建筑结构计算基本原则ppt课件VIP

.,钢筋混凝土结构ReinforcedConcreteStructure,0绪论1建筑结构计算基本原则2建筑结构材料3钢筋混凝土受弯构件4钢筋混凝土纵向受力构件5钢筋混凝土受扭构件6钢筋混凝土构件的裂缝、变形和耐久性7预应力混凝土构件,.,1、了解结构上的作用、作用效应、结构抗力2、结构的功能要求、结构功能的极限状态3、了解概率极限状态设计方法及实用表达式4、掌握荷载各种代表值和强度值的取法及算法,本章内容及要求,.,第二章建筑结构计算基本原则,结构上的作用、作用效应及结构抗力,（1）作用效应S,作用（荷载）对结构产生的各种效应，如弯矩、剪力、轴力、变形、裂缝等MVNfw,结构构件抵抗各种作用效应的能力。如抗弯、抗剪、抗压、抗拉、抗扭承载力以及抗变形、抗裂缝的能力。,（2）结构抗力R,结构上的作用可分为直接作用和间接作用,.,第一节荷载分类及荷载代表值,第二章建筑结构计算基本原则,1.永久荷载永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，其值不随时间变化，或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载，如结构自重、土压力、预应力等。,2.可变荷载可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载，如楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。,3.偶然荷载在结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短的荷载称为偶然荷载，如爆炸力、撞击力等。,.,第一节荷载分类及荷载代表值,第二章建筑结构计算基本原则,常用材料单位体积的自重（单位kN/m3）混凝土2224，钢筋混凝土2425，水泥砂浆20，石灰砂浆、混合砂浆17，普通砖18，普通砖（机器制）19，浆砌普通砖砌体18，浆砌机砖砌体19。,荷载标准值,（1）永久荷载标准值,按构件尺寸和构件单位体积自重的标准值来确定。,.,第一节荷载分类及荷载代表值,第二章建筑结构计算基本原则,（1）可变荷载标准值（民用楼面均布活荷载标准值按下表采用）,.,第一节荷载分类及荷载代表值,第二章建筑结构计算基本原则,（1）可变荷载标准值（民用楼面均布活荷载标准值按下表采用）,.,第一节荷载分类及荷载代表值,第二章建筑结构计算基本原则,注：本表所列各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载大时，应按实际情况采用。本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。,（1）可变荷载标准值（民用楼面均布活荷载标准值按下表采用）,.,第二章建筑结构计算基本原则,混凝土强度设计值=混凝土强度标准值砼材料分项系数钢筋强度设计值=钢筋强度标准值钢筋材料分项系数,永久荷载设计值=永久荷载标准值永久荷载分项系数可变荷载设计值=可变荷载标准值可变荷载分项系数,设计值与标准值的关系,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001（以下简称统一标准）规定，建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性，采用不同的安全等级。,设计使用年限，是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,结构的功能要求,能承受正常施工和使用时的各种作用，以及偶然事件发生时，仍能保持整体稳定性。,在正常使用时，能保证具有良好的工作性能，不出现过大的变形和裂缝。,在正常使用及维护下，具有足够的耐久性能，不发生锈蚀和风化现象。,安全性适用性耐久性,例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产生使使用者感到不安的裂缝宽度等。,例如，结构材料不致出现影响功能的损坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。,即结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,结构的安全性、适用性和耐久性是结构可靠的标志，总称为结构的可靠性。,结构的可靠度是结构可靠性的概率度量，即对结构可靠性的定量描述。,结构可靠性的定义是，结构在规定时间内，规定条件下，完成预定功能的能力。,当结构的使用年限超过设计使用年限后，并不意味着结构就要报废，但其可靠度将逐渐降低。,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,1、结构功能的极限状态,（1）承载能力极限状态,（2）正常使用极限状态,针对安全性如：整个结构或结构的一部分作为刚体失去稳定；结构构件或连接因材料强度不够而破坏；结构转变为机动体系；结构或结构构件丧失稳定等。地基破坏,针对适用性和耐久性如：出现影响正常使用或外观的变形；影响正常使用或耐久性的局部损坏；影响正常使用的振动。,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,2、承载能力极限状态结构的功能函数,（1）作用效应S,作用（荷载）对结构产生的各种效应，如弯矩、剪力、轴力、变形、裂缝等MVNfw,结构构件抵抗各种作用效应的能力。如抗弯、抗剪、抗压、抗拉、抗扭承载力以及抗变形、抗裂缝的能力。,（2）结构抗力R,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,有一农夫，能肩挑300斤当给他300斤的担子时，效应刚好等于抗力；当给他100斤的担子时，效应小于抗力；当给他400斤的担子时，效应大于抗力。,挑担子与结构功能函数,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,结构的功能函数,当0即RS时，结构处于可靠状态；当0即RS时，结构处于失效状态；当=0即R=S时，结构处于极限状态。,关系式(S，R)RS0称为极限状态方程。,结构构件重要性系数一级=1.1、二级=1.0、三级=0.9,按承载能力极限状态设计的实用表达式,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,按永久荷载标准值计算的荷载效应值,按可变荷载标准值计算的荷载效应值,可变荷载效应中的最大值,永久荷载分项系数,第j个可变荷载的分项系数,第1个可变荷载的分项系数,可变荷载的组合值系数,1）由可变荷载效应控制的组合,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,2）由永久荷载效应控制的组合,恒荷载效应设计值,活荷载效应设计值,.,1.1某住宅楼面梁，由恒载标准值引起的弯矩Mgk=45kNm，由楼面活荷载标准值引起的弯矩Mqk=25kNm，活荷载组合值系数c=0.7，结构安全等级为二级。试求按承载能力极限状态设计时梁的最大弯矩设计值M。,第二章建筑结构计算基本原则,习题,1.2某钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸bh=200mm500mm，计算跨度l0=4m，梁上作用恒载标准值(不含自重)14kN/m，活荷载标准值9kN/m，活荷载组合值系数c=0.7，梁的安全等级为二级。试计算按承载能力极限状态设计时的跨中弯矩设计值。,.,第二章建筑结构计算基本原则,习题答案,.,第二章建筑结构计算基本原则,1.3某排架结构简图如下图所示。在左边柱柱底截面A处，屋面恒荷载、柱自重、吊车梁重等永久荷载标准值产生的弯矩为-2.08kN.m（正号表示柱的左侧纤维受拉，负号表示柱的右侧纤维受拉），屋面活荷载标准值产生的弯矩为-0.11kN.m，左来风荷载标准值产生的弯矩为35.35kN.m，吊车最大轮压作用于A柱时荷载标准值产生的总弯矩为20.70kN.m，试求该截面在这些荷载作用下的弯矩的组合设计值。,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,Sd正常使用极限状态的荷载效应组合值；C结构或构件达到正常使用要求的规定限值（如变形、裂缝、应力等限值），按有关规范的规定采用,按正常使用极限状态设计的设计表达式,3、正常使用极限状态结构的设计表达式,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,按永久荷载标准值计算的荷载效应值,按可变荷载标准值计算的荷载效应值,可变荷载效应中的最大值,可变荷载的组合值系数,3、正常使用极限状态结构的设计表达式（1）标准组合,.,第二节建筑结构概率极限状态设计法,第二章建筑结构计算基本原则,按永久荷载标准值计算的荷载效应值,按可变荷载标准值计算的荷载效应值,可变荷载的准永久值系数,3、正常使用极限状态结构的设计表达式（2）准永久组合,.,第二章建筑结构计算基本原则,.,结构的使用环境是影响混凝土结构耐久性的最重要的因素。使用环境类别按下表划分。,注：严寒地区指最冷月平均温度-10，日平均温度不高于5的天数145d的地区；寒冷地区指最冷月平均温度-100，日平均温度不高于5的天数为90145d的地区。,第三节混凝土结构的的耐久性设计,第二章建筑结构计算基本原则,.,对于设计使用年限为50年的一般结构，混凝土质量应符合下表2.2.5的规定,耐久性的要求,第三节混凝土结构的的耐久性设计,第二章建筑结构计算基本原则,.,第二章建筑结构计算基本原则,1、什么是结构上的作用？荷载属于哪种作用？作用效应和荷载效应有什么区别？2、什么是荷载代表值？永久荷载、可变荷载的代表值分别有哪些？3、建筑结构应满足哪些功能要求？其中最重要的一项是什么？4、什么是结构功能的极限状态？极限状态分为几类？各有什么标志和限值？5、试用结构功能函数描述结构所处的状态。,小组协作思考题:,.,第二章建筑结构计算基本原则,1、按习题1.2的要求设计一单跨简支梁，即自行确定其截面尺寸、跨度、梁上恒载（不包括自重）及活载大小，并计算跨中最大弯矩和支座最大剪力设计值。（注：梁高跨比h/l1/12，b/h=1/31/2，b、h取50mm倍数）,作业:,2、钢筋混凝土雨篷板的挑出长度