第二章：混凝土结构设计方法

1、混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章第二章第二章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章本章重点本章重点 结构上的作用、作用效应和结构抗力的概结构上的作用、作用效应和结构抗力的概念及其随机特性；念及其随机特性； 混凝土结构设计方法的理论基础混凝土结构设计方法的理论基础可靠可靠 度理论；度理论； 我国规范的设计方法我国规范的设计方法概率极限状态设概率极限状态设 计法。计法。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一

2、章帮帮 助助下一章下一章2.1.1 结构上的作用、作用效应与结构抗力结构上的作用、作用效应与结构抗力定义：定义： 指施加在结构上的指施加在结构上的集中力或分布力集中力或分布力，以及引起结构，以及引起结构外加变形外加变形（如线（如线位移和角位移、应变、裂缝）位移和角位移、应变、裂缝）或约束或约束变形变形的的各种因素各种因素（这些因素包括（这些因素包括地震、基础不均匀沉地震、基础不均匀沉降、温度变形、混凝土徐变和收缩等均为约束变形）降、温度变形、混凝土徐变和收缩等均为约束变形） 。 前者称为前者称为直接作用直接作用（有直接接触的作用），也称（有直接接触的作用），也称为荷载；后者称为为荷载；后者称为

3、间接作用间接作用。2.1结构可靠度结构可靠度l结构上的作用结构上的作用混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 永久作用：永久作用： 在结构使用期间，在结构使用期间，其其值值不随时间变化、不随时间变化、或其变化量与平均值相比可以忽略不计、或变化是单调或其变化量与平均值相比可以忽略不计、或变化是单调的并趋于限值的作用，如的并趋于限值的作用，如结构自重，土压力，预应力结构自重，土压力，预应力等。等。属直接作用属直接作用，通常称为，通常称为永久荷载或恒载永久荷载或恒载。分类（按作用时间分）：分类（按作用时间分）： 可变作用：可变作用： 在结构使

4、用期间，在结构使用期间，其其值值随时间变化且其随时间变化且其变化量与平均值相比不可忽略的作用，如楼面和屋面活变化量与平均值相比不可忽略的作用，如楼面和屋面活载、桥面或路面上的行车荷载、风荷载、雪荷载、吊车载、桥面或路面上的行车荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。荷载等。大多属直接作用大多属直接作用，通常称为，通常称为可变荷载或活荷可变荷载或活荷。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 定义：定义：直接作用或间接作用直接作用或间接作用在结构内产生的内力在结构内产生的内力（轴（轴力、剪力、弯矩、扭矩）力、剪力、弯矩、扭矩）和变形和变形（挠度、

5、转角、裂缝）（挠度、转角、裂缝）称为作用效应。称为作用效应。 直接作用产生的效应直接作用产生的效应称为称为荷载荷载效应效应. . 荷载与荷载效应均为随机变量。荷载与荷载效应均为随机变量。l作用效应作用效应（S) 偶然作用：在偶然作用：在结构使用期间不一定出现，一旦出现，结构使用期间不一定出现，一旦出现，其量值很大且持续时间很短的作用，如强烈地震、爆其量值很大且持续时间很短的作用，如强烈地震、爆炸、撞击等。多为间接作用。炸、撞击等。多为间接作用。 当为直接作用时称为当为直接作用时称为偶然偶然荷载。荷载。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一

6、章 定义：定义：结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应（效应（内力和变形）内力和变形）的能力。如构件的的能力。如构件的承载力承载力、刚度刚度等等。l结构抗力结构抗力（R) 确定方法：确定方法：构件的截面尺寸构件的截面尺寸、混凝土强度等级及钢筋、混凝土强度等级及钢筋种类、配筋数量及方式等确定后，构件便有了抗力。种类、配筋数量及方式等确定后，构件便有了抗力。设计计算按作用效应大小和一定的计算模式（计算采设计计算按作用效应大小和一定的计算模式（计算采用的基本假定和计算公式）进行。用的基本假定和计算公式）进行。 影响因素：影响因素：材料性能材料性能、 几何参数

7、几何参数、计算模式的精确、计算模式的精确 性。这些因素及性。这些因素及S均为随机变量，故均为随机变量，故R也为也为随机变量。随机变量。设计基准期：设计基准期：为确定可变作用为确定可变作用（与时间有关）（与时间有关）及材料性及材料性能能(与时间有关与时间有关)等的取值而选用的时间参数等的取值而选用的时间参数。 建筑结构可靠度设计统一标准建筑结构可靠度设计统一标准( (GB50068-2001 ) )规定设计基准期为规定设计基准期为5050年。年。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.1.2 结构的预定功能及结构可靠度结构的预定功能及结

8、构可靠度 统一标准统一标准规定了结构在规定的设计使用年限内规定了结构在规定的设计使用年限内（一般为（一般为50年）年）应满足以下预定功能：应满足以下预定功能： （1）在正常施工、正常使用情况下能承受可能出现的）在正常施工、正常使用情况下能承受可能出现的各种作用（荷载、外加变形、约束变形）。各种作用（荷载、外加变形、约束变形）。如如MMu。 安全性安全性（2） 在在正常使用期间正常使用期间具有良好的工作性能。如不发生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率、振幅）

9、，或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。度。如（如（f f ）。适用性适用性l预定功能预定功能混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章（3） 在正常维护条件下具有足够的耐久性。如混凝土碳化在正常维护条件下具有足够的耐久性。如混凝土碳化（混凝土碳化是指混凝土本身含有大量的毛细孔（混凝土碳化是指混凝土本身含有大量的毛细孔,空气中二氧空气中二氧化碳与混凝土内部的游离氢氧化钙反应生成碳酸钙化碳与混凝土内部的游离氢氧化钙反应生成碳酸钙,造成混凝造成混凝土疏松、脱落土疏松、脱落 ）、钢筋锈蚀、钢筋锈蚀、 某些材料的老化不超过一定的某些材料的老化不超过一定的限度。限度。（这样使结构的（这样使结构的承载力

10、承载力和和刚度刚度不因随时间有过大的降不因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）。性，降低使用寿命）。耐久性耐久性（4）在设计规定的偶然事件（如地震、爆炸、）在设计规定的偶然事件（如地震、爆炸、 撞击）发生撞击）发生时和发生后，结构仍能保持整体稳定性，不发生整体倒塌或时和发生后，结构仍能保持整体稳定性，不发生整体倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。连续破坏而造成生命财产的严重损失。 安全性安全性l 结构的可靠性结构的可靠性 安全性、适用性和耐久性安全性、适用性和耐久性的总称。即在规定的使用年限的总称

11、。即在规定的使用年限内（设计使用年限见表内（设计使用年限见表21），在规定的条件下（），在规定的条件下（正常设计正常设计、正常施工、正常使用和维护、正常施工、正常使用和维护），结构完成预定功能的能力。），结构完成预定功能的能力。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章l 结构的可靠度结构的可靠度 在规定的使用期限内，在规定的条件下，结构完成预在规定的使用期限内，在规定的条件下，结构完成预定功能的概率。即可靠性的概率度量。定功能的概率。即可靠性的概率度量。结构可靠度越高，建设造价投资越大。结构可靠度越高，建设造价投资越大。类类别别结构类型结

12、构类型结构的设计使结构的设计使用年限（年）用年限（年）临时性结构临时性结构5易于替换的结构构件易于替换的结构构件25普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物50纪念性建筑和特别重要建筑纪念性建筑和特别重要建筑100表表21设计使用年限分类设计使用年限分类混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章如何在结构可靠与经济之间取得均衡，就是设计方法要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。解决的问题。显然这种可靠与经济的均衡受到多方面的影响，如国家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、设计能达到的工作寿命、维护和修复

13、等。经济实力、设计能达到的工作寿命、维护和修复等。结构设计结构设计规范规范规定的设计方法，是这种均衡规定的设计方法，是这种均衡的最低限度，也是国家法律。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，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，以及业主的要求，提高设计水准，增加增加结构的可靠度。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，损失及修复的费用失及修复的费用第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章标准、规范标准、规范u标准：标准：

14、是对一定范围内的重复性事物和概念所做是对一定范围内的重复性事物和概念所做的的统一规定统一规定。它以科学、技术和实践经验的综合成。它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础，以获得最佳秩序、促进最佳社会效益为果为基础，以获得最佳秩序、促进最佳社会效益为目的，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以目的，经有关方面协商一致，由主管机构批准，以特定形式发布，作为特定形式发布，作为共同遵守的准则和依据共同遵守的准则和依据。 u规范：规范：是国家对有关行业制定的是国家对有关行业制定的强制执行标准强制执行标准，建筑规范就是国家根据建筑的特点制定供考核建建筑规范就是国家根据建筑的特点制定供考核建筑是否符合标准的

15、唯一衡量指标，主要有筑是否符合标准的唯一衡量指标，主要有设计设计规范规范和和施工规范施工规范，它们是相关人员进行设计及，它们是相关人员进行设计及施工的主要依据，也是能保证建筑能科学地完施工的主要依据，也是能保证建筑能科学地完成的最基本的基础。成的最基本的基础。 混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章常用建筑结构常用建筑结构设计设计规范规范1.混凝土结构设计规范(GB50010-2010)2.建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)3.建筑结构荷载规范(GB50009-2001) 4.砌体结构设计规范(GB50003-2001)5.钢结构设计规范(GB50017-2003)6.建筑抗

16、震设计规范(GB50011-2001)其它混凝土结构设计规范其它混凝土结构设计规范JTJ267-98，港口工程混凝土结构设计规范.DLT5057-1996，水工混凝土结构设计规范.JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范TB10002.3-2005，铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范ACI318-08，Building Code Requirements For Structural Concrete Eurocode 2, Design of concrete structures Part 1-1: General rules and rules for

17、 buildings(1992-1-1:2004)混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.1.3 结构的安全等级结构的安全等级 安全等级又是根据结构破坏是否危及安全等级又是根据结构破坏是否危及人的生命人的生命、造成、造成经济损经济损失失的大小、产生的的大小、产生的社会影响社会影响等确定。等确定。安全等级破坏后的影响程度建筑物的类型一级很严重重要的建筑物指重要的工业，民用建筑物，20层以上高层，体型复杂的14层以上的高层建筑，对地基变形有特殊要求的建筑物，单桩荷载在4MN以上的建筑物二级严重一般的建筑物指一般工业与民用建筑物三级不严重次

18、要的建筑物 结构设计时需根据房屋的结构设计时需根据房屋的重要性重要性（用（用安全等级来衡量）来采安全等级来衡量）来采用不同的可靠度指标。用不同的可靠度指标。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（1） 永久荷载：根据构件的体积和材料重力密度永久荷载：根据构件的体积和材料重力密度计算。其值因制作误差计算。其值因制作误差、材料组成及材料容重变化、材料组成及材料容重变化而波动，而波动，具有随机性具有随机性，但，但符合正态分布符合正态分布。2.2荷载和材料强度荷载和材料强度（2）可变荷载：如楼屋面活荷载可变荷载：如楼屋面活荷载、风荷载、雪荷、风

19、荷载、雪荷载，其大小随时间变化，载，其大小随时间变化，具有随机性具有随机性，符合，符合极值极值I型分布型分布。2.2.1 荷载标准值的确定荷载标准值的确定l荷载的统计性荷载的统计性混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 变异系数变异系数z=z/z平均值zf (z)反弯点z标准差正态分布的特性：正态分布的特性：概率的总和即曲线与横轴围成的面积等于概率的总和即曲线与横轴围成的面积等于1.混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章定义：定义：将荷载视为随机变量，采用数理统计的方法加将荷载视

20、为随机变量，采用数理统计的方法加以处理而得到的具有一定概率的最大荷载值，以处理而得到的具有一定概率的最大荷载值，是设计是设计时采用的荷载时采用的荷载基本代表值基本代表值 。对于符合。对于符合正态分布正态分布的恒载：的恒载：l荷载的标准值荷载的标准值1.645kppP 即达到即达到Pk的概率的概率为为95，或者说，或者说超超越越Pk概率仅为概率仅为5 5。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（1）永久荷载标准值永久荷载标准值G Gk k的确定：实际运用中是根据的确定：实际运用中是根据构件的体积和材料重力密度平均值计算，相当于正构件的体积

21、和材料重力密度平均值计算，相当于正态分布中的平均值。态分布中的平均值。（2）可变荷载标准值可变荷载标准值Q Qk k的确定：的确定：在缺少大量统计资料在缺少大量统计资料的条件下，难以给出符合极值的条件下，难以给出符合极值I型型的概率分布；故按传的概率分布；故按传统习用数值采用（即由查统习用数值采用（即由查荷载规范荷载规范得到）：如得到）：如2kN/m0 . 5 直升飞机坪：直升飞机坪： 楼面：楼面：2kN/m0 . 2 屋面：屋面：不上人屋面不上人屋面 上人屋面上人屋面 屋顶花园屋顶花园2kN/m5 . 02kN/m0 . 22kN/m0 . 3 混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主

22、 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章（3）风）风荷载标准值的确定：荷载标准值的确定：wk = zs z w0 21式中：式中： z 高度高度Z处的风振系数处的风振系数; s 体型系数体型系数;z 风压高度变化系数，风压高度变化系数，按地面粗糙程度按地面粗糙程度 A、B、C、D四级定，四级定， A 海岸、湖海岸、湖 区；区； B 农村、市郊；农村、市郊； C 一般城市一般城市 市区；市区； D有密集高层建筑市区有密集高层建筑市区 ;注意：注意：荷载规范荷载规范中的荷载值不包括隔墙重中的荷载值不包括隔墙重 和二次装修重。和二次装修重。 w0 50年一遇的基本风压（年一遇的基本风压（

23、见下表 ）。）。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章年限年限n1050100长沙地区长沙地区 w0 （ ）0.250.350.40 50年一遇的基本风压（年一遇的基本风压（ ）。）。2kN/m2kN/msk = r s0式中：式中： r 屋面积雪分布系数屋面积雪分布系数; s0 50年一遇的基本雪压（）。年一遇的基本雪压（）。2kN/m年限年限n1050100长沙地区长沙地区 s0 （ ）0.350.450.502kN/m（4）雪）雪荷载标准值的确定：荷载标准值的确定：混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一

24、章上一章帮帮 助助下一章下一章2.2.2 材料材料强度标准值的确定强度标准值的确定1.1.材料强度的变异性及统计性材料强度的变异性及统计性2kfff强度标准值：混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章强强度度标标准准值值强强度度平平均均值值2kfff强度标准值：混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章变异系数：变异系数： ff2.2.材料强度标准值材料强度标准值 的确定的确定 钢筋和混凝土的钢筋和混凝土的强度标准值强度标准值是设计时采用的是设计时采用的材料强材料强度基本代表值度基本代

25、表值。kf混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章kfff 由于两材料强度均符合正态分布，故它们的由于两材料强度均符合正态分布，故它们的 统一表示为：统一表示为：kf钢筋：钢筋： 出厂抽样，出厂抽样，屈服强度屈服强度要求要求保证率系数保证率系数 ，保，保证率满足证率满足 97.73%，符合我们的规范，符合我们的规范95%的要求的要求 。 热轧钢筋：取热轧钢筋：取屈服点屈服点强度标准值强度标准值 硬钢：取硬钢：取条件屈服强度条件屈服强度标准值标准值 （ 详见附录详见附录2）2kykff0.20.85kbf混凝土：混凝土： 混凝土强度标准值为

26、具有混凝土强度标准值为具有95%保证率的立方强度值，保证率的立方强度值，对应的对应的 ，则有，则有 （ 详见附录详见附录1）1.645,1.645cucucu kfff混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章定义：定义：整个结构或结构的一部分超过整个结构或结构的一部分超过某一特定状态某一特定状态就不能满足就不能满足设计指定的某一功能设计指定的某一功能要求，这个特定的状要求，这个特定的状态称之为该功能的极限状态态称之为该功能的极限状态。可靠与失效的界限。可靠与失效的界限 承载能力极限状态：承载能力极限状态：超过这一极限状态时结构超过这一极限

27、状态时结构将发生破坏、倒塌或失稳等现象。将发生破坏、倒塌或失稳等现象。 即超过该极限状态，结构就不能满足预定的即超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全安全性功能性功能要求，下列状态之一为超出了该极限状态。要求，下列状态之一为超出了该极限状态。分类：分类：2.3极限状态设计法极限状态设计法2.3.1 结构的极限状态结构的极限状态混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、（如倾覆、 滑移）；滑移）； 结构或构件或连接件达到最大承载力（包括疲劳承结构或构件或连接件

28、达到最大承载力（包括疲劳承 载力），结构塑性变形过大而不适于继续使用；载力），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结构形成几何可变体系（如简支梁跨中出现塑（如简支梁跨中出现塑 性铰）性铰）； 结构或构件丧失稳定（结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失如细长受压构件的压曲失 稳）；稳）； 地基丧失承载力而破坏。地基丧失承载力而破坏。 正常使用极限状态：正常使用极限状态：超过这一极限状态时结构将出超过这一极限状态时结构将出现现过大的变形、过宽的裂缝过大的变形、过宽的裂缝或或出现钢筋严重锈蚀、出现钢筋严重锈蚀、混凝土腐蚀、风化、剥落等现象混凝土腐蚀、风化、剥落等现象。混凝土结构

29、基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 超过该极限状态，结构就不能满足预定的超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性适用性和和耐耐久性久性的功能要求。的功能要求。 过大的变形、侧移（过大的变形、侧移（将影响非结构构件、不安全感、将影响非结构构件、不安全感、 不能正常使用（如吊车）等）不能正常使用（如吊车）等）； 过宽的裂缝过宽的裂缝（钢筋锈蚀、耐久性降低、不安全感、（钢筋锈蚀、耐久性降低、不安全感、 漏漏 水等）；水等）； 过大的振动过大的振动（振幅大，不舒适）（振幅大，不舒适）； 影响其他正常使用要求，影响其他正常使用要求， （如沉降量过大）

30、（如沉降量过大） 。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 结构的功能结构的功能 Z Z（安全（安全、适用、耐久）、适用、耐久）函数函数Z Z ：2.3.3 结构的功能函数和极限状态方程结构的功能函数和极限状态方程),(21nxxxgZ(1,2, )ix in 为各种作用效应为各种作用效应(S)、材料性能、材料性能几何参数及计算公式精确性等几何参数及计算公式精确性等(R)，进一步表示为：，进一步表示为：ZRSZ=R-S0 时，结构处于可靠状态（有功能）；时，结构处于可靠状态（有功能）；Z=R-S=0时，结构达到极限状态，称为极限状态方程

31、；时，结构达到极限状态，称为极限状态方程；Z=R-S0时，结构处于失效（破坏）状态（失去功能）时，结构处于失效（破坏）状态（失去功能）。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章结构所处的状态结构所处的状态混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度结构可靠度（可靠性的概率度量可靠性的概率度量）的计算的计算1.1.结构的失效概率结构的失效概率 R R 、S S的概率密度曲线：的概率密度曲线：R R与与S SR R0由“为有效”得：混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第

32、二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 建筑结构设计时，根据建筑结构设计时，根据活荷载活荷载持续作用时间的不同，持续作用时间的不同，可分为三种设计（荷载）状况：可分为三种设计（荷载）状况：（1）持久状况：）持久状况：如家具和人员流动。特点：使用年限如家具和人员流动。特点：使用年限内一定出现，且持续期与使用年限相当。内一定出现，且持续期与使用年限相当。 需进行两种极限状态设计需进行两种极限状态设计（2）短暂状况：）短暂状况：如施工和维修中材料的临时堆放及施如施工和维修中材料的临时堆放及施工荷载。特点：出现的概率较大但持续时间与使用年工荷载。特点：出现的概率较大但持续时间与使用

33、年限比很短。限比很短。 进行正常使用极限状态设计进行正常使用极限状态设计（3）偶然状况：）偶然状况：如火灾爆炸撞击罕遇地震等。特点：如火灾爆炸撞击罕遇地震等。特点：出现的概率很小，持续时间与使用年限比非常短。出现的概率很小，持续时间与使用年限比非常短。 进行承载能力极限状态设计，但容许主要承重构进行承载能力极限状态设计，但容许主要承重构件出现局部破坏。件出现局部破坏。2.3.2 结构的设计状况（结构的设计状况（p41)p41)混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 荷载效应组合设计值荷载效应组合设计值 （p46）一般结构构件一般结构构件

34、，选下列计算中较大者：，选下列计算中较大者： 由可变荷载控制时由可变荷载控制时 由永久荷载控制时由永久荷载控制时kQc2QQ1kQ1GkGiiniiSSSS kQc1QGkGiiniiSSS 基本组合基本组合S（1）（2）取以上两计算结果的取以上两计算结果的较大较大值。值。混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章式中：式中： 永久荷载分项系数，当其效应对结构不利永久荷载分项系数，当其效应对结构不利 （使内力增大）（使内力增大）时，公式（时，公式（1）中的）中的 ， 公式（公式（2）中的）中的 ；当其效应对结构；当其效应对结构 有利有利（使

35、内力减小）（使内力减小）时，一般情况下取时，一般情况下取1.0， 验算倾覆、滑移或漂浮时验算倾覆、滑移或漂浮时 取取0.9； 活载分项系数，一般情况下取活载分项系数，一般情况下取1.4，当活，当活 载标准值大于载标准值大于 的工业房屋楼面结的工业房屋楼面结 构取构取1.3； 恒载标准值所产生的内力；恒载标准值所产生的内力； 活载标准值所产生的内力，活载标准值所产生的内力，i=1时为促成时为促成 为为 最大的那个活荷载，也称为主导活荷载；最大的那个活荷载，也称为主导活荷载； ci 活载的组合值系数，见活载的组合值系数，见pp47.iQ G GkSkQiS2 . 1G 35. 1G 2kN/m4S

36、混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章一般排架、框架结构一般排架、框架结构：采用以下：采用以下简化规则简化规则： 由可变荷载控制时由可变荷载控制时 由永久荷载控制时由永久荷载控制时同同（2）式,即kQ1QGkGiniiSSS 式中：式中： 简化式中的荷载组合系数；一般情况下简化式中的荷载组合系数；一般情况下 取取 ，只有一个活荷载时取，只有一个活荷载时取 。 和和 的取值同上。的取值同上。 9 . 0 0 . 1 G iQ kQc1QGkGiiniiSSS 取以上两计算结果的取以上两计算结果的较大较大值。值。混凝土结构基本原理混凝土结构

37、基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章偶然荷载的代表值不乘分项系数；偶然荷载的代表值不乘分项系数； 偶然组合（详见偶然组合（详见抗震设计抗震设计后续课程）后续课程）与偶然荷载同时出现的其它荷载采用适当的代表值；与偶然荷载同时出现的其它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（如各种情况下荷载效应的设计值公式由有关规范（如 建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范另定。另定。*对于对于持久设计状况：持久设计状况：对于对于短暂设计状况：短暂设计状况：对于对于偶然设计状况：偶然设计状况：采用偶然组合。采用偶然组合。采用基本组合。采用基本组合。混凝土结构基本

38、原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章材料分项系数、材料强度设计值材料分项系数、材料强度设计值结构抗力结构抗力R 取决于取决于截面尺寸截面尺寸大小和大小和材料强度材料强度高低。高低。材料强度分为材料强度分为标准值标准值和和设计值设计值。 材料强度材料强度标准值标准值 材料强度材料强度设计值设计值 砼：砼：ckftkf 钢筋：钢筋：ykf二者保证率：二者保证率：95 645.1 f 砼：砼： 钢筋：钢筋：cckc ff ctkt ff skssff混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章式中：式中

39、： 砼的材料分项系数；建筑工程取砼的材料分项系数；建筑工程取1.4，公路公路 桥涵工程取桥涵工程取1.45。 钢筋的材料分项系数；建筑工程对热轧钢钢筋的材料分项系数；建筑工程对热轧钢 筋取筋取1.1，对钢丝、钢绞线、热处理钢筋取，对钢丝、钢绞线、热处理钢筋取 1.2；公路桥涵工程对热轧钢筋取公路桥涵工程对热轧钢筋取1.2，对钢，对钢 绞线、热处理钢筋取绞线、热处理钢筋取1.25。c s 材料强度设计值详见附表材料强度设计值详见附表12 、23 、24。材料分项系数材料分项系数与与荷载效应分项系数荷载效应分项系数均为均为 的体现。的体现。 混凝土结构基本原理混凝土结构基本原理第二章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.4.2 正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式可变荷载可变荷载的的频遇值频遇值和和准永久值准永久值标准值：标准值：在设计基准期内，其超越概率为在设计基准期内，其超越概率为5的荷载值的荷载值（如前所述，符合极值（如前所述，符合极值I型分布），为型分布），为最大最大意义上的荷载意义上的荷载 值，但未反映随时间变异的特性值，但未反映随时间变异的特性 。可变荷载可变荷载有四种代表值有四种代表值 ：组合值：组合值：当有两个或两个以上可变荷载同时作用时的当有两个或两个以上可变荷载