15鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法85課件講解

1-5鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法知識(shí)目標(biāo)1.掌握結(jié)構(gòu)的作用分類2.掌握結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的概念和分類技能目標(biāo)1.能夠正確判斷不同結(jié)構(gòu)的作用類別2.能夠準(zhǔn)確掌握建筑設(shè)計(jì)使用年限分類素質(zhì)目標(biāo)1.養(yǎng)成良好的職業(yè)品德和崗位素養(yǎng)2.養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)好學(xué)習(xí)慣教學(xué)目標(biāo)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的概念和分類2.結(jié)構(gòu)的作用概念和分類教學(xué)難點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的概念和分類2.結(jié)構(gòu)的作用概念和分類1.結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期間內(nèi)（一般為50年），應(yīng)能承受在正常施工、正常使用情況下可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形（如超靜定結(jié)構(gòu)的支座不均勻沉降）、約束變形（如溫度和收縮變形受到約束時(shí)）等的作用。1)安全性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法支座不均勻沉降在偶然事件（如地震、爆炸）發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持整體穩(wěn)定性，不應(yīng)發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)在正常使用期間，具有良好的工作性能。如不發(fā)生影響正常使用的過大的變形（撓度、側(cè)移）、振動(dòng)（頻率、振幅），或產(chǎn)生讓使用者感到不安的過大的裂縫寬度。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法2)適用性振動(dòng)裂縫

結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，應(yīng)具有足夠的耐久性。即在各種因素的影響下（混凝土碳化、鋼筋銹蝕），結(jié)構(gòu)的承載力和剛度不應(yīng)隨時(shí)間有過大的降低，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在其預(yù)定使用期間內(nèi)喪失安全性和適用性，降低使用壽命。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法3)耐久性混凝土碳化鋼筋銹蝕課堂討論并回答：1.大家查閱資料，回答什么是結(jié)構(gòu)的可靠性？如何提高結(jié)構(gòu)的可靠性能？

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法可靠性——安全性、適用性和耐久性的總稱?！鼍褪侵附Y(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)（設(shè)計(jì)工作壽命=50年），在規(guī)定的條件下（正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的能力?！鼋Y(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價(jià)投資越大?！鋈绾卧诮Y(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟(jì)之間取得均衡，就是設(shè)計(jì)方法要解決的問題。1)承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力、出現(xiàn)疲勞破壞、發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形或因結(jié)構(gòu)局部破壞而引發(fā)的連續(xù)倒塌的變形狀態(tài)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連接因超過材料強(qiáng)度而破壞(包括疲勞破壞)，或因變形過大而不適于繼續(xù)承受荷載。2.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法a.結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移）b.結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸）c.結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長(zhǎng)受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）d.結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌e.地基喪失承載能力而破壞；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的疲勞破壞鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法2)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的某項(xiàng)規(guī)定限值時(shí)的狀態(tài)，稱為正常使用極限狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，應(yīng)認(rèn)為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件超過了正常使用極限狀態(tài)：影響正常使用或外觀的變形（如梁變形過大、梁撓度過大等）。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)支梁變形a.影響正常使用或耐久性能的局部損壞（如水池開裂漏水等）；b.影響正常使用的振動(dòng)（如機(jī)器設(shè)備振動(dòng)過大等）；c.影響正常使用的其它特定狀態(tài)（如相對(duì)沉降量過大等）；d.

影響結(jié)構(gòu)的舒適度（如自振頻率過低等）

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法水池開裂路面沉降S<R

可靠；S=R

極限狀態(tài)；S>R

失效。S——作用效應(yīng)

結(jié)構(gòu)上的作用（使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因，如荷載、不均勻沉降、溫度變形、收縮變形、地震等）引起的效應(yīng)如彎矩M、軸力N、剪力V、扭矩T、撓度f、裂縫寬度w等。R——結(jié)構(gòu)抗力

結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力，如受彎承載力Mu、受剪承載力Vu、容許撓度[f]、容許裂縫寬度[w]。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法3)結(jié)構(gòu)功能的表達(dá)

結(jié)構(gòu)的作用是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，以及引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因（地震、基礎(chǔ)差異沉降、溫度變化、混凝土收縮等）。3.結(jié)構(gòu)的作用和作用效應(yīng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法1)隨時(shí)間的變異分為三類永久作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其量值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的作用。如：結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力、地基沉降、焊接等?！n堂討論并回答：1.大家查閱資料，回答什么是可變作用、偶然作用？列舉實(shí)際中的可變作用、偶然作用？鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法可變作用偶然作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其量值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可忽略的作用。在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用。如：樓面活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、溫度變化等。如：爆炸力、撞擊力、罕遇的地震等?！摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法2)隨空間位置的變異分為二類固定作用可動(dòng)作用在結(jié)構(gòu)上具有固定分布的作用。其特點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的空間位置固定不變，但其量值可能具有隨機(jī)性。在結(jié)構(gòu)上一定范圍內(nèi)可以任意分布的作用。如：房屋建筑樓面上位置固定的設(shè)備荷載、屋蓋上的水箱等。如：樓面的人員荷載、吊車荷載等?！摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法3)按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點(diǎn)分為二類靜態(tài)作用動(dòng)態(tài)作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度可以忽略不計(jì)的作用。使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度不可忽略不計(jì)的作用。在結(jié)構(gòu)分析時(shí)一般均應(yīng)考慮其動(dòng)力效應(yīng)。如結(jié)構(gòu)自重、住宅或辦公樓的樓面活荷載.如吊車荷載、地震作用、大型動(dòng)力設(shè)備的作用、高聳結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載等?！鲜龈鞣N作用作用在結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，由此在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力和變形（如軸力、剪力、彎矩以及撓度、轉(zhuǎn)角和裂縫等）稱為作用效應(yīng)。結(jié)構(gòu)抗力是指整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)（即內(nèi)力和變形）的能力。4.結(jié)構(gòu)抗力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法影響抗力的主要因素有：材料性能的不確定性——強(qiáng)度、變形模量等幾何參數(shù)的不確定性——構(gòu)件尺寸等計(jì)算模式的不確定性——抗力計(jì)算所采用的基本假設(shè)和計(jì)算公式不夠精確等。5.結(jié)構(gòu)可靠性和可靠度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)可靠性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。結(jié)構(gòu)可靠度就是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。即結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量。規(guī)定的時(shí)間是指設(shè)計(jì)使用年限。規(guī)定的條件是指正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用的條件。預(yù)定功能指滿足結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性要求。6.設(shè)計(jì)使用年限和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法計(jì)使用年限是指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使用的時(shí)期，即結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下所應(yīng)達(dá)到的使用年限。設(shè)計(jì)使用年限的概念不同于實(shí)際壽命、耐久年限或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期?！督ㄖY(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了各類建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限。紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑物1004普通房屋和構(gòu)筑物503易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件252臨時(shí)性結(jié)構(gòu)51示例設(shè)計(jì)使用年限（年）類別

設(shè)計(jì)使用年限分類課堂任務(wù)1.能正確陳述結(jié)構(gòu)的可靠性和提高可靠性方法2.能列舉實(shí)際中的可變作用、偶然作用3.能夠正確掌握結(jié)構(gòu)的作用的分類4.能夠準(zhǔn)確掌握建筑設(shè)計(jì)使用年限分類本節(jié)課小結(jié)1.結(jié)構(gòu)的功能要求2.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)3.結(jié)構(gòu)的作用和作用效應(yīng)4.結(jié)構(gòu)抗力5.結(jié)構(gòu)可靠性和可靠度6.設(shè)