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第 3 讲 混凝土结构设计原则 总体原则 方针：安全，适用，耐久；经济 目的：以最经济的途径，使各项预定功能可靠 方法：以概率理论为基础的极限状态设计法 原则：结构的实际工作状态不能超过极限状态 工作内容 1、方案设计（结构选型、构件布置等） 2、作用及作用效应分析 5、耐久性及施工要求 6、满足特殊要求的专门性能设计 3、结构极限状态设计 4、结构及其构件的构造设计（措施） 结构作用、荷载效应及结构抗力 结构作用：能使结构产生效应的各种因素（直接、间接） 直接作用（力；荷载） 永久荷载：不变；变化可略；单调趋于限值（恒荷载） 可变荷载：变化不可忽略（活荷载、雪荷载、风荷载） 偶然荷载：出现偶然；短而很大（爆炸力、撞击力） 荷载效应： 内力：轴力、剪力、弯矩、扭矩 变形：挠度、侧移、转角、裂缝 结构抗力：承受作用效应的能力；承载力，刚度，抗裂度 荷载代表值 代表值：进行某种极限状态设计时所采用的荷载量值 标准值：设计基准期内最大荷载统计分布的特征值 均值、众值、中值或某个分位值 基本代表值，其他代表值的确定基准 频遇值：一定超越频率的量值；标准值×频遇值系数（＜1） 组合值：组合后的效应与组合前的效应超越概率等同的量值 使组合后的结构具有统一规定的可靠指标的量值 标准值×组合值系数（0.7；0.9） 准永久值：超越的总时间约为设计基准期一般地量值量值 标准值×准永久值系数（＜1.0） 荷载代表值归类 代表值 可变荷载 标准值 组合值 频遇值 准永久值 永久荷载 荷载效应设计值、材料强度设计值 荷载效应=荷载×效应系数 荷载效应设计值=荷载效应代表值×荷载分项系数 材料强度设计值=材料强度标准值÷材料分项系数 1.2 预应力钢筋 1.15 1.1 500MPa 400MPa 335MPa 300MPa 普通钢筋 1.4 混凝土 材料分项系数 结构安全等级与设计使用年限 各类构件 整个结构 宜适当提高 重要构件 关键传力部位 宜等同于整个结构 一般情况 次要 不严重 三级 一般 严重 二级 重要 很严重 一级 建筑物类型 破坏后果 安全等级 纪念性建筑和特别重要的建筑结构 100 普通房屋和构筑物 50 易于替换的结构构件 25 临时性建筑结构 5 适用对象 设计使用年限 结构预定功能 安全性：正常施工和使用时，能承受各种作用 偶然事件发生时及发生后，能保持整体稳定性 适用性：正常使用时，保持良好的工作性能 变形；裂缝 耐久性：正常维护下，具有足够的耐久性能 侵蚀；风化 结构极限状态 极限状态：整个结构或结构的一部分，超过某一特定状 态就不能满足设计规定的某一特定功能要求 （可靠与不可靠的分界标志） 承载能力：（安全性） 达到了最大承载力【疲劳破坏】 发生了不适于继续承载的变形 结构局部破坏→连续倒塌 应力超强；刚体失衡；机动体系；丧失稳定；连续倒塌 正常使用：（适用性、耐久性） 达到了正常使用的某项规定限值 达到了耐久性能的某种规定状态 变形过大；裂缝过宽；振动过强；沉降过多 承载能力极限状态计算任务 所有结构及其构件，均应进行承载力（失稳）计算 直接承受重复荷载的构件，应进行疲劳验算 因倒塌会引起严重后果的结构，宜进行防连续倒塌设计 有抗震设防要求时，应进行抗震承载力验算 必要时，尚应进行结构构件的倾覆、滑移、漂浮等验算 承载能力极限状态计算表达式 S –––荷载组合的内力设计值 ?0 ––– 结构重要性系数（1.1，1.0，0.9） R ––– 结构构件的抗力设计值 荷载基本组合内力设计值 当由永久荷载控制时： 当由可变荷载控制时： 0.0 荷载分项系数取值 1.2 1.35 1.4（1.3） 可变荷载 可变荷载控制时 ≯1.0 对结构有利时 永久荷载控制时 永久荷载 对结构不利时 取用最不利者 正常使用极限状态验算任务 对需要控制变形者，应进行变形验算 对不允许出现裂缝者，应进行混凝土拉应力验算 对舒适度有要求的楼盖结构，应进行竖向自振频率验算 对允许出现裂缝者，应进行受力裂缝宽度验算 正常使用极限状态验算表达式 超过正常使用极限状态时所造成的财产和生命损失要轻于超过承载力极限状态时的情况，其可靠度指标可以低一些，故采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合，荷载不乘分项系数，材料强度采用标准值，不引入结构重要性系数。 混凝土结构或构件在长期