混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的理論基礎(chǔ)課件

1、第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性極限狀態(tài)設(shè)計法主要內(nèi)容：重點：作用、作用效應(yīng)和抗力的概念及其隨機特性 ； 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的理論基礎(chǔ)可靠度理論；極限狀態(tài)設(shè)計法表達(dá)式的基本概念及應(yīng)用；極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法2.1.1 結(jié)構(gòu)的功能要求 2. 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求可靠性安全性、適用性和耐久性的總稱 在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。 結(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價投資越大。 如何在可靠與經(jīng)濟(jì)之間取得均衡，就是設(shè)計方法要解決的問題。 2.1.1結(jié)構(gòu)的功能要求第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 2.1.2 結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力 1. 作

2、用：使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形的原因。直接作用：荷載 間接作用：不均勻沉降、溫度變形、收縮變形、地震 直接作用（重力）間接作用（升溫）第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法作用分類永久作用：可變作用：偶然作用：構(gòu)件自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載地震、爆炸、撞擊等第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法2. 作用效應(yīng)作用效應(yīng)（S） ：作用產(chǎn)生的后果 M、N、V、T、 f、w 作用效應(yīng)具有隨機性 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法3. 結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力（R ）：結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力 。 Mu、Vu、 f、 w 結(jié)構(gòu)抗力的影響因素 材料性能的不確定性 構(gòu)件幾何參數(shù)的不確定性 計算模式的不確定性 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的

3、設(shè)計方法第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 2.2.1 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) 區(qū)分結(jié)構(gòu)“可靠”與“失效”的臨界工作狀態(tài)稱為“極限狀態(tài)”第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 2.2 極限狀態(tài)設(shè)計法 承載力極限狀態(tài)超過該極限狀態(tài)，不能滿足安全性要求 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力 結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡 結(jié)構(gòu)塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用 結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 正常使用極限狀態(tài) 超過該極限狀態(tài)，不能滿足適用性和耐久性的要求。 過大的變形、側(cè)移； 過大的裂縫； 過大的振動； 其他正常使用要求。第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法2.2.2 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)Z

4、=R-S（隨機變量）Z=R-S0，可靠Z=R-S=0，極限狀態(tài)Z=R-S0，失效Z=0 稱為結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法2.2.3 可靠度和可靠指標(biāo) 可靠度：可靠性的概率度量。 1. 可靠概率PS2. 失效概率Pf第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法3.可靠指標(biāo)b 可靠指標(biāo)第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法4. 目標(biāo)可靠指標(biāo) 按可靠指標(biāo)的設(shè)計方法 按承載力極限狀態(tài)設(shè)計時 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時 根據(jù)其可逆程度可取01.5 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法 2. 3 極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法概率極限狀態(tài)設(shè)計法與過去采用的其他各種方法相比 更為科學(xué)合理，但計算繁復(fù)，某些統(tǒng)計

5、數(shù)據(jù)也不齊全。實用設(shè)計表達(dá)式中采用了以荷載和材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值 以及相應(yīng)的“分項系數(shù)”來表示的方式。具體措施2.3.1 承載力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式0.9三級1.0二級1.1一級重要性系數(shù)安全等級結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法1、基本組合 （1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合（2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合2、偶然組合 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法2.3.2 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 SC 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法荷載效應(yīng)組合. 頻遇組合 . 準(zhǔn)永久組合 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法. 標(biāo)準(zhǔn)組合：2. 4 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性2.4.1 耐久性的概念指結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修和加固，而滿足正常使用和安全功能要求的能力。第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法2.4.2規(guī)范對混凝土耐久性要求的規(guī)定基本原則根據(jù)結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別和設(shè)計使用年限進(jìn)行設(shè)計。第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法2. 保證耐久性的措施（1）最小保護(hù)層厚度 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法（2）裂縫控制一級：嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫二級：一般要求不出現(xiàn)裂縫三級：允許出現(xiàn)裂縫第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法（3）混凝土的基本要求第二章 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法（4 ）其他措施 對于結(jié)構(gòu)中使用環(huán)境較差的構(gòu)