建筑結(jié)構(gòu)01 緒論

1、土木工程與力學(xué)學(xué)院土木工程與力學(xué)學(xué)院課程性質(zhì)課程性質(zhì)主干專業(yè)基礎(chǔ)課主要前修課程主要前修課程高等數(shù)學(xué)、材力、結(jié)力、工程制圖和建筑工程材料主要后修課程主要后修課程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程抗震設(shè)計(jì)、高層建筑結(jié)構(gòu)、特種結(jié)構(gòu) 以以數(shù)學(xué)、力學(xué)為數(shù)學(xué)、力學(xué)為基礎(chǔ)基礎(chǔ)，考慮考慮工程應(yīng)用材料的特性工程應(yīng)用材料的特性-物理及幾何物理及幾何非線性非線性，確定確定實(shí)用的設(shè)計(jì)方法，實(shí)用的設(shè)計(jì)方法，解決解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工問題的學(xué)科。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工問題的學(xué)科。課程性質(zhì)及課程性質(zhì)及基本要求基本要求混凝土結(jié)構(gòu)基本要求 第第1 1章章 緒論緒論第第1 1章章 緒論緒論 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念混凝土結(jié)構(gòu)的一般概

2、念 1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 1.3 學(xué)習(xí)本課程要注意的問題學(xué)習(xí)本課程要注意的問題 重點(diǎn)重點(diǎn) 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況本章主要內(nèi)容及重點(diǎn)1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 1.1.混凝土結(jié)構(gòu)的定義與分類混凝土結(jié)構(gòu)的定義與分類 定義定義：以混凝土為主要材料制成的結(jié)構(gòu)稱為混凝土結(jié)構(gòu)。：以混凝土為主要材料制成的結(jié)構(gòu)稱為混凝土結(jié)構(gòu)。 分類分類： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：由配置受力的普通鋼筋、鋼筋網(wǎng)或鋼筋骨架的混：由配置受力的普通鋼筋、鋼筋網(wǎng)或鋼筋骨架的混 凝土制成的結(jié)構(gòu)。凝土制成的結(jié)構(gòu)。 預(yù)應(yīng)力混凝土

3、結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：由配置受力的預(yù)應(yīng)力鋼筋通過張拉或其他方法：由配置受力的預(yù)應(yīng)力鋼筋通過張拉或其他方法 建立預(yù)加應(yīng)力的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。建立預(yù)加應(yīng)力的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。 素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu)：由無筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。：由無筋或不配置受力鋼筋的混凝土制成的結(jié)構(gòu)。 1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念第第1 1章章 緒論緒論 第第1 1章章 緒論緒論 PPPP素混凝土梁承載力小，素混凝土梁承載力小，一裂即斷，破壞突然。一裂即斷，破壞突然。鋼筋混凝土梁承載力大，鋼筋混凝土梁承載力大，變形性能好，破壞有預(yù)兆。變形性能好，破壞有預(yù)兆。2.2.鋼筋的作用與要求鋼筋的作用與要求 鋼筋混凝土結(jié)

4、構(gòu)是由鋼筋和混凝土兩種不同的材料組成的。混凝土的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋和混凝土兩種不同的材料組成的。混凝土的抗壓能力較強(qiáng)而抗拉能力很弱，鋼筋的抗拉能力很強(qiáng)，如果利用混凝土受抗壓能力較強(qiáng)而抗拉能力很弱，鋼筋的抗拉能力很強(qiáng)，如果利用混凝土受壓，鋼筋受拉，就可以滿足工程結(jié)構(gòu)的使用要求。壓，鋼筋受拉，就可以滿足工程結(jié)構(gòu)的使用要求。 （1 1）鋼筋的作用）鋼筋的作用1.1 混凝土結(jié)構(gòu)的一般概念 3.3.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：耐久性好優(yōu)點(diǎn)：耐久性好, ,耐火性好耐火性好, ,整體性好整體性好, ,可模性好可模性好, ,就地取材。就地取材。 缺點(diǎn)：自重大，易開裂，耗模板，施工受

5、季節(jié)性影響。缺點(diǎn)：自重大，易開裂，耗模板，施工受季節(jié)性影響。第第1 1章章 緒論緒論 1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 （2）混凝土對鋼筋的要求）混凝土對鋼筋的要求 鋼筋發(fā)揮作用的前提鋼筋在混凝土中不能出現(xiàn)相對滑移，因此要求：鋼筋發(fā)揮作用的前提鋼筋在混凝土中不能出現(xiàn)相對滑移，因此要求： 鋼筋與混凝土之間具有良好的粘結(jié)力。鋼筋與混凝土之間具有良好的粘結(jié)力。 兩者具有相近的溫度線膨脹系數(shù)。兩者具有相近的溫度線膨脹系數(shù)。 混凝土：混凝土：（1.01.010-51.5 10-51.5 10-510-5）/ /C C， 鋼鋼 筋：（筋：（1.2 1.2 10-5 10-5 ）/ /C C。 以上兩點(diǎn)構(gòu)成了鋼

6、筋和混凝土能夠共同工作的原因。以上兩點(diǎn)構(gòu)成了鋼筋和混凝土能夠共同工作的原因。 1.2 1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 1.1.混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土結(jié)構(gòu)的誕生誕生 18241824年，英國人年，英國人J. Aspdin 發(fā)明了波特蘭水泥，有了混凝土；發(fā)明了波特蘭水泥，有了混凝土； 18491849年，法國人年，法國人Joseph Louis Lambot 用水泥砂漿涂在鋼絲網(wǎng)的兩面做用水泥砂漿涂在鋼絲網(wǎng)的兩面做成小船成小船-最早的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；最早的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)； 18611861年，法國花匠年，法國花匠J. Monier 用鋼絲作為配筋制作了花盆并申請了專利，用鋼絲作為配筋

7、制作了花盆并申請了專利，后又申請了鋼筋混凝土板、管道、拱橋等專利后又申請了鋼筋混凝土板、管道、拱橋等專利-盡管他不懂鋼筋混凝土盡管他不懂鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力原理，甚至將鋼筋配置在板的中部，他仍被認(rèn)為是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力原理，甚至將鋼筋配置在板的中部，他仍被認(rèn)為是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)明者；結(jié)構(gòu)的發(fā)明者； 18841884年，德國人年，德國人Wayss, BauschinggerWayss, Bauschingger和和KoenenKoenen等提出了鋼筋應(yīng)配置等提出了鋼筋應(yīng)配置在構(gòu)件中受拉力的部位和鋼筋混凝土板的計(jì)算理論。后來，鋼筋混凝土結(jié)在構(gòu)件中受拉力的部位和鋼筋混凝土板的計(jì)算理論。后來，鋼筋

8、混凝土結(jié)構(gòu)逐漸得到了推廣應(yīng)用。構(gòu)逐漸得到了推廣應(yīng)用。第第1 1章章 緒論緒論 1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況第第1 1章章 緒論緒論 2. 2.材料方面的發(fā)展材料方面的發(fā)展 強(qiáng)度不斷提高強(qiáng)度不斷提高 美國美國6060年代混凝土抗壓強(qiáng)度平均值：年代混凝土抗壓強(qiáng)度平均值：28N/mm28N/mm2 2，7070年代年代 ：42N/mm42N/mm2 2，如今隨需要可達(dá)：如今隨需要可達(dá)： 40N/mm40N/mm2 2100 N/mm100 N/mm2 2，試驗(yàn)室中：，試驗(yàn)室中：266 N/mm266 N/mm2 2，但高強(qiáng)，但高強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度之比僅為混凝土的抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度之比僅為6

9、%6%，脆性顯著，塑性明顯下降。，脆性顯著，塑性明顯下降。 輕質(zhì)混凝土的應(yīng)用輕質(zhì)混凝土的應(yīng)用 容重一般為：容重一般為：14kN/m14kN/m3 318kN/m18kN/m3 3( (普通混凝土為普通混凝土為24kN/m24kN/m3 3) )，如加氣混，如加氣混凝土、陶?；炷?、火山巖混凝土、碎磚混凝土等。凝土、陶?；炷痢⒒鹕綆r混凝土、碎磚混凝土等。1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 高性能混凝土高性能混凝土（HPC，High Performance Concrete) HPC HPC 是采用現(xiàn)代先進(jìn)的混凝土技術(shù)制作的，是以耐久性作為混凝土設(shè)是采用現(xiàn)代先進(jìn)的混凝土技術(shù)制作的，是以耐久性作為混凝土

10、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)，同時結(jié)合不同建筑的具體要求，具有高強(qiáng)度、高韌計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)，同時結(jié)合不同建筑的具體要求，具有高強(qiáng)度、高韌性、高抗?jié)B性、易施工和經(jīng)濟(jì)性等。性、高抗?jié)B性、易施工和經(jīng)濟(jì)性等。 PP 纖維混凝土纖維混凝土（FRC，F(xiàn)iber Reinforced Concrete) ) 鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維、及合成纖維等，由短纖維或連續(xù)的長纖鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維、及合成纖維等，由短纖維或連續(xù)的長纖維作為混凝土的增強(qiáng)材料。用維作為混凝土的增強(qiáng)材料。用FRPFRP筋代替鋼筋。筋代替鋼筋。 3.3.結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展結(jié)構(gòu)方面的發(fā)展 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 在混凝土的受拉區(qū)施加

11、預(yù)應(yīng)力，以提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂度，減小在混凝土的受拉區(qū)施加預(yù)應(yīng)力，以提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂度，減小構(gòu)件的撓度，減輕構(gòu)件的自重。構(gòu)件的撓度，減輕構(gòu)件的自重。第第1 1章章 緒論緒論 1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋PP第第1 1章章 緒論緒論 結(jié)構(gòu)體系的豐富結(jié)構(gòu)體系的豐富 不同用途、不同結(jié)構(gòu)功能具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系：混凝土結(jié)構(gòu)、鋼與不同用途、不同結(jié)構(gòu)功能具有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系：混凝土結(jié)構(gòu)、鋼與混凝土的組合結(jié)構(gòu)、混凝土的組合結(jié)構(gòu)、FRPFRP混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)等。允許應(yīng)力允許應(yīng)力設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)法破壞階段破壞階段設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)法極限狀態(tài)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)法半經(jīng)驗(yàn)半概

12、率法半經(jīng)驗(yàn)半概率法 近似概率法近似概率法 全概率法全概率法 生命全過程設(shè)計(jì)法生命全過程設(shè)計(jì)法材料力學(xué)材料力學(xué)的方法的方法按經(jīng)驗(yàn)法確定按經(jīng)驗(yàn)法確定安全系數(shù)安全系數(shù)1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況4.4.理論研究方面的發(fā)展理論研究方面的發(fā)展 （1）設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法第第1 1章章 緒論緒論 （2）結(jié)構(gòu)基本理論）結(jié)構(gòu)基本理論-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論 荷載的確定方法；荷載的確定方法； 結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析：線性和非線性；結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析：線性和非線性； 構(gòu)件的承載力計(jì)算、設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造措施；構(gòu)件的承載力計(jì)算、設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造措施； 未來的方向：計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展，結(jié)構(gòu)整體空間作用分析方法未來的方向：計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與發(fā)

13、展，結(jié)構(gòu)整體空間作用分析方法的完善與應(yīng)用。的完善與應(yīng)用。 （3）結(jié)構(gòu)基本理論）結(jié)構(gòu)基本理論-既有結(jié)構(gòu)的維護(hù)、改造與加固理論既有結(jié)構(gòu)的維護(hù)、改造與加固理論（8080年代中年代中期發(fā)展起來）期發(fā)展起來） 承載力計(jì)算；承載力計(jì)算； 加固理論；加固理論； 耐久性評估；耐久性評估； 修復(fù)理論；修復(fù)理論； 壽命預(yù)測；壽命預(yù)測； 災(zāi)害評估等。災(zāi)害評估等。 損傷分析；損傷分析；1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 （4）結(jié)構(gòu)基本理論）結(jié)構(gòu)基本理論-計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)理論計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)理論 第第1 1章章 緒論緒論 1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 （5）結(jié)構(gòu)基本理論）結(jié)構(gòu)基本理論-結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)的完善結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)的完善混凝土組

14、合柱組合樓板鋼柱組合梁組合桁架鋼筋混凝土筒體第第1 1章章 緒論緒論 5. 5.混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 房屋建筑工程房屋建筑工程 我國現(xiàn)有的高層建筑中絕大多數(shù)是混凝土結(jié)構(gòu)或鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。我國現(xiàn)有的高層建筑中絕大多數(shù)是混凝土結(jié)構(gòu)或鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況 交通工程交通工程 隧道、橋梁、高速公路、城市高架公路、隧道、橋梁、高速公路、城市高架公路、地鐵大都采用混凝土結(jié)構(gòu)。如地鐵大都采用混凝土結(jié)構(gòu)。如19941994年建成的上年建成的上海內(nèi)環(huán)線浦西段高架公路，以及與之相連的南海內(nèi)環(huán)線浦西段高架公路，以及與之相連的南浦大橋、楊浦大橋的塔架，浦大橋、楊浦大橋的塔架，19

15、951995年建成的地鐵年建成的地鐵一號線、延安東路隧道、英吉利海峽隧道等。一號線、延安東路隧道、英吉利海峽隧道等。第第1 1章章 緒論緒論 1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況第第1 1章章 緒論緒論 水利工程水利工程 大壩、攔海閘墩、渡槽、港口等多用混凝土結(jié)構(gòu)：大壩、攔海閘墩、渡槽、港口等多用混凝土結(jié)構(gòu)： 瑞士大狄克桑期壩，瑞士大狄克桑期壩，19621962年，高年，高285m285m，世界最高的混凝土重力壩；，世界最高的混凝土重力壩； 我國湖北宜昌的三峽大壩，高我國湖北宜昌的三峽大壩，高186m186m，裝機(jī)容量，裝機(jī)容量17861786千瓦；千瓦； 特種工程特種工程 核電站的核電站的安全殼、熱

16、電安全殼、熱電廠的冷卻塔、廠的冷卻塔、儲水池、儲氣儲水池、儲氣灌、海洋石油灌、海洋石油平臺、電視塔平臺、電視塔等。等。1.2 混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況3.1 3.1 結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)簡述結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)簡述 第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 1.3 學(xué)習(xí)本課程要注意的問題 1 1 結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求 安全性安全性 建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受正常施工和正常使用時可能出現(xiàn)的各種荷載和變建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受正常施工和正常使用時可能出現(xiàn)的各種荷載和變形，形，在偶然事件（如地震、爆炸）發(fā)生時和發(fā)生后保持必需的整體穩(wěn)定在偶然事件（如地震、爆炸）發(fā)生時和發(fā)

17、生后保持必需的整體穩(wěn)定性，不致發(fā)生倒塌。性，不致發(fā)生倒塌。 適用性適用性 結(jié)構(gòu)在正常使用過程中應(yīng)具有良好的工作性。不產(chǎn)生影響使用的過結(jié)構(gòu)在正常使用過程中應(yīng)具有良好的工作性。不產(chǎn)生影響使用的過大變形或振幅以及過寬的裂縫。大變形或振幅以及過寬的裂縫。 耐久性耐久性 結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下應(yīng)有足夠的耐久性，完好使用到設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下應(yīng)有足夠的耐久性，完好使用到設(shè)計(jì)規(guī)定的年限，即設(shè)計(jì)使用年限。例如，不發(fā)生嚴(yán)重的混凝土碳化和鋼筋銹蝕。年限，即設(shè)計(jì)使用年限。例如，不發(fā)生嚴(yán)重的混凝土碳化和鋼筋銹蝕。 滿足上述功能要求的結(jié)構(gòu)才是滿足上述功能要求的結(jié)構(gòu)才是安全可靠安全可靠的。的。第第3 3章章 按近

18、似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 2 2 結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)(limit state)(limit state) 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)極限狀態(tài)。極限狀態(tài)實(shí)質(zhì)上是。極限狀態(tài)實(shí)質(zhì)上是區(qū)分結(jié)構(gòu)可靠與失效的區(qū)分結(jié)構(gòu)可靠與失效的界限界限。 極限狀態(tài)分為兩類：承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。極限狀態(tài)分為兩類：承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。 承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 安全性安全性

19、 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)。其表現(xiàn)為：其表現(xiàn)為： 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件由于材料強(qiáng)度不足，或因疲勞而破壞；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件由于材料強(qiáng)度不足，或因疲勞而破壞； 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生過大的塑性變形而不能繼續(xù)承載； 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失去平衡或喪失穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失去平衡或喪失穩(wěn)定； 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系。3.1 極限狀態(tài)第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定限度的狀

20、態(tài)。其結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定限度的狀態(tài)。其表現(xiàn)為：表現(xiàn)為： 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)影響正常使用的過大變形、過寬裂縫、局部損壞結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)影響正常使用的過大變形、過寬裂縫、局部損壞和振動。和振動。 通常對結(jié)構(gòu)構(gòu)件先按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行承載能力計(jì)算，然后通常對結(jié)構(gòu)構(gòu)件先按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行承載能力計(jì)算，然后根據(jù)使用要求按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行變形、裂縫寬度或抗裂等驗(yàn)算。根據(jù)使用要求按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行變形、裂縫寬度或抗裂等驗(yàn)算。適用性、耐久性適用性、耐久性3.1 極限狀態(tài)第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 1 1 結(jié)構(gòu)上的作用結(jié)構(gòu)上的作用

21、 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為“作用作用”，分，分直接作用直接作用和和間接作間接作用用兩種。兩種。 間接作用間接作用不僅與外界因素有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)本身的特性有關(guān)。不僅與外界因素有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)本身的特性有關(guān)。 荷載規(guī)范荷載規(guī)范將荷載（作用）分為三類：將荷載（作用）分為三類：永久荷載永久荷載、可變荷載可變荷載和和偶偶然荷載然荷載。3.1 極限狀態(tài)3.2 3.2 結(jié)構(gòu)的作用和作用效應(yīng)結(jié)構(gòu)的作用和作用效應(yīng) 第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 2 2 結(jié)構(gòu)上的荷載效應(yīng)結(jié)構(gòu)上的荷載效應(yīng)S 結(jié)構(gòu)上的作用（荷載）使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力（如彎矩、

22、剪力、軸向力、結(jié)構(gòu)上的作用（荷載）使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力（如彎矩、剪力、軸向力、扭矩等）、變形、裂縫等統(tǒng)稱為扭矩等）、變形、裂縫等統(tǒng)稱為作用效應(yīng)作用效應(yīng)或或荷載效應(yīng)荷載效應(yīng)，通常用，通常用S表示。表示。 3.1 極限狀態(tài)3.2 3.2 結(jié)構(gòu)的作用和作用效應(yīng)結(jié)構(gòu)的作用和作用效應(yīng) 第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 3 3 荷載的標(biāo)準(zhǔn)值荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 荷載規(guī)范荷載規(guī)范將荷載（作用）分為三類：將荷載（作用）分為三類：永久荷載永久荷載、可變荷載可變荷載和和偶偶然荷載然荷載。并對不同的荷載給予了相應(yīng)的規(guī)定量值，荷載的這種量值稱為。并對不同的荷載給予了相應(yīng)的規(guī)定量值，荷載

23、的這種量值稱為荷載的代表值。荷載的代表值。 不同的荷載在不同的極限狀態(tài)下，就要求采用不同的荷載代表值不同的荷載在不同的極限狀態(tài)下，就要求采用不同的荷載代表值進(jìn)行計(jì)算。荷載的代表值分為：進(jìn)行計(jì)算。荷載的代表值分為：標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值、準(zhǔn)永久值、頻遇值和組合值。、準(zhǔn)永久值、頻遇值和組合值。 3.1 極限狀態(tài)3.2 3.2 結(jié)構(gòu)的作用和作用效應(yīng)結(jié)構(gòu)的作用和作用效應(yīng) 第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 1 1 結(jié)構(gòu)抗力的概念結(jié)構(gòu)抗力的概念 結(jié)構(gòu)抗力是指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受或抵抗荷載效應(yīng)的能力，用結(jié)構(gòu)抗力是指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受或抵抗荷載效應(yīng)的能力，用R表表示，如承載力、

24、剛度、抗裂度等。與材料性能、幾何尺寸及計(jì)算模式等示，如承載力、剛度、抗裂度等。與材料性能、幾何尺寸及計(jì)算模式等有關(guān)，是隨機(jī)變量。有關(guān)，是隨機(jī)變量。 3.1 極限狀態(tài)3.3 3.3 結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力R 第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 2 2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料強(qiáng)度結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料強(qiáng)度 2.1 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定，材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值fk是結(jié)構(gòu)設(shè)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時采用的材料性能的基本代表值，以材料強(qiáng)度的概論分布的某一分位計(jì)時采用的材料性能的基本代表值，以材料強(qiáng)度的概論分布的某一分

25、位值來確定。值來確定。 3.1 極限狀態(tài) （1）鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 具有不小于具有不小于95%保證率的強(qiáng)度值。（實(shí)際為保證率的強(qiáng)度值。（實(shí)際為97.73%） （2）混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 具有具有95%保證率的強(qiáng)度值。保證率的強(qiáng)度值。第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 2 2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料強(qiáng)度結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料強(qiáng)度 2.2 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是用于承載力計(jì)算時的材料強(qiáng)度的代表值，它與材材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是用于承載力計(jì)算時的材料強(qiáng)度的代表值，它與材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系如下：料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系如下：

26、 3.1 極限狀態(tài)=1.40a=1.10c=s500a=1.15=1.20ssMP材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)式中，材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)砼：；400MP 以下的熱軋鋼筋：；熱軋鋼筋：；預(yù)應(yīng)力鋼筋：鋼筋種類鋼筋種類HPB3001.1HRB335,HRB400,RRB4001.1消除應(yīng)力鋼絲，刻痕鋼絲，鋼絞線，熱處理鋼筋消除應(yīng)力鋼絲，刻痕鋼絲，鋼絞線，熱處理鋼筋1.2 混凝土：混凝土：材料強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù)材料強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù) =1.4。 鋼鋼 筋：筋： c第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 1 1 功能函數(shù)與極限狀態(tài)方程功能函數(shù)與極限狀態(tài)方程 3.

27、1 極限狀態(tài)3.4 3.4 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 =g,ZR SRS第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 2 2 結(jié)構(gòu)的可靠度與失效概率結(jié)構(gòu)的可靠度與失效概率 可靠度可靠度：Ps = P（RS) 失效概率失效概率：Pf = P (RS) Ps + Pf = 1 Z服從正態(tài)分布，則服從正態(tài)分布，則Z的均值的均值z和標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)差z分別為：分別為： z = R s 可靠指標(biāo)可靠指標(biāo) 3.1 極限狀態(tài)3.4 3.4 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 22RSRRzz22RRz第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限

28、狀態(tài)設(shè)計(jì)法 3 3 建筑結(jié)構(gòu)的安全等級和目標(biāo)可靠指標(biāo)建筑結(jié)構(gòu)的安全等級和目標(biāo)可靠指標(biāo) （1）結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)安全等級安全等級 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 設(shè)計(jì)使用年限（年）設(shè)計(jì)使用年限（年）一級一級1.1100二級二級1.050三級三級0.95結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、安全等級、設(shè)計(jì)使用年限的對應(yīng)關(guān)系結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、安全等級、設(shè)計(jì)使用年限的對應(yīng)關(guān)系 （2）目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo) 03.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式破壞類型破壞類型安全等級安全等級一級一級二級二級三級三級延性破壞延性破壞3.73.22.7脆性破壞脆性破壞4.23.73.2第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極

29、限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 4 4 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 （1）承載能力）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 3.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式0(,)kRdR ffacsRS 可變荷載效應(yīng)控制組合可變荷載效應(yīng)控制組合 永久荷載效應(yīng)控制組合永久荷載效應(yīng)控制組合GGkQ1Q1kQiciQik2niSSSS GGkQiciQik1niSSS 基本組合類別基本組合類別 永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)永久荷載的分項(xiàng)系數(shù) 可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)以永久荷載效應(yīng)控制的組合以永久荷載效應(yīng)控制的組合1.35( (不利不利) )， 1.0 ( (有利有利) )1.4（1.3）以可變荷載效應(yīng)控制的組合以可變荷載效應(yīng)控制的

30、組合1.2 ( (不利不利) )， 1.0 ( (有利有利) )1.4（1.3）荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載分項(xiàng)系數(shù)第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 4 4 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 （2）正常使用）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 注意：與承載能力極限狀態(tài)的不同注意：與承載能力極限狀態(tài)的不同 3.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合：kGkQ1kciQik2niSSSS 準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合：qGkqiQik1niSSS正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算規(guī)定正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算規(guī)定: : 對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行抗裂驗(yàn)算抗裂驗(yàn)算時，應(yīng)時，應(yīng)按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

31、組合按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫寬度和變形時裂縫寬度和變形時按按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響影響進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。 承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算：承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算： 對結(jié)構(gòu)進(jìn)行對結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載力驗(yàn)算承載力驗(yàn)算時，應(yīng)按時，應(yīng)按基本組合荷載效應(yīng)基本組合荷載效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算；進(jìn)行計(jì)算；第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 5 5 砼結(jié)構(gòu)的耐久性砼結(jié)構(gòu)的耐久性 砼結(jié)構(gòu)的耐久性砼結(jié)構(gòu)的耐久性是指在正常維護(hù)的條件下，在預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)使用時是指在正常維護(hù)的條件下，在預(yù)計(jì)的設(shè)計(jì)使用時期內(nèi)，在指定工作環(huán)境中保證結(jié)構(gòu)滿

32、足既定功能要求的性能。期內(nèi)，在指定工作環(huán)境中保證結(jié)構(gòu)滿足既定功能要求的性能。 砼結(jié)構(gòu)的耐久性問題主要是指砼結(jié)構(gòu)的耐久性問題主要是指砼損傷砼損傷（裂縫、破碎、酥裂、磨損、（裂縫、破碎、酥裂、磨損、溶蝕等）、溶蝕等）、鋼筋的變化鋼筋的變化（銹蝕、脆化、疲勞、應(yīng)力腐蝕）及（銹蝕、脆化、疲勞、應(yīng)力腐蝕）及鋼筋與砼鋼筋與砼之間粘結(jié)錨固作用的削弱之間粘結(jié)錨固作用的削弱三個方面。三個方面。3.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式類別類別設(shè)計(jì)使用年限設(shè)計(jì)使用年限/年年示例示例15臨時性建筑臨時性建筑225易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件350普通房屋或構(gòu)筑物普通房屋或構(gòu)筑物4100紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)紀(jì)念性建筑和

33、特別重要的建筑結(jié)構(gòu)第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 5 5 砼結(jié)構(gòu)的耐久性砼結(jié)構(gòu)的耐久性 砼結(jié)構(gòu)的耐久性砼結(jié)構(gòu)的耐久性的影響因素：的影響因素： 砼的碳化，化學(xué)侵蝕，凍融破壞，溫、濕度的變化，堿砼的碳化，化學(xué)侵蝕，凍融破壞，溫、濕度的變化，堿- -集料反集料反 應(yīng)及機(jī)械和生物作用等；應(yīng)及機(jī)械和生物作用等； 水、氧和氯離子的入侵腐蝕，應(yīng)力腐蝕，以及疲勞、冷脆、氫水、氧和氯離子的入侵腐蝕，應(yīng)力腐蝕，以及疲勞、冷脆、氫脆等。脆等。 規(guī)范規(guī)范所采用的是宏觀控制的方法，根據(jù)所采用的是宏觀控制的方法，根據(jù)環(huán)境類別環(huán)境類別和和設(shè)計(jì)使用年設(shè)計(jì)使用年限限對結(jié)構(gòu)砼提出相應(yīng)的限制和要求，以保證其耐久性。對結(jié)構(gòu)砼提出相應(yīng)的限制和要求，以保證其耐久性。 3.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式第第3 3章章 按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 5 5 砼結(jié)構(gòu)的耐久性砼結(jié)