弯矩、剪力和轴力作用下构件的截面承载力优化

土木工程中混凝土梁、板和柱是用得最普遍的基本构件。当构件水平设置时，由于其轴向力很小，通常可以忽略不计，因此可以把构件看作仅承受弯矩和剪力的作用，称为受弯构件，即梁与板；当构件竖向设置，主要承受轴向压力作用时，称为受压构件，即柱子；当然如果构件主要承受轴向拉力作用时，称为受拉构件，但是由于混凝土抗拉强度较低，用混凝土构件承受拉力，显然不是十分合理，因此工程应用较少，主要用于混凝土屋架下弦和料仓、水塔、水池等特种结构中。

图5.1　倾斜的混凝土构件

尽管实际工程中大多数混凝土构件可以按照梁、板、柱来进行设计，但是仍有一些构件从外观形式上是很难将其区分为梁板或柱子的，如图5.1 所示坡屋顶的结构构件 （极端情况为45°倾斜），是称其为斜梁呢？还是称其为斜柱？

其实混凝土梁板与柱甚至受拉构件，无论是其受力破坏特征，还是其承载力计算公式，都具有相似性，只有分析各种混凝土构件的异同，才能看清事物的本质，以不变应万变。

弯矩、剪力和轴力作用下构件的截面承载力计算公式如下：(www.xing528.com)

式中 γ0——结构构件的重要性系数；

S——荷载效应，即为弯矩设计值M、剪力设计值V 和轴力设计值 （包括压力设计值和拉力设计值）N；

R——结构抗力，即为正截面^[1]受弯承载力设计值Mu、斜截面受剪承载力^[2]设计值Vu和轴向力承载力设计值 （包括压力承载力设计值和拉力承载力设计值）Nu。

由于荷载效应M、V 和N 属于“建筑力学”所要求掌握的内容，因此本章重点讲解结构抗力Mu、Vu和Nu的计算和应用问题。