺兒奢d的頻遇值係數(shù)乘以可變荷載標準值求得。在設計基準期內，其超越的總時間約為設計基準期一半的荷載值?？捎煽勺兒奢d的準永久值係數(shù)乘以可變荷載標準值求得?？勺兒奢d的一個樣本2正常使用極限狀態(tài)設計運算式第2章結構設計基本原理2.4極限狀態(tài)設計運算式2正常使用極限狀態(tài)設計運算式

按荷載效應的標準組合、頻遇組合、準永久組合或標準組合並考慮長期作用影響，採用下列極限狀態(tài)設計運算式：——正常使用極限狀態(tài)的荷載效應組合值?！Y構構件達到正常使用要求所規(guī)定的變形、裂縫寬度、應力等的限值；

標準組合：

頻遇組合：

準永久組合：僅適用於荷載效應為線性的情況第2章結構設計基本原理2.4極限狀態(tài)設計運算式

正常使用極限狀態(tài)驗算規(guī)定:對結構構件進行抗裂驗算時，應按荷載效應標準組合和準永久組合進行計算，其計算值不應超過規(guī)範規(guī)定的相應限值。結構構件的裂縫寬度按荷載效應標準組合並考慮長期作用影響進行計算，構件的最大裂縫寬度不應超過規(guī)範規(guī)定的最大裂縫寬度限值。受彎構件的最大撓度應按荷載效應標準組合並考慮荷載長期作用影響進行計算，其計算值不應超過規(guī)範規(guī)定的撓度限值。2正常使用極限狀態(tài)設計運算式第3章軸心受力構件第3章軸心受力構件主要內容：軸心受壓構件承載力計算軸心受拉構件承載力計算重點：軸心受壓構件承載力計算第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算1軸心受壓構件的實際應用

多高層建築中的框架柱，單層工業(yè)廠房中屋架的上弦桿，橋梁結構中的橋墩，拱、樁等均屬於受壓構件。利用混凝土構件承受以軸向壓力為主的內力，可以充分發(fā)揮混凝土材料的強度優(yōu)勢，因而在工程結構中混凝土受壓構件應用比較普遍。建築實際結構中，理想的軸心受壓構件幾乎是不存在的，這是因為：

通常施工製造的誤差、荷載作用位置的不確定性、混凝土品質的不均勻性等，使得上述構件存在一定的初始偏心距。第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算框架結構中的柱(ColumnsofFrameStructure)第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算屋架結構中的上弦桿(TopChordofRoofTrussStructure)第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算樁基礎(PileFoundation)第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算2普通箍筋柱與螺旋箍筋柱

實際工程結構中，一般把承受軸向壓力的鋼筋混凝土柱按照箍筋的作用及配置方式分為兩種：

普通箍筋柱（TiedColumns）配有縱向鋼筋和普通箍筋的柱

螺旋箍筋柱（SpiralColumns）配有縱向鋼筋和螺旋箍筋的柱縱筋的作用：

提高承載力，減小截面尺寸提高混凝土的變形能力抵抗構件的偶然偏心減小混凝土的收縮與徐第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算普通鋼箍柱TiedColumns螺旋鋼箍柱SpiralColumns2/2第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算3短柱與長柱

短柱（ShortColumns）是如何形成的？我們通常將柱的截面尺寸與柱長之比較小的柱，稱為短柱。在實際結構中，帶窗間牆的柱、高層建築地下車庫的柱子，以及樓梯間處的柱都容易形成短柱。窗間牆的短柱第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算

受壓短柱的破壞過程

在開始加載時，混凝土和鋼筋都處於彈性工作階段，鋼筋和混凝土的應力基本上按彈性模量的比值來分配。

隨著荷載的增加，混凝土應力的增加愈來愈慢，而鋼筋的應力基本上與其應變成正比增加，柱子變形增加的速度就快於外荷增加的速度。隨著荷載的繼續(xù)增加，柱中開始出現(xiàn)微小的縱向裂縫。應力軸力混凝土的應力增長鋼筋應力增長第四章受彎構件3.1軸心受壓構件承載力計算

在臨近破壞荷載時，柱身出現(xiàn)很多明顯的縱向裂縫，混凝土保護層剝落，箍筋間的縱筋被壓曲向外鼓出，混凝土壓碎。

柱子發(fā)生破壞時，混凝土的應變達到其抗壓極限應變，而鋼筋的應力一般小於其屈服強度。第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算

什麼是長柱（SlenderColumns）我們通常將截面尺寸與柱長之比較大的柱定義為長柱。在實際結構中，一般的框架柱、門廳柱等都屬於長柱。軸心受壓長柱與短柱的主要受力區(qū)別在於：由於偏心所產生的附加彎矩和失穩(wěn)破壞在長柱計算中必須考慮。第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算

軸心受壓長柱的破壞過程

由於初始偏心距的存在，構件受荷後產生附加彎矩，伴之發(fā)生橫向撓度。構件破壞時，首先在靠近凹邊出現(xiàn)大致平行於縱軸方向的縱向裂縫，同時在凸邊出現(xiàn)水準的橫向裂縫，隨後受壓區(qū)混凝土被壓潰，縱筋向外鼓出，橫向撓度迅速發(fā)展，構件失去平衡，最後將凸邊的混凝土拉斷。

《混凝土結構設計規(guī)範》採用穩(wěn)定係數(shù)來表示長柱承載力的降低程度。

軸心受壓長柱穩(wěn)定係數(shù)φ

主要與柱的長細比l0/b有關，穩(wěn)定係數(shù)的定義如下：3.1軸心受壓構件承載力計算l0/bl0/dl0/iφl0/bl0/dl0/iφ≤8≤728≤1.030261040.52108.5350.9832281110.481210.5420.953429.51180.441412480.9236311250.41614550.8738331320.361815.5620.814034.51390.322017690.754236.51460.292219760.744381530.262421830.6546401600.232622.5900.64841.51670.212824970.5650431740.19《規(guī)範》給出的穩(wěn)定係數(shù)與長細比的關係第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算4普通箍筋柱受壓承載力的計算

計算簡圖fcf’yA’sNf’yA’sA’s

計算公式第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算

核心區(qū)混凝土三軸受壓狀態(tài)的產生5軸心受壓螺旋式箍筋柱正截面承載力計算fyAss1

dcorfyAss1S第3章軸心受力構件3.1軸心受壓構件承載力計算f——為被約束後混凝土的軸心抗壓強度;β——為係數(shù)。

混凝土受到的徑向壓應力值的計算方法

螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋柱的承載力計算公式第3章軸心受力構件3.2軸心受拉構件承載力計算《混凝土結構設計規(guī)範》有關螺旋箍的規(guī)定：

螺旋箍筋計算的承載力不應大於按普通箍筋柱受壓承載力的

50%。

對長細比l0/d大於12的柱不考慮螺旋箍筋的約束作用。

螺旋箍筋的換算面積Ass0不得小於全部縱筋A‘s

面積的25%

螺旋箍筋的間距s不應大於80mm及dcor/5，也不應小於40mm。第3章軸心受力構件3.2軸心受拉構件承載力計算

工程實際中的軸心受拉構件包括桁架式屋架的受拉桿、拱的拉桿以及水池的池壁等。軸心受拉構件從加載到破壞，其受力過程分為三個階段：從加載到砼受拉開裂前，為彈性階段；砼開裂後到鋼筋即將屈服，為第二階段；受拉鋼筋開始屈服到全部受拉鋼筋達到屈服，為第三階段，此時混凝土裂縫開展很大，可以認為構件達到了破壞狀態(tài)。破壞特徵：軸心受拉構件破壞時，混凝土不承受拉力，全部拉力由鋼筋來承受。軸心受拉破壞時混凝土裂縫貫通，縱向拉鋼筋達到其受拉屈服強度，正截面承載力公式如下：

——縱向鋼筋抗拉強度設計值；N

——軸心受拉承載力設計值。

第3章軸心受力構件小結普通鋼箍軸心受壓構件在計算上分為長柱和短柱。對於軸心受壓構件的受壓承截力，短柱和長柱均採用統(tǒng)一的公式計算，其中採用穩(wěn)定係數(shù)來表達縱向彎曲變形對受壓承截力的影響。在螺旋鋼箍軸心受壓構件中，由於螺旋箍筋對核心混凝土的約束作用，提高了核心混凝土的抗壓強度，從而使構件的承載力有所增加。軸心受拉構件的特點是裂縫貫通整個截面，裂縫截面的縱向拉力全部由縱向鋼筋負擔。第3章軸心受力構件第4章受彎構件正截面承載力主要內容：概述正截面受彎性能的試驗研究正截面受彎承載力分析單筋矩形截面受彎承載力計算雙筋矩形截面受彎承載力計算T型截面受彎承載力計算重點：正截面受彎性能的試驗研究正截面受彎承載力分析單筋矩形截面受彎承載力計算雙筋矩形截面受彎承載力計算第4章受彎構件正截面承載力4.1概述第4章受彎構件正截面承載力4.1概述1混凝土受彎構件應用舉例

結構中常用的梁、板是典型的受彎構件。矩形板空心板槽形板第4章受彎構件正截面承載力4.1概述2受彎構件的截面形式單筋矩形梁雙筋矩形梁T形梁T形梁I形梁環(huán)形梁第4章受彎構件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗研究1正截面受彎性能試驗示意

在梁的純彎段內，沿梁高佈置測點，量測梁截面不同高度處的縱向應變。採用預貼電阻應變片或其他方法量測縱向受拉鋼筋應變，從而得到荷載不斷增加時鋼筋的應力變化情況。在梁跨中的下部設置位移計，以量測梁跨中的撓度。應變測點百分表百分表位移計第4章受彎構件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗研究2梁的撓度、縱筋拉應力、截面應變試驗曲線

梁跨中撓度實測圖縱向鋼筋應力

實測圖

縱向應變沿梁截面高度分佈實測圖第4章受彎構件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗研究3適筋梁正截面受力的三個階段

彈性階段（Ⅰ階段）第4章受彎構件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗研究3適筋梁正截面受力的三個階段

帶裂縫工作階段（Ⅱ階段）第4章受彎構件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗研究3適筋梁正截面受力的三個階段

破壞階段（Ⅲ階段）第4章受彎構件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗研究4適筋梁正截面受彎三個受力階段的主要特點

第4章受彎構件正截面承載力4.2正截面受彎性能的試驗研究5正截面受彎的三種破壞形態(tài)

(1)

適筋破壞形態(tài)受拉鋼筋先屈服，受壓區(qū)混凝土後壓壞，破壞前有明顯預兆——裂縫、變形急劇發(fā)展，為“塑性破壞”。(2)

超筋破壞形態(tài)

受壓區(qū)混凝土先壓碎，鋼筋不屈服，破壞前沒有明顯預兆，為“脆性破壞”。鋼筋的抗拉強度沒有被充分利用。

(3)

少筋破壞形態(tài)構件一裂就壞，無徵兆，為“脆性破壞”。未能充分利用混凝土的抗壓強度。第4章受彎構件正截面承載力4.3正截面受彎承載力分析1基本假定

（1）截面平均應變符合平截面假定；（2）截面受拉區(qū)的拉力全部由鋼筋負擔，不考慮混凝土的抗拉作用；平截面假定混凝土應力—應變曲線第4章受彎構件正截面承載力4.3正截面受彎承載力分析1基本假定

（3）混凝土的受壓應力－應變關係的運算式為：當（上升段）時

當（水準段）時式中

（4）鋼筋的應力－應變關係採用理想彈塑性應力－應變關係，鋼筋應力的絕對值不應大於其相應的強度設計值，受拉鋼筋的極限拉應變取0.01。第4章受彎構件正截面承載力4.3正截面受彎承載力分析2受壓區(qū)等效矩形應力圖形

等效原則：合力大小C相等，形心位置yc一致第4章受彎構件正截面承載力4.3正截面受彎承載力分析3相對界限受壓區(qū)高度

——相對受壓區(qū)高度相對界限受壓區(qū)高度僅與材料性能有關，與截面尺寸無關。

——相對界限受壓區(qū)高度有屈服點的鋼筋無屈服點的鋼筋

第4章受彎構件正截面承載力4.3正截面受彎承載力分析4最小配筋率

確定原則僅從承載力考慮：考慮到混凝土抗拉強度的離散性以及溫度變化和混凝土收縮對鋼筋混凝土結構的不利影響等，最小配筋率的確定還需受到裂縫寬度限值等條件的控制。因此，的確定是一個涉及因素較多的複雜問題。

《混凝土結構設計規(guī)範》規(guī)定：

對於受彎的梁類構件對於地基上的混凝土板，最小配筋率可適當降低。第4章受彎構件正截面承載力4.4單筋矩形截面受彎承載力計算1基本計算公式

截面應力計算圖形第4章受彎構件正截面承載力4.4單筋矩形截面受彎承載力計算2適用條件

防止發(fā)生超筋破壞防止發(fā)生少筋破壞第4章受彎構件正截面承載力4.4單筋矩形截面受彎承載力計算3截面復核

已知：、、、、、、求：未知數(shù)：、基本公式：（1）當且時，用基本公式直接計算；（2）當時，說明是超筋梁，取，；（3）當時，說明是少筋梁，分別按素混凝土構件和鋼筋混凝土構件計算，取小值。第4章受彎構件正截面承載力4.4單筋矩形截面受彎承載力計算4截面設計

已知：、、、、、求：未知數(shù)：、。基本公式：（3）當時，用基本公式直接計算；（2）當時，說明是超筋梁，改用雙筋梁或增大截面尺寸重新計算；（4）如果，說明是少筋梁，

取。（1），第4章受彎構件正截面承載力4.4單筋矩形截面受彎承載力計算5構造要求

梁常用HRB400級、HRB335級鋼筋，板常用HPB235級、HRB335級和HRB400級鋼筋；梁受拉鋼筋為一排時梁受拉鋼筋為兩排時平板

截面尺寸

縱向鋼筋

的確定

簡支梁可取h=(1/8~1/16)L0

梁寬b可按b=(1/2~1/3.5)h

簡支板可取h=(1/25~1/35)L0第4章受彎構件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計算1雙筋矩形截面受彎構件的應用

雙筋截面是指在受壓區(qū)配置較多受壓鋼筋，在正截面受壓承載力計算中必須考慮受壓鋼筋的受壓作用的情況。在受彎構件中，採用雙筋截面一般不夠經濟，雙筋截面主要用於以下情況：當截面尺寸和材料強度受建築使用和施工條件限制而不能增加，而計算又不滿足適筋截面條件時，可採用雙筋截面。梁的同一截面有可能承受異號彎矩時，也出現(xiàn)雙筋截面。當某種原因截面受壓區(qū)已存在的鋼筋面積較大時，宜考慮其受壓作用而按雙筋梁計算。此外，還有提高延性、減少變形、兼作架立筋的作用。第4章受彎構件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計算2基本計算公式

單筋部分純鋼筋部分雙筋矩形截面計算簡圖第4章受彎構件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計算3適用條件

防止發(fā)生超筋破壞

保證受壓鋼筋強度充分利用

雙筋截面一般不會出現(xiàn)少筋破壞情況，故可不必驗算最小配筋率。第4章受彎構件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計算4截面復核

已知：、、、、、、、、、求：未知數(shù)：、基本方程：（1）當時，直接用基本公式求（2）

當時，取，（3）

當時，取，第4章受彎構件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計算5截面設計（1）

已知：、、、、、、、求：、未知數(shù)：、、，需補充一個條件?；痉匠蹋海?）若按單筋計算（2）若按雙筋計算補充方程：x=xb，直接用基本公式計算第4章受彎構件正截面承載力4.5雙筋矩形截面受彎承載力計算5截面設計（2）

已知：、、、、、、、、求：未知數(shù)：、?；痉匠蹋海?），，（2）若說明給定的太小，可假定未知，按第一類情況處理（3）若，說明給定的太大，偏於安全的簡化計算：第4章受彎構件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計算1T形截面梁的應用第4章受彎構件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計算2T形截面梁翼緣的計算寬度T形截面梁翼緣內的壓應力分佈不均勻，且分佈寬度與多種因素有關。為簡化計算，通常採用與實際分佈情況等效的翼緣寬度，稱為翼緣的計算寬度或有效寬度。第4章受彎構件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計算T形截面梁翼緣的計算寬度第4章受彎構件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計算3兩類T形截面梁的判別第一類T形截面第二類T形截面界限情況第二類T形截面第一類T形截面截面設計截面校核第二類T形截面第一類T形截面第4章受彎構件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計算4第一類T形截面梁的基本公式及適用條件

為防止發(fā)生超筋破壞，相對受壓區(qū)高度應滿足。對第一類T形截面，該適用條件一般能滿足，可不驗算。為防止發(fā)生少筋破壞，受拉鋼筋面積應滿足。第4章受彎構件正截面承載力4.6T型截面受彎承載力計算5第二類T形截面梁的基本公式及適用條件

為防止超筋脆性破壞，相對受壓區(qū)高度應滿足。

為防止少筋脆性破壞，截面配筋面積應滿足：。對於第二類T形截面，該條件一般能滿足，可不驗算。第5章偏心受力構件正截面承載力第5章偏心受力構件正截面承載力第5章偏心受力構件正截面承載力第5章偏心受力構件正截面承載力第5章內容提要

主要內容：偏心受壓構件的二階效應矩形截面對稱配筋偏心受壓構件正截面受壓承載力計算矩形截面非對稱配筋偏心受壓構件正截面受壓承載力計算Ⅰ形截面對稱配筋偏心受壓構件正截面受壓承載力計算

均勻配筋的偏心受壓構件的承載力計算雙向偏心受壓構件的正截面承載力計算

矩形截面偏心受拉構件正截面承載力計算

偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)第5章偏心受力構件正截面承載力第5章內容提要

重點：

偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)矩形截面對稱配筋偏心受壓構件正截面受壓承載力計算

矩形截面非對稱配筋偏心受壓構件正截面受壓承載力計算Ⅰ形截面對稱配筋偏心受壓構件正截面受壓承載力計算第5章偏心受力構件正截面承載力5.1偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)

偏心受力構件：構件截面上作用一偏心的縱向力或同時作用軸向力和彎矩單向偏心受力構件：縱向力作用點僅對構件截面的一個主軸有偏心距雙向偏心受力構件：縱向力作用點對構件截面的兩個主軸都有偏心距偏心受壓構件：作用在構件截面上的軸向力為壓力的偏心受力構件偏心受拉構件：作用在構件截面上的軸向力為拉力的偏心受力構件實際工程中的偏心受力構件：單層廠房的柱子框架結構中的框架柱剪力牆結構中的剪力牆橋樑結構中的橋墩第５章偏心受力構件正截面承載力5.1偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)1破壞形態(tài)

拉壓破壞（大偏心受壓破壞）發(fā)生條件：相對偏心距較大，受拉縱筋不過多時。

受拉邊出現(xiàn)水準裂縫繼而形成一條或幾條主要水準裂縫主要水準裂縫擴展較快，裂縫寬度增大使受壓區(qū)高度減小受拉鋼筋的應力首先達到屈服強度受壓邊緣的混凝土達到極限壓應變而破壞受壓鋼筋應力一般都能達到屈服強度拉壓破壞圖第５章偏心受力構件正截面承載力5.1偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)拉壓破壞的主要特徵：破壞從受拉區(qū)開始，受拉鋼筋首先屈服，而後受壓區(qū)混凝土被壓壞。拉壓破壞形態(tài)圖第５章偏心受力構件正截面承載力5.1偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)

受壓破壞（小偏心受壓破壞）

隨荷載加大到一定數(shù)值，截面受拉邊緣出現(xiàn)水準裂縫，但未形成明顯的主裂縫，而受壓區(qū)臨近破壞時受壓邊出現(xiàn)縱向裂縫。破壞較突然，無明顯預兆，壓碎區(qū)段較長。破壞時，受壓鋼筋應力一般能達到屈服強度，但受拉鋼筋並不屈服，截面受壓邊緣混凝土的壓應變比拉壓破壞時小。

發(fā)生條件：相對偏心距較大，但受拉縱筋數(shù)量過多；或相對偏心距較小時。受壓破壞圖1）第五章偏心受力構件正截面承載力5.1偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)

構件全截面受壓，破壞從壓應力較大邊開始，此時，該側的鋼筋應力一般均能達到屈服強度，而壓應力較小一側的鋼筋應力達不到屈服強度。若相對偏心距更小時，由於截面的實際形心和構件的幾何中心不重合，也可能發(fā)生離縱向力較遠一側的混凝土先壓壞的情況。2）當相對偏心距很小時受壓破壞圖2）第５章偏心受力構件正截面承載力5.1偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)受壓破壞特徵：由於混凝土受壓而破壞，壓應力較大一側鋼筋能夠達到屈服強度，而另一側鋼筋受拉不屈服或者受壓不屈服。受壓破壞形態(tài)圖第５章偏心受力構件正截面承載力5.1偏心受壓構件正截面的破壞形態(tài)2兩類偏心受壓破壞的界限根本區(qū)別：破壞時受拉縱筋是否屈服。界限狀態(tài)：受拉縱筋屈服，同時受壓區(qū)邊緣混凝土達到極限壓應變界限破壞特徵與適筋梁、與超筋梁的界限破壞特徵完全相同，因此，的運算式與受彎構件的完全一樣。大、小偏心受壓構件判別條件：

界限狀態(tài)時截面應變當時，為大偏心受壓；當時，為小偏心受壓。第５章偏心受力構件正截面承載力5.2偏心受壓構件的二階效應1附加偏心距、初始偏心距可能產生附加偏心距的原因：

荷載作用位置的不定性；混凝土品質的不均勻性；施工的偏差等因素?！兑?guī)範》規(guī)定：兩類偏心受壓構件的正截面承載力計算中，均應計入軸向壓力在偏心方向存在的附加偏心距。初始偏心距：第５章偏心受力構件正截面承載力5.2偏心受壓構件的二階效應2偏心受壓長柱的二階彎矩不同長細比柱從加荷載到破壞的關係

標準柱側向彎曲

第５章偏心受力構件正截面承載力5.2偏心受壓構件的二階效應3構件截面承載力計算中二階效應的考慮

考慮二階效應的法

用增大偏心距的方法考慮由於縱向彎曲所產生的附加彎矩，增大後的偏心距為稱為；稱為偏心距增大係數(shù)，對矩形、T形、I形、環(huán)形和圓形截面偏心受壓構件，按下式計算：第５章偏心受力構件正截面承載力5.9矩形截面偏心受拉構件正截面承載力計算

——構件的計算長度，

——截面高度；——構件的截面面積；對T形、I形截面，均??；

——偏心受壓構件的截面曲率修正係數(shù)，當>1.0時，取=1.0；

——構件長細比對截面曲率的影響係數(shù)，當時，取=1.0?！獦嫾孛嫔献饔玫钠膲毫υO計值；

《規(guī)範》規(guī)定：當矩形截面或任意截面時，取。其中為