同濟(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件-1

1、2021/8/61第一章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論顧祥林同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院建筑工程系混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2021/8/62一、引言1. 建筑結(jié)構(gòu)承擔(dān)著建筑物在施工和使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種環(huán)境作用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑物安全、適用和耐久的保證。2021/8/63一、引言2. 建筑結(jié)構(gòu)的種類(lèi)按建筑結(jié)構(gòu)所使用的主要建筑材料混凝土結(jié)構(gòu)-本課程的對(duì)象砌體結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)木結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)2021/8/64二、混凝土建筑結(jié)構(gòu)形式 1. 結(jié)構(gòu)形式層數(shù)單層結(jié)構(gòu)和多高層結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)和民用建筑結(jié)構(gòu)一般為單層結(jié)構(gòu)用途一般為多高層結(jié)構(gòu)2021/8/65二、混凝土建筑結(jié)構(gòu)形式 2. 單層建筑結(jié)構(gòu)天窗架屋架屋架下弦水平支撐排架柱基礎(chǔ)

2、圍護(hù)墻屋面板天溝板連系梁天窗架垂直支撐托架抗風(fēng)柱屋架端部垂直支撐吊車(chē)梁柱間支撐基礎(chǔ)梁2021/8/66二、混凝土建筑結(jié)構(gòu)形式 3. 多層建筑結(jié)構(gòu)圖面立正2021/8/67二、混凝土建筑結(jié)構(gòu)形式 4. 高層建筑結(jié)構(gòu)270.000176.40034.6004.100301.100372.0002021/8/68三、混凝土建筑結(jié)構(gòu)的組成2021/8/69三、混凝土建筑結(jié)構(gòu)的組成2021/8/610三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 1. 規(guī)范及設(shè)計(jì)理論常用的規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程2021/8/611三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 1. 規(guī)

3、范及設(shè)計(jì)理論允許應(yīng)力設(shè)計(jì)法破壞階段設(shè)計(jì)法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法半經(jīng)驗(yàn)半概率法近似概率法全概率法生命全過(guò)程設(shè)計(jì)法材料力學(xué)的方法按經(jīng)驗(yàn)法確定安全系數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范基于概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2021/8/612三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 2. 結(jié)構(gòu)的功能要求、可靠性與可靠度功能要求安全性、適用性和耐久性可靠性可靠度結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率概率度量2021/8/613三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 3. 極限狀態(tài)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)2021/8/614三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 4. 作用和材料

4、強(qiáng)度的取值所有能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因統(tǒng)稱(chēng)為“作用”。荷載是作用中的一部分。概率密度荷載荷載平均值荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載隨機(jī)變量荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定的具有一定保證率（如95%）的統(tǒng)計(jì)特征值2021/8/615三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 4. 作用和材料強(qiáng)度的取值強(qiáng)度隨機(jī)變量強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法確定的具有一定保證率（如鋼筋為97.73%,混凝土為95%）的統(tǒng)計(jì)特征值概率密度材料強(qiáng)度強(qiáng)度平均值強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值2021/8/616三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 5. 基于概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法作用效應(yīng)S作用引起的內(nèi)力與變形，也是隨機(jī)變量結(jié)構(gòu)抗力R抵抗作用效應(yīng)的能力，也是隨機(jī)變

5、量結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)000SRZ2021/8/617三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 5. 基于概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法S和R符合正態(tài)分布則Z也符合正態(tài)分布概率密度Z=R-SZZpf結(jié)構(gòu)的失效概率)0()(0ZPdZZfPf為簡(jiǎn)化計(jì)算，引入可靠指標(biāo)22SRSRZZ)(1fP2021/8/618三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 5. 基于概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法目標(biāo)可靠指標(biāo)安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.22021/8/619三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 6. 實(shí)用的設(shè)計(jì)表達(dá)式直接用目標(biāo)可靠指標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，比較復(fù)雜采用荷載、強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

6、，相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)和組合系數(shù)表示的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式分項(xiàng)系數(shù)是按目標(biāo)可靠指標(biāo)，并考慮工程經(jīng)驗(yàn)確定的，使兩種方法具有相同或相近的可靠性2021/8/620三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 6. 實(shí)用的設(shè)計(jì)表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,)(211100kccksskniikCiQiQikQQkGGaffRQCQCGCS,)(100kccksskniikCiQiQikGGaffRQCGCS2021/8/621三、混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 6. 實(shí)用的設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式)211niikCiQikQkGkQCQCGCS標(biāo)準(zhǔn)組合)1niikqiQikGkQCGCS準(zhǔn)永久值組合)2111niikCiQikfQkGkQCQCGCS頻遇組合2021/8/622四、混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟準(zhǔn)備工作確定結(jié)構(gòu)方案結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)計(jì)算了解工程背景掌握設(shè)計(jì)所需原始資料收集