混凝土結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)原則

混凝土結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)原則第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章上一章下一章本章重點(diǎn)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的概念

實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式中各系數(shù)的含義，荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值的概念，材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值的概念。建筑結(jié)構(gòu)第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)式中：–––結(jié)構(gòu)抗力的平均值和標(biāo)準(zhǔn)值；

–––作用效應(yīng)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)值。§2.1極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法以概率理論為基礎(chǔ)，用可靠指標(biāo)度量，采用多個(gè)分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)。設(shè)，則上一章下一章經(jīng)驗(yàn)法半經(jīng)驗(yàn)、半理論法概率極限狀態(tài)法第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)§2.1.1上一章下一章安全性適用性耐久性功能要求結(jié)構(gòu)的可靠性結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件（正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維修）下完成預(yù)定功能的能力。“三定三性”安全等級結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)γ0

功能要求、結(jié)構(gòu)可靠度、安全等級第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的使用年限類別結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限（年）1臨時(shí)性結(jié)構(gòu)5年2易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件25年3普通房屋和構(gòu)筑物50年4紀(jì)念性建筑特別重要的建筑結(jié)構(gòu)100年第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章安全等級破壞后果建筑物類型結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)一級很嚴(yán)重重要工業(yè)與民用建筑物1.1二級嚴(yán)重一般的工業(yè)與民用建筑物1.0三級不嚴(yán)重次要的建筑物0.90g建筑結(jié)構(gòu)的安全等級§2.1.1建筑結(jié)構(gòu)的安全等級第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.1.2結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)失效有效（結(jié)構(gòu)不可靠）（結(jié)構(gòu)可靠）極限狀態(tài)界限承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.1.2承載能力極限狀態(tài)（1）整體結(jié)構(gòu)或其中的一部分作為剛體失去平衡如：雨蓬或水塔傾覆、擋土墻過大的滑移1.承載能力極限狀態(tài)雨蓬水塔第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.1.1承載能力極限狀態(tài)1.承載能力極限狀態(tài)（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度被超過而破壞（包括疲勞破壞）、或因過度的變形而不適于繼續(xù)承載第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.1.承載能力極限狀態(tài)1.承載能力極限狀態(tài)（3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系如：連續(xù)梁、兩層框架結(jié)構(gòu)等超靜定結(jié)構(gòu)由于某些截面的屈服而成為幾何可變體系第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.1.2承載能力極限狀態(tài)1.承載能力極限狀態(tài)（4）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定如：細(xì)長柱達(dá)到臨界荷載發(fā)生壓屈屋架壓桿第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.1.2承載能力極限狀態(tài)1.正常使用極限狀態(tài)（4）影響正常使用的其他特定狀態(tài)（3）影響正常使用的振動（2）影響正常使用或耐久性的局部損壞（1）影響正常使用或外觀的變形第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.1.3結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)S、結(jié)構(gòu)抗力R1.作用效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R

結(jié)構(gòu)上的作用指施加在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上的力（荷載）引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，如地面運(yùn)動、地基不均勻沉降、溫度變化、混凝土收縮、焊接變形等作用效應(yīng)S

變形內(nèi)力扭矩T軸向力N彎矩M剪力V撓度側(cè)移裂縫第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.1.4荷載的分類2.2.1永久荷載(恒荷載)定義：大小、方向、作用點(diǎn)不隨時(shí)間改變的荷載，如自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等；2.2.2可變荷載(活荷載)定義：大小、方向、作用點(diǎn)隨時(shí)間改變的荷載，如樓面和屋面活載、風(fēng)荷載、雪荷載、吊車荷載、車輛荷載等；2.2.3偶爾荷載定義：結(jié)構(gòu)使用期間可能不出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其作用時(shí)間短、效應(yīng)大的荷載，如爆炸力，撞擊等。第14頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.1.5結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程:Z=R-S≥0…2－1當(dāng)Z≥0時(shí)，處于可靠狀態(tài)

當(dāng)Z＜0時(shí)，處于失效狀態(tài)

當(dāng)Z＝0時(shí)，處于臨界的極限狀態(tài)

第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章§2.2極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式1.荷載標(biāo)準(zhǔn)值——結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大值。2.2.1荷載代表值2.荷載準(zhǔn)永久值——可變荷載中，較穩(wěn)定的那一部分值，計(jì)算裂縫變形時(shí)用。準(zhǔn)永久值=ψq×標(biāo)準(zhǔn)值

第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)§2.2極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式上一章下一章4.荷載頻遇值——常遇值,計(jì)算裂縫變形時(shí)用。頻遇值=ψf×標(biāo)準(zhǔn)值

3.荷載組合值——當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上可變荷載同時(shí)作用時(shí)的代表值

。組合值=ψc

×標(biāo)準(zhǔn)值

第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月式中：–––結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；安全等級為一級或使用年限為100年時(shí)，安全等級為二級或使用年限為50年時(shí)，安全等級為三級或使用年限為5年時(shí)，–––荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值，用基本組合或偶然組合；

–––結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值。§2.2極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章2.2.2承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式計(jì)算公式…2－2第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月荷載效應(yīng)組合一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件：選下列計(jì)算中較大者。由可變荷載控制時(shí)由永久荷載控制時(shí)…2－3…2－4第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章式中：–––荷載分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時(shí)，公式（3）中的，公式（4）中的；當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時(shí)，一般情況下取1.0，驗(yàn)算傾覆、滑移或漂浮時(shí)取0.9；–––活載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況下取1.4，當(dāng)活載標(biāo)準(zhǔn)值大于的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)取1.3；–––恒載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的內(nèi)力；–––活載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的內(nèi)力，i=1的活荷載為主導(dǎo)活荷載；–––第i個(gè)可變荷載的組合系數(shù)。第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月一般排架、框架結(jié)構(gòu)：選下列計(jì)算中較大者由可變荷載控制時(shí)由永久荷載控制時(shí)…2－5…2－6第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章當(dāng)需要考慮地震作用時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》確定。第21頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月C§2.2極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式第2章建筑結(jié)構(gòu)上一章下一章2.2.2正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)方法…2－7式中：C–––達(dá)正常使用要求時(shí)的變形、裂縫、應(yīng)力等的限值；S——荷載的變形效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合頻遇組合準(zhǔn)