项目3钢筋混凝土结构的设计方法

1、15:32项目3 钢筋混凝土结构的设计方法 任务1掌握结构设计的基本要求 任务2理解结构的作用和作用效应 任务3（了解桥涵设计规范的设计原则） 建筑结构设计规范15:32行业规范： 建筑结构设计规范， 水利工程设计规范， 电力工程设计规范， 公里桥涵设计规范15:32任务1掌握结构设计的基本要求 极限状态设计法（两种极限状态） 结构的功能要求 可靠性、可靠度 基准期15:32结构的功能： 安全性、适用性、耐久性的要求结构的可靠性和可靠度 可靠性安全性、适用性和耐久性的综合总称 可靠度是可靠性的量化15:32结构的功能求结构的功能求: 安全性安全性 承载能力极限状态承载能力极限状态 适用性适用性

2、 影响正常使用影响正常使用 对其它结构构件的影响对其它结构构件的影响 振动、变形过大振动、变形过大 对非结构构件的影响：桥面排水，主梁开裂等对非结构构件的影响：桥面排水，主梁开裂等 心理承受：不安全感，振动噪声心理承受：不安全感，振动噪声 耐久性耐久性 裂缝过宽：钢筋锈蚀导致承载力降低，影响使用寿裂缝过宽：钢筋锈蚀导致承载力降低，影响使用寿 命、外观感觉命、外观感觉2正常使用正常使用极限状态极限状态结构的功能和极限状态15:32结构构件的可靠性具有足够的承载力和变形能力安全性适用性耐久性在使用荷载下不产生过大的裂缝和变形在一定时期内维持其安全性和适用性的能力15:32 为保证结构的安全，所有结

3、构构件都应为保证结构的安全，所有结构构件都应进行承载能力极限状态的计算。进行承载能力极限状态的计算。 此外，为保证结构的正常使用和耐久性，此外，为保证结构的正常使用和耐久性，根据使用要求，某些结构构件还应进行正常使根据使用要求，某些结构构件还应进行正常使用极限状态的验算。用极限状态的验算。 如：变形、抗裂和裂缝控制验算，以保如：变形、抗裂和裂缝控制验算，以保证结构构件的适用性和耐久性。证结构构件的适用性和耐久性。15:32结构设计的目的：结构设计的目的： 在一定的经济条件下，使结构在预定在一定的经济条件下，使结构在预定的使用期限内能满足设计所预期的各种功的使用期限内能满足设计所预期的各种功能要

4、求（安全性、适用性、耐久性，总称能要求（安全性、适用性、耐久性，总称为可靠性）。为可靠性）。15:32 极限状态的分类 15:32 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指定的某一功能要求，这个特定的状态称之为该功能的极限状态。极限状态分为：承载能力极限状态 正常使用极限状态15:32结构的极限状态安全性安全性适用性适用性耐久性耐久性结构的功能要求：结构的极限状态：承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态设计设计验算验算15:32任务2结构上的作用、作用效应、结构抗力结构上的作用及其效应 作用 凡是施加在结构上的集中或分布荷载，以及引起结构

5、外加变形或约束的原因，总称为作用。15:32作用与荷载效应作作 用用直接作用直接作用（荷载）（荷载）间接作用间接作用施加在结构上的集中或分布荷载施加在结构上的集中或分布荷载如混凝土收缩、温度变化、基础如混凝土收缩、温度变化、基础沉降、地震等。沉降、地震等。荷载是作用，但作用未必是荷载。荷载是作用，但作用未必是荷载。从工程习惯和叙述简便起见，两者不作区分，一律称为荷载。从工程习惯和叙述简便起见，两者不作区分，一律称为荷载。15:32荷荷 载载 标标 准准 值值 荷载标准值荷载标准值是建筑结构按极限状态设计时采是建筑结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值。荷载标准值可由设计基准期最用的荷载基本代

6、表值。荷载标准值可由设计基准期最大荷载概率分布的某一分位值确定大荷载概率分布的某一分位值确定 永久荷载标准值永久荷载标准值按结构设计按结构设计 规定的尺寸规定的尺寸和材料容重平均值确定。和材料容重平均值确定。可变荷载标准值可变荷载标准值楼面活荷载标准值、风楼面活荷载标准值、风荷载标准值、雪荷载标准值荷载标准值、雪荷载标准值15:32结 构 抗 力 结构抗力结构抗力R：指整个结构或结构构件承受作：指整个结构或结构构件承受作用效应（即内力和变形）的能力。用效应（即内力和变形）的能力。 影响抗力的主要因素有：影响抗力的主要因素有： 材料性能的不确定性、几何参数的不确材料性能的不确定性、几何参数的不确

7、定性、计算模式的不确定性定性、计算模式的不确定性15:32（水工）钢筋混凝土结构设计极限状态实（水工）钢筋混凝土结构设计极限状态实用设计表达式用设计表达式水工混凝土结构设计规范（SL/T1912008） 目前我国用于水利水电工程的水工混凝土结构设计规范有两个版本，一本是电力系统的DL/T5057-2009， 一本是水利系统的SL191 -2008。 两本规范仅稍有差异，但在实用设计表达式的表达方式上却有着较大的不同。 DL/T5057-2009规范完全继承了DL/T5057-1996，采用概率极限状态设计原则，用5个分项系数的设计表达式进行设计。 SL191-2008规范则在规定的材料强度和荷

8、载取值条件下，采用在多系数分析基础上以安全系数表达的方式进行设计15:32 承载力极限状态表达式 承载力极限状态表达式： KSR 式中：K承载力安全系数 S荷载效应组合设计值 R结构或构件的承载力设计值 在承载力极限状态方法下，结构构件的荷载效应组合值S应考虑作用效应的基本组合和偶然组合。15:321、基本组合、基本组合 基本组合是指在使用或施工阶段的永久作用与可变作用的组合。 当永久荷载对结构起不利作用时 S = 1.05SG1K+1.20SG2K+1.20SQ1K+1.10SQ2K 当永久荷载对结构起不利作用时 S = 0.95SG1K+0.95SG2K+1.20SQ1K+1.10SQ2K 15:32 式中: S 荷载效应组合设计值 SG1K自重等变异性小的永久荷载 SG2K土压力、围岩压力等变异性大的永久荷载效应 SQ1K一般可变荷载标准值产生的荷载效应 SQ2K可控制不超过规定限值的可变荷载标准值