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混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 CHAPTER3混凝土结构设计基本原则BASICPRINCIPLESFORTHEDESIGNOFREINFORCEDCONCRETESTRUCTRUES 1 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 本章重点 了解结构上的作用 作用效应和结构抗力的概念及其随机特性 了解混凝土结构设计方法的理论基础 可靠度理论 掌握我国规范的设计方法 概率极限状态设计法 2 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 2 1 1结构上的作用 action 1 定义 指使结构产生位移 变形 应力 加速度 振动等的所有原因 Theactionisthesumoftheforcesfromtheresponseoftheactions suchasdisplacement deformation stress acceleration vibration etc a 直接作用 荷载 Theactualweight earthpressureandwindpressure ect actingonthestructurearecalledthe directaction or load 分类 b 间接作用 温度变化 材料收缩 徐变 地基不均匀沉降 地震等 Thetemperaturechange unevensettlementoffoundation shrinkageofmaterial creep andearthquakesactionscalledthe indirectaction 3 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 c 永久作用 Thepermanentactionsareusuallythedeadweightofthestructureandanypermanentattachment suchastheselfweightofthestructure finishes partitions glazingandcladding c 可变作用 Thevariableactionsareusuallytheliveloadsactingonthestructure d 偶然作用 P34 4 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 作用效应actioneffect 定义 各种作用施加在结构上 在结构内产生的内力和变形称为作用效应 Actioneffectisthereactionofastructuretotheaction Itinvolvesinternalforces suchasbendingmoment shearingstrength axialstrengthanddeformationofthestructure 结构抗力structureresistance 定义 结构抵抗作用效应的能力 称为结构抗力 Thestructureresistanceisthecapacityofastructuretosustainthatactioneffect Thestructureresistancedependsofthedimensionsofthestructure 5 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 结构的可靠性reliability指结构的安全性 safety 适用性 serviceability 耐久性 durability 结构的可靠度指结构在规定时间内 规定条件下完成预定功能的概率 是结构可靠性的概率度量 结构的功能要求 P35 6 1 安全性Safety 如 M Mu 结构在预定的使用期间内 designlife一般为50年 应能承受在正常施工 正常使用情况下可能出现的各种荷载 外加变形 如超静定结构的支座不均匀沉降 约束变形 如温度和收缩变形受到约束时 等的作用 在偶然事件 如地震 爆炸 发生时和发生后 结构应能保持整体稳定性 不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失 7 2 适用性Serviceability 如 f f 结构在正常使用期间 具有良好的工作性能 如不发生影响正常使用的过大的变形 挠度 侧移 振动 频率 振幅 或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度 3 耐久性Durability 如 wmax wmax 结构在正常使用和正常维护条件下 应具有足够的耐久性 即在各种因素的影响下 混凝土碳化 钢筋锈蚀 结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低 而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性 降低使用寿命 8 结构的可靠性reliability 可靠性 安全性 适用性和耐久性的总称 就是指结构在规定的使用期限内 designlife 50年 在规定的条件下 正常设计 正常施工 正常使用和维护 完成预定结构功能的能力 结构可靠性越高 建设造价投资越大 如何在结构可靠与经济之间取得均衡 就是设计方法要解决的问题 9 显然这种可靠与经济的均衡受到多方面的影响 如国家经济实力 设计工作寿命 designlife 维护和修复等 规范规定的设计方法 是这种均衡的最低限度 也是国家法律 设计人员可以根据具体工程的重要程度 使用环境和情况 以及业主的要求 提高设计水准 增加结构的可靠度 经济的概念不仅包括第一次建设费用 还应考虑维修 损失及修复的费用 乃至可能对社会和经济所造成的影响 10 2 1 3结构的可靠性与安全等级 SafetyGrade P36 11 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 荷载分类 P37 永久荷载 恒荷载deadload 大小 方向 作用点不随时间改变的荷载为永久荷载 如自重 土压力 预应力等 可变荷载 活荷载livingload 大小 方向或作用点随时间改变而变化的荷载为可变荷载 如楼面和屋面活载 风荷载 雪荷载 吊车荷载 车辆荷载等 偶然荷载accidentalload 结构使用期间可能不出现 一旦出现 其作用时间短 效应大的荷载为偶然荷载 如爆炸力 撞击等 12 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 荷载代表值 representativevalueofloads 1 标准值thecharacteristicvalue ornominalvalue ofloads 由设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位值确定的荷载值 是永久荷载的唯一代表值 13 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 楼面和屋面荷载的标准值可查荷载规范得到 如 荷载规范中的荷载值不包括隔墙重量和二次装修重量 14 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 15 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 取决于截面尺寸大小和材料强度高低 材料强度分标准值characteristicvalue和设计值designvalue 材料强度标准值 保证率 95 16 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 材料强度设计值 建筑工程中 桥梁工程中 17 4 2极限状态 2 3极限状态设计方法LimitState 一 极限状态的概念 结构能够满足功能要求而良好地工作 则称结构是 可靠 的或 有效 的 反之 则结构为 不可靠 或 失效 区分结构 可靠 与 失效 的临界工作状态称为 极限状态 P40 18 二 极限状态的分类 承载力能力极限状态UltimateLimitState P40超过该极限状态 结构就不能满足预定的安全性功能要求Anultimatelimitstateoccursatthecollapse orpartialcollapse ofastructure 19 主要包括以下几个方面 结构或构件达到最大承载力 包括疲劳 结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡 如倾覆 滑移 结构塑性变形过大而不适于继续使用 结构形成几何可变体系 超静定结构中出现足够多塑性铰 结构或构件丧失稳定 如细长受压构件的压曲失稳 20 正常使用极限状态ServiceabilityLimitState超过该极限状态 结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求 P41Anserviceabilitylimitstateisproducedbyexcessivethedeflection cracking orvibration 过大的变形 侧移 影响非结构构件 不安全感 不能正常使用 吊车 等 过大的裂缝 钢筋锈蚀 不安全感 漏水等 过大的振动 不舒适 其他正常使用要求 21 Anultimatelimitstateisnecessarytodeterminethemaximumloadcarryingcapacityofastructure Anserviceabilitylimitstateisnecessarytoensuresatisfactorybehaviorunderworkingloadcondition 22 结构功能的表达 S R可靠 S 作用效应ActionEffect结构上的作用 使结构产生内力和变形的原因 如荷载 不均匀沉降 温度变形 收缩变形 地震等 引起的效应如弯矩M 轴力N 剪力V 扭矩T 挠度f 裂缝宽度w等 S S Q R 结构抗力Resistance结构抵抗作用效应的能力 如受弯承载力Mu 受剪承载力Vu 容许挠度 f 容许裂缝宽度 w R R fc fy A h0 As S R极限状态 S R失效 结构力学的主要内容 本课程的主要内容 23 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 24 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 2 4承载能力极限状态的设计方法 结构重要性系数 安全等级为一级或使用年限为100年时 安全等级为二级或使用年限为50年时 安全等级为三级或使用年限为5年时 荷载效应组合的设计值 用基本组合或偶然组合 结构构件抗力设计值 计算公式 建筑工程中 25 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 荷载效应组合 一般结构构件 选下列计算中较大者 由可变荷载控制时 由永久荷载控制时 基本组合 26 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 式中 荷载分项系数 当其效应对结构不利时 公式 6 中的 公式 7 中的 当其效应对结构有利时 一般情况下取1 0 验算倾覆 滑移或漂浮时取0 9 活载分项系数 一般情况下取1 4 当活载标准值大于的工业房屋楼面结构取1 3 恒载标准值所产生的内力 活载标准值所产生的内力 i 1的活荷载为主导活荷载 第i个可变荷载的组合系数 27 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 一般排架 框架结构 选下列计算中较大者 28 混凝土结构设计原理 第2章 主页 目录 上一章 帮助 下一章 偶然荷载的代表值不乘分项系数 偶然组合 与偶然荷载同时出现的其他荷载采用适当的代表值 各种情况下荷载效应的设计值公式由有关规范另定 29 混