混凝土结构界限条件简介

1）界限受压区高度

如前面所述，当受拉钢筋达到屈服时，受压区混凝土也同时达到其抗压强度（受压区混凝土外边缘纤维达到其极限压应变），这种破坏称为界限破坏。

根据平截面假定，界限破坏时的实际受压区高度可按下列公式确定（图4-11）：

式中 xba——界限破坏时的实际受压区高度；

εcu——混凝土受压区边缘纤维的极限压应变；

εy——受拉钢筋的屈服应变，即εy=fy／Es；

fy——钢筋抗拉强度设计值；

Es——钢筋弹性模量。

公式（4-4）可改写为

图4-11 界限破坏时的应力状态和受压区高度

式中 ξba——界限破坏时的实际相对受压区高度，即ξba=xba／h0。

当简化为等效矩形应力图形时，界限破坏时的相对受压区高度ξb 为

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于是可得

式中 ξb——界限破坏时的相对受压区高度（也可称为界限破坏时的受压区高度系数），即。

由公式（4-6）可知，ξb 与εcu、fy 和Es 有关，它随着混凝土极限压应变εcu的增大而增大，随着受拉钢筋屈服强度的增大而减小。

当混凝土强度等级不大于C50时，取εcu=0.0033及β1=0.8，可得

于是，对于适筋截面，破坏时的相对受压区高度ξ（即x／h0）应小于或等于ξb，即

或

2）最小配筋率

如4.2.3节所述，在工业与民用建筑中，不应采用少筋截面，以免一旦出现裂缝后，构件因裂缝宽度或挠度很快达到规定的限值而失效。从原则上讲，最小配筋率规定了少筋截面和适筋截面的界限，亦即配有最小配筋率的钢筋混凝土受弯构件在破坏时所能承担的弯矩Mu 等于相同截面的素混凝土受弯构件所能承担的弯矩Mc。

《规范》规定的最小配筋率列于附表15。必须指出，附表15中规定的受弯构件最小配筋率除按上述原则确定外，还考虑了温度和收缩应力的影响以及以往的设计经验。

必须注意，计算最小配筋率和计算配筋率的方法是不同的，详见公式（4-16）和附表15。为了便于区别，最小配筋率用ρ1min表示。