02_钢筋混凝土结构设计计算原理.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 荷载频遇值 定义：可变荷载在设计基准期内被超越的总时间仅为设计基准期一小部分的作用值，或在设计基准期内其超越频率为某一定规定频率的作用值。 t1 t2 t3 t4 （t1+t2+t3+t4）/T=0.5 荷载的准永久值 （t1+t2+t3+t4）/T≤0.1 荷载的频遇值 频遇值系数 频遇值 小于荷载标准值 t Q O T Qx 荷载准永久值 定义：在设计基准期内，可变荷载中基本上一直存在着的那一部分荷载。 变形大小和裂缝宽度与荷载作用时间的长短有关，所以在按正常使用极限状态验算时，有些设计规范就规定了必须按荷载效应的标准组合、频遇组合及准永久组合分别进行验算。 过分细致地进行正常使用极限状态验算没有太大的工程实际意义，同时，由于水工荷载的复杂性和多样性，现行水工混凝土结构设计规范规定不再进行频遇组合和准永久组合验算。 因此，在水工混凝土结构设计规范中，也就不存在“荷载频遇值”、“荷载准永久值”、“荷载效应频遇组合”、 “荷载效应准永久组合”这类术语。 混凝土强度标准值 f(f) f O 5% 具有95%保证率 混凝土强度等级、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的标准值均按上式进行计算。 计算轴心抗压强度时，还应乘以0.88；强度等级比较高的混凝土，其脆性破坏特征有所增长，C45、C50、C55及C60等级的混凝土再分别乘以修正系数0.98、0.97、0.965及0.96。 计算轴心抗拉强度时，也应乘以0.88；同样考虑到较高强度等级混凝土的脆性性质，对C45以上等级混凝土的轴心抗拉强度标准值乘以修正系数。 钢筋强度标准值 软钢——采用钢筋国家标准规定的屈服强度作为其强度标准值。国标规定的屈服强度即钢筋出厂检验的废品限值。 硬钢——取极限抗拉强度sb（废品限值）作为强度标准值，但设计时取0.85sb作为条件屈服点。 根据国家规定，对于各级热轧钢筋，其废品限值相当于屈服强度平均值减去两倍标准差。 具有97.73%保证率，高于95%保证率，偏于安全 水工规范的实用设计表达式 目前我国用于水利水电工程的《水工混凝土结构设计规范》有两个版本，一本是电力系统的DL/T5057-2009，一本是水利系统的SL191 -2008。 这两本规范的大部分条文内容是基本相同或仅稍有差异，但在实用设计表达式的表达方式上却有着较大的不同。DL5057-2009规范完全继承了DL/T5057-1996，采用概率极限状态设计原则，用5个分项系数的设计表达式进行设计。SL191-2008规范则在规定的材料强度和荷载取值条件下，采用在多系数分析基础上以安全系数表达的方式进行设计。 分项系数 （DL/T5057-2009 ） DL/T5057-2009规范采用了5个分项系数，它们是结构重要性系数g0 、设计状况系数y、结构系数gd、荷载分项系数gG和gQ、材料分项系数gC和gS。 1. 结构重要性系数g0 建筑物的结构构件安全级别不同，所要求的目标可靠指标也不同。 水工建筑物级别 水工建筑物结构安全级别 g0 1 Ⅰ 1.1 2，3 Ⅱ 1.0 4，5 Ⅲ 0.9 分项系数 （DL/T5057-2009 ） 2.设计状况系数y 结构在施工、安装、运行、检修等不同阶段可能出现不同的结构体系、不同的荷载及不同的环境条件，可靠度水平要求不同。 持久状况。在结构运行使用过程中，不仅出现且持续时间很长，一般与设计基准期为同一量级的设计状况。 短暂状况。在结构施工（安装）、检修或使用过程中短暂出现的设计状况。 偶然状况。在结构使用过程中，出现概率很小，持续时间很短的设计状况。 对应于持久状况、短暂状况、偶然状况， y分别取为1.0、0.95及0.85 分项系数 （DL/T5057-2009 ） 3. 荷载分项系数gG和gQ 用来考虑荷载超过标准值的可能性，在水工建筑物设计中，它实质上就是“超载系数”。 荷载标准值乘以相应的荷载分项系数后即为荷载设计值。 按《水工建筑物荷载设计规范》取用，其值大小主要依据荷载的变异程度大小。 作用类型 永久作用 一般可变作用 可控制的可变作用 偶然作用 gG gQ1 gQ2 gA 作用分项系数 1.05（0.95） 1.2 1.1 1.0 分项系数 （DL/T5057-2009 ） 荷载 荷载分 项系数 荷载 荷载分 项系数 自重 其作用对结构不利时 1.05 静止土压力、主动土压力 1