構(gòu)件尺寸或鋼筋截面斷口分析圖像顯微鏡
隨著砌體強度設(shè)計方法的發(fā)展,強度法和容許應(yīng)力法有時會在
某些方面產(chǎn)生爭議,強度法設(shè)計所使用的材料比相應(yīng)的容許應(yīng)力法
設(shè)計少,因此用強度法可能會更加經(jīng)濟。但這是一個復(fù)雜的問題,
它取決于構(gòu)件本身的性質(zhì)、強度設(shè)計方程和容許應(yīng)力方程的準(zhǔn)確性
,以及一些非技術(shù)性問題。
①一部分砌體結(jié)構(gòu)是靜定的。只要任何點的彎矩超過相應(yīng)的抗
彎承載力,很快就達(dá)到承載極限。無筋砌體鑲板墻或砌體簡支粱都
是很好的例子。強度設(shè)計法為加筋砌體的抗彎韌性的設(shè)計提供了可
能性,這種延性不會增加靜定構(gòu)件的強度,但強度設(shè)計法可以為破
壞提供更多的預(yù)兆,從而可以提高配筋砌體的安全性。盡管如此,
也不允許減少構(gòu)件尺寸或鋼筋面積。
②另一部分砌體結(jié)構(gòu)是超靜定的。當(dāng)這樣的配筋砌體結(jié)構(gòu)在某
個截面受彎屈服時,只要其他截面的抗彎承載力存在,整個結(jié)構(gòu)的
承載能力是可以繼續(xù)增加的。設(shè)計時我們一般只會考慮結(jié)構(gòu)的彈性
彎矩,卻很少認(rèn)識到超靜定結(jié)構(gòu)提供的儲備能力。只要這些部分被
鋼筋連接在一起,那無疑會減小這種結(jié)構(gòu)的失效概率。雖然失效概
率的減小可能在理論上證明強度設(shè)計法要比容許應(yīng)力法具有更高的
設(shè)計承載能力,但是若不能區(qū)別靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的話,
實際上就不能提高構(gòu)件的設(shè)計承載能力,也不能減少構(gòu)件的尺寸和
鋼筋面積。
③如果強度設(shè)計方法中預(yù)測承載能力的公式比相應(yīng)的容許應(yīng)力
法的公式更精確,那么增加的可靠度就會反映在更高的設(shè)計承載力
上。然而,在大多數(shù)情況下,這兩套方程都表現(xiàn)得相當(dāng)離散,特別
是在求解剪切承載力時,所以很難證明設(shè)計承載能力得到了顯著增
加。
④強度設(shè)計方程與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際強度的聯(lián)系要比對應(yīng)的容許
應(yīng)力方程與實際強度的聯(lián)系更加緊密。因此,對于那些具有鋼筋混
凝土強度設(shè)計經(jīng)驗的設(shè)計人員來說,他們會更容易的學(xué)習(xí)和正確使
用強度設(shè)計方程,這是一種優(yōu)勢。
一般來說,強度設(shè)計要比容許應(yīng)力設(shè)計具有更一致的失效概率
。由于容許應(yīng)力設(shè)計失效概率不太一致,因此它有時會比強度設(shè)計
需要更少的材料。