混凝土結(jié)構(gòu)第三章課件

1、一、作用的定義一、作用的定義使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形或應力、應變的原因。使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形或應力、應變的原因。二、作用的分類二、作用的分類1.按作用的方式分：按作用的方式分：直接作用：荷載直接作用：荷載間接作用：外加變形、約束變形間接作用：外加變形、約束變形2.按作用隨時間的變異性劃分按作用隨時間的變異性劃分永久作用：永久作用： 在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時間變化，或其變化與平在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調(diào)的并能趨于限均值相比可以忽略不計，或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的作用。值的作用?？勺冏饔茫嚎勺冏饔茫?在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時間變化，且其變化

2、與平均值在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可以忽略不計的作用。相比不可以忽略不計的作用。偶然作用：偶然作用： 在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載。續(xù)時間很短的荷載。三、作用是隨機變量三、作用是隨機變量3.1.2 3.1.2 結(jié)構(gòu)設計的要求結(jié)構(gòu)設計的要求一、結(jié)構(gòu)的功能要求一、結(jié)構(gòu)的功能要求1.1.安全性：安全性：結(jié)構(gòu)在正常施工、正常使用時能承受各種荷結(jié)構(gòu)在正常施工、正常使用時能承受各種荷載和變形。偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，能保載和變形。偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，能保持整體穩(wěn)定性。持整體穩(wěn)定性。2.2.適

3、用性：適用性：結(jié)構(gòu)在正常使用時有良好的工作性能。結(jié)構(gòu)在正常使用時有良好的工作性能。3.3.耐久性：耐久性：結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護條件下有足夠的結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護條件下有足夠的耐久性。耐久性。安全等級設計使用年限三、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)1.定義： 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足規(guī)定的某一功能要求，則這一特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。2分類（P2-P3）承載能力極限狀態(tài)： 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到極限承載力或不適于繼續(xù)承載的變形.正常使用極限狀態(tài)： 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用或耐久性的某項限值規(guī)定。四、結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程四、結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程(1)作用效應作用效應 作用在

4、結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的反應，如內(nèi)力、應力、作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的反應，如內(nèi)力、應力、位移、應變、裂縫等，稱為作用效應。用位移、應變、裂縫等，稱為作用效應。用S S表示表示(2) 結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力, ,用用“”表示。是材性、幾何參數(shù)及計算模表示。是材性、幾何參數(shù)及計算模式的函數(shù)。式的函數(shù)。1.1.作用效應和結(jié)構(gòu)抗力作用效應和結(jié)構(gòu)抗力2.2.舉例舉例（）拉桿拱hqlS82考察鋼拉桿：荷載q產(chǎn)生的軸心拉力拉桿所能抵抗的拉力 syAfR SR 令 hqlAfsy82承載能力極限狀態(tài)方程 （2）簡支鋼梁EIqlS38454荷載q作用下鋼梁產(chǎn)

5、生的最大撓度規(guī)范規(guī)定的允許撓度限值 fR SR 令 EIqlf38454正常使用極限狀態(tài)方程 SRZ0 0= 0= 00 0結(jié)構(gòu)可靠結(jié)構(gòu)可靠結(jié)構(gòu)失效結(jié)構(gòu)失效極限狀態(tài)極限狀態(tài)3.3.極限狀態(tài)方程：極限狀態(tài)方程： R RS S一、結(jié)構(gòu)的可靠性1.定義：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下完成預定功能的能力。規(guī)定的時間：設計使用年限，結(jié)構(gòu)設計時的參考時間坐標規(guī)定的條件：正常設計、正常施工、正常使用、正常維修預定功能：三項功能要求2.可靠性與經(jīng)濟性 二者相矛盾，尋求科學的設計方法在二者之間選擇最佳平衡，即以經(jīng)濟、合理的設計方法確保結(jié)構(gòu)具有適當?shù)目煽啃浴ＴO，設， zz 2s2RsRzz 式中：式中： 結(jié)構(gòu)抗

6、力的平均值和標準差；結(jié)構(gòu)抗力的平均值和標準差； 作用效應的平均值和標準差。作用效應的平均值和標準差。RR 、ss 、平均值zf (z)反彎點zpspr可靠概率失效概率Z0Z0失效可靠標準差正態(tài)分布正態(tài)分布 變異系數(shù)變異系數(shù)z=z/z則可靠指標為則可靠指標為2.2.失效概率失效概率ZRRRRR11SSZSSS11二、二、材料強度及荷載的標準值和設計值材料強度及荷載的標準值和設計值1.1.材料強度標準值：材料強度標準值：取具有不小于取具有不小于95%保證率的特征保證率的特征值。值。 混凝土：混凝土： 鋼筋：鋼筋： ffffkf212yffffkf645. 11645. 1（一）材料強度（一）材料強

7、度2.材料強度設計值材料強度設計值: :等于其標準值除以分項系數(shù)。等于其標準值除以分項系數(shù)。 混凝土：混凝土： , 鋼筋：鋼筋： ,cckc ff ctkt ff syky ff syky ff 建筑工程中：建筑工程中：橋梁工程中橋梁工程中： 混凝土：混凝土： , 鋼筋：鋼筋： ,ckcdcff tktdcff sksdsff sksdsff 混凝土的材料分項系數(shù)；建筑工程取混凝土的材料分項系數(shù)；建筑工程取1.4, 公路橋涵工程取公路橋涵工程取1.45； 鋼筋的材料分項系數(shù)；建筑工程對熱軋鋼鋼筋的材料分項系數(shù)；建筑工程對熱軋鋼筋取筋取1.1，對鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋，對鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼

8、筋取取1.2；公路橋涵工程對熱軋鋼筋取；公路橋涵工程對熱軋鋼筋取1.2，對鋼絞線、熱處理鋼筋取對鋼絞線、熱處理鋼筋取1.25。c s 式中：式中：QQQKQkcQckfQfkqQ可變荷載的組合值系數(shù)可變荷載的組合值系數(shù)qKGGGGKQQQQ2. 承載能力極限狀態(tài)的設計方法承載能力極限狀態(tài)的設計方法 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； 安全等級為一級或使用年限為安全等級為一級或使用年限為100年時，年時， 安全等級為二級或使用年限為安全等級為二級或使用年限為50年時，年時， 安全等級為三級或使用年限為安全等級為三級或使用年限為5年時，年時， 荷載效應組合的設計值荷載效應組合的設計值 結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設

9、計值。結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設計值。0 1 . 10 0 . 10 9 . 00 SRn 計算公式計算公式RkksRS0n 設計方法設計方法 CS 式中：式中： 正常使用極限狀態(tài)下荷載效應組正常使用極限狀態(tài)下荷載效應組合值合值; 達正常使用要求時的變形、裂縫、達正常使用要求時的變形、裂縫、應力等的限值；應力等的限值；SC3. 按正常使用極限狀態(tài)的設計方法按正常使用極限狀態(tài)的設計方法n 荷載效應組合值荷載效應組合值 標準組合：主要用于當一個極限狀態(tài)被超越時將標準組合：主要用于當一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生嚴重的永久性損壞的情況。產(chǎn)生嚴重的永久性損壞的情況。 頻遇組合：主要用于當一個極限狀態(tài)被超越時將頻遇組合：主要用于當一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生局部損壞