基本假定与钢筋混凝土计算的容许应力法

钢筋混凝土受弯构件按容许应力法计算采用阶段Ⅱ为依据，而以下列三个基本假定为基础。

1.平截面假定

假定所有与杆轴垂直的截面在杆件变形后仍保持为平面，即混凝土和钢筋的应变沿截面高度符合线性分布。试验研究表明，钢筋混凝土构件，混凝土不是匀质材料，且应力阶段Ⅱ中受拉区已有裂缝产生。上述假定就不那么适合，但如取较长的一段（一般需包括两个裂缝间距以上）的平均变形来研究，则试验结果表明，平截面假定基本上符合实际情况，亦即平截面假定依然成立。

2.弹性体假定

钢筋基本上是弹性体，而混凝土是弹塑性体。应力阶段Ⅱ中，混凝土受压区的应力图形是曲线，该曲线和直线相差不大，可以近似地把受压区混凝土的应力图形看作三角形，即应力与应变成正比。

3.受拉区混凝土不参加工作

为了简化计算，假定拉应力全由钢筋承受。受拉区混凝土实际上有一小部分参加工作，将它忽略不计。钢筋混凝土受弯构件按容许应力法计算。《铁路桥规》3.3.4 条规定：钢筋的容许应力应按表3-4 采用。

表3-4　钢筋容许应力 MPa

《铁路桥规》3.1.4 条规定：混凝土的容许应力应按表3-5 采用，并应符合以下规定：

（1）计算主力加附加力时，表3-5 中列第1、2 及8 项容许应力可提高30%。

（2）对厂制及工艺符合厂制条件的构件，表3-5 中列第1、2 及8 项容许应力可提高10%。

（3）当检算施工临时荷载产生的应力时，表3-5 中列第1、2 及8 项容许应力在主力加附加力的基础上可再提高10%。

（4）带肋钢筋与混凝土之间的黏结力按表3-5 中列第7 项数值的1.5 倍采用。

（5）计算主力加特殊荷载时，表3-5 中列第1、2、8 项容许应力可提高50%。

表3-5　混凝土的容许应力 MPa(www.xing528.com)

续表

注：β 为混凝土局部承压应力提高系数。

钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种弹性模量不同的材料组成，为了便于应用匀质梁的计算式，需要把截面换算成由一种拉压性能相同的假想材料组成的与它功能相等的匀质截面，即所谓换算截面。功能相等是指实际截面与换算截面的变形条件不变，即二者的应变相同，受力情况不变，即二者所受力的大小方向和着力点都相同。

通常是把钢筋换算成与它功能相等的既能受压也能受拉的假想的混凝土，设换算后假想混凝土面积为 Ac1，应力为 σc1，应变为 εc1，则

由受力的大小不变可知，假想的混凝土所受到的拉力与钢筋相同，即

从而 Ac1＝nAs，即在换算截面中，假想能受拉的混凝土的应力比钢筋缩小了n 倍（ σs/n），而其面积则为钢筋面积的n 倍（nAs），且合力重心位置不变，如图3-10 所示。

图3-10

《铁路桥规》6.1.3 条规定：换算截面时，钢筋的弹性模量与混凝土的变形模量之比n 应按表3-6 采用。

表3-6　n 值