结构设计方法ppt课件

.,第二章结构设计方法,.,考核要求,1了解结构上的作用的含义，了解荷载的分类，恒载、活载的概念，了解结构效应、结构抗力的含义及其随机的原因。2掌握结构的功能要求，理解两种极限状态的含义，能判断何种破坏属于超出了何种极限状态。掌握结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性，可靠的概率称为可靠度。了解失效概率及可靠指标等基本概念，理解荷载及材料强度的标准值、设计值及分项系数的意义，掌握恒载、活载的分项系数取值依据，掌握结构重要性系数的取值。3掌握两种极限状态实用表达式的应用。,.,我国设计理论的发展,最初：弹性理论（砼不是弹性材料）20世纪30年代：考虑砼塑性性能的破坏阶段计算方法，采用了单一的安全系数50年代：极限状态计算，规定了极限状态，有三个系数，荷载、材料系数和工作条件系数。（1966年规范）近来：以概率论为基础的极限状态计算法89年规范及新规范,.,三个水准,水准1半概率法，如钢筋混凝土结构设计规范TJ1074水准2近似概率法，如混凝土结构设计规范GBI10-89、GB500102002水准3全概率法（一般不用）,.,结构的功能要求,结构设计的目的：结构具有一定的可靠性，即安全性，适用性和耐久性的统称。1、正常使用和施工时能承受各种可能出现的作用。（安全性）2、在正常使用时具有良好的工作性能。（适用性）3、在正常维护下具有足够的耐久性能。（耐久性）4、在设计规定的偶然时间发生时及发生后，结构仍能保持必须的整体稳定性。（安全性）,.,结构的可靠度,结构或构件在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的可能性，成为结构的可靠性结构可靠的概率成为可靠度建筑结构设计的基本目的，就是要采取最经济的手段，使结构在设计基准期内，具有各种预期的功能,.,设计基准期,可靠度和时间有关结构的使用期设计基准期我国的设计基准期为50年超过基准期后，结构的可靠度将逐渐降低,.,设计使用年限（新规范）,定义：设计规定的一个期限，在这期限内，结构或构件只需进行正常的维护即可达到预期目的的使用。设计使用年限分类：,.,建筑结构的安全等级,.,结构的极限状态,定义：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能承载能力极限状态：对应与结构或构件达到最大的承载能力或不适于继续承载的变形。正常使用极限状态：对应与结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定的限值。,.,下列破坏分别属于超出了什么极限状态？,A、雨棚出现倾覆B、出现了很大的裂缝C、结构变成了机动体系D、发生了失稳破坏E、出现了很大的振动F、超过了构件强度而破坏,.,直接作用间接作用,作用、荷载,使结构产生效应（如结构或构件的内力、应力、位移、应变、裂缝等）的各种原因，统称为作用。结构上的作用又分为直接作用和间接作用。直接作用，如结构的自重、风的作用等称为荷载,永久荷载,可变荷载,偶然荷载,.,作用效应、结构抗力,作用效应是指结构上的各种作用在结构内产生的内力（M、N、V）和变形的总称是随机变量结构抗力是指结构或结构构件承受内力和变形的能力(如构件的承载能力、刚度等)也是随机变量,.,极限状态方程,作用效应S结构抗力RRS0，可靠RS0，失效RS0，极限状态,.,承载能力极限状态实用设计表达式,基本变量和相应的分项系数荷载标准值（分恒载和活载），荷载设计值强度标准值，强度设计值三个系数：1、恒载分项系数活载分项系数2、强度分项系数3、结构重要性系数,.,荷载标准值和强度标准值,荷载标准值-结构使用期间在正常情况下出现的最大荷载值材料强度标准值-在符合规定质量的材料强度实测总体中具有一定保证率的强度,.,设计值,荷载设计值标准值乘一分项系数活载-活载分项系数恒载恒载分项系数材料强度设计值-标准值除一分项系数钢筋：1.1混凝土：1.4（材料强度设计值通常直接查表）,.,承载能力极限状态设计表达式,0SRS承载能力极限状态的荷载效应组合的设计值R结构构件的承载力设计值0结构的重要性系数（按重要性和使用年限分为1.1、1.0、0.9）,.,eg，某钢筋承受轴拉力N50KN，此钢筋为HRB335钢筋，直径d=16mm，结构的重要性系数为1.0，其强度满足要求否？荷载设计值：S=50KN承载力：R=fyAs=300201.110360.33KN0S50KNR60.33KN强度满足要求,.,一般表达式,由可变荷载效应控制的组合：S=GSGK+Q1SQ1K+QiciSQiK由永久荷载效应控制的组合：S=GSGK+QiciSQiK,.,分项系数,永久荷载（恒载）：对结构承载能力不利时，一般取1.2，以永久荷载为主的，取1.35对结构承载能力有利时，取1.0抗倾覆验算时，取0.9可变荷载（活载）：一般取1.4，楼面均布活载大于4kN/m2取1.3,.,一般的排架、框架结构,可采用下列简化公式由可变荷载效应控制的组合：S=GSGK+Q1SQ1KS=GSGK+0.9QiSQiK由永久荷载效应控制的组合：S=GSGK+Qic