6 承载能力极限状态计算

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1、6承载能力极限状态计算6.1一般规定6.1.1本章适用于钢筋混凝土、预应力混凝土构件的承载能力极限状态计算；素混凝土结构构件设计应符合本规范附录D的规定。深受弯构件、牛腿、叠合式构件的承载力计算应符合本规范第9章的有关规定。条文说明：钢筋混凝土构件、预应力混凝土构件一般均可按本章的规定进行正截面、斜截面及复合受力状态下的承载力计算（验算）。素混凝土结构构件在房屋建筑中应用不多，低配筋混凝土构件的研究和工程实践经验尚不充分。因此，本次修订对素混凝土构件的设计要求未作调整，其内容见本规范附录D。02版规范已有的深受弯构件、牛腿、叠合构件等的承载

2、力计算，仍然独立于本章之外给出，深受弯构件见附录G，牛腿见第9.3节，叠合构件见第9.5节及附录H。有关构件的抗震承载力计算（验算），见本规范第11章的相关规定。6.1.2对于二维或三维非杆系结构构件，当按弹性分析方法得到构件的应力设计值分布后，可按主拉应力设计值的合力在配筋方向的投影确定所需的配筋量和钢筋布置，并应符合相应的构造要求；受压应力设计值不应大于混凝土抗压强度设计值，受压钢筋可按构造要求配置。当混凝土处于多轴受压状态时，其抗压强度设计值可根据实际受力情况按本规范附录C的有关规定采用。条文说明：对混凝土结构中的非杆系混凝土结构构件

3、（如复杂布置的剪力墙、大体积转换构件、大体积基础底板等），有时无法或不方便按本章的有关规定直接由内力进行承载力计算和设计，此时可直接采用结构分析得到的主应力进行配筋设计，包括配筋量和钢筋布置。对于大尺度混凝土构件，当处于多轴受压状态时，可考虑混凝土受压强度的有效提高。6.2正截面承载力计算（I）正截面承载力计算的一般规定6.2.1正截面承载力应按下列基本假定进行计算：1截面应变保持平面；2不考虑混凝土的抗拉强度；3混凝土受压的应力与应变关系按下列规定取用：当时ε≤εc0⎡⎛⎞n⎤εcσ=−f⎢11⎜⎟−⎥cc（6.2.1-1）⎢⎝⎠ε⎥⎣0

4、⎦当时ε0cc<≤εεuσcc=f（6.2.1-2）1nf=−25()cu,k−0（6.2.1-3）60−5ε0c=+0.0020.5(fu,k−50)×10（6.2.1-4）0.0033f5010−5ε=−−()×cucu,k（6.2.1-5）式中：σc——混凝土压应变为时的混凝土压应力；fc——混凝土轴心抗压强度设计值，按本规范表4.1.4-1采用；ε——混凝土压应力达到时的混凝土压应变，当计0算的值小于0.002时，取为0.002；ε——正截面的混凝土极限压应变，当处于非均匀受压且cu按公式(6.2.1-5)计算的值大于0.0033时

5、，取为0.0033；当处于轴心受压时取为；fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值，按本规范第4.1.1条确定；n——系数，当计算的n值大于2.0时，取为2.0。4纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01；5纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积，但其值应符合下列要求。新增ff−′≤≤σ(6.2.1-6)公式ysyiσ−ff′≤≤σ(6.2.1-7)p0iipyppy式中：σ、σ——第i层纵向普通钢筋、预应力筋的应力，sipi正值代表拉应力，负值代表压应力；σ——第i层纵向预应力筋截面重心处混凝土法p0i向应力等于零时的预应力筋应力，按本规

6、范公式(10.1.6-3)或公式(10.1.6-6)计算。fy、fpy——普通钢筋、预应力筋抗拉强度设计值，按本规范表4.2.3-1采用、表4.2.3-2采用；fy′、fpy′——普通钢筋、预应力筋抗压强度设计值，按本规范表4.2.3-1采用、表4.2.3-2采用；条文说明：本条对正截面承载力计算方法作了基本假定。1平截面假定试验表明，在纵向受拉钢筋的应力达到屈服强度之前及达到屈服强度的瞬间，截面的平均应变基本符合平截面假定。因此，按照平截面假定建立判别纵向受拉钢筋是否屈服的界限条件和确定屈服之前钢筋的应力是合理的。平截面假定作为计算手段，

7、即使钢筋已达屈服，甚至进入强化段时，也还是可行的，计算值与试验值符合较好。引平截面假定可以将各种类型截面(包括周边配筋截面)在单向或双向受力情况下的正截面承载力计算贯穿起来，提高了计算方法的逻辑性和条理性，使计算公式具有明确的物理概念。引用平截面假定也为利用电算进行混凝土构件正截面全过程分析（包括非线性分析）提供了必不可少的截面变形条件。国际上的主要规范，均采用了平截面假定。2混凝土的应力-应变曲线随着混凝土强度的提高，混凝土受压时的应力-应变曲线将逐渐变化，其上升段将逐渐趋向线性变化，且对应于峰值应力的应变稍有提高；下降段趋于变陡，极限应

8、变有所减少。为了综合反映低、中强度混凝土和高强混凝土的特性，与02版规范相同，本规范对正截面设计用的混凝土应力-应变关系采用如下简化表达形式：n上升段⎡⎛ε⎞⎤⎜c⎟σ=f⎢1−