混凝结构基本原理教学课件-第二章-混凝土结构基本计算原理.ppt

2.5 混凝土结构的耐久性 ★混凝土结构的耐久性是指在设计使用年限内，在正常维护条件下，维持其适用性的能力。 ★混凝土的碳化和钢筋侵蚀是影响混凝土结构耐久性的综合原因。 减少混凝土碳化的措施： 合理设计混凝土配合比，合理采用掺合料 提高混凝土的密实性、抗渗性 规定钢筋保护层的最小厚度 采用覆盖面 防止钢筋锈蚀的重要措施： 1、混凝土降低水灰比，保证密实度，具有足够的保护层厚度，严格控制含氯量 2、采用覆盖层，防止CO2、O2、CL-侵入 3、采用物理方法使钢筋表面氧化膜更完整，更稳定 * * 2.1 结构的功能要求和极限状态 2.1.1结构的功能要求 ◆ 安全性 ①．结构在预定的使用期间内（一般为50年），应能承受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各种荷载、外加变形（如超静定结构的支座不均匀沉降）、约束变形（如温度和收缩变形受到约束时）等的作用。 ②．在偶然事件（如地震、爆炸）发生时和发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。 第二章 混凝土结构基本计算原理 ◆ 适用性 　结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、振动（频率、振幅），或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。 ◆ 耐久性 　结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。即在各种因素的影响下（混凝土碳化、钢筋锈蚀），结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。 第二章 混凝土结构基本计算原理 ◆ 结构的可靠性 ●可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称 ●结构在规定的使用期限内（设计工作寿命=50年），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定结构功能的能力。 ●结构可靠性越高，建设造价投资越大。 ●如何在结构可靠与经济之间取得均衡，就是设计方法要解决的问题。 第二章 混凝土结构基本计算原理 2.1.2 结构功能的极限状态 ◆ 结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构是“可靠”的或“有效”的。反之，则结构为“不可靠”或“失效”。 ◆ 区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限状态” 第二章 混凝土结构基本计算原理 ※承载力能力极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求 ▲结构或构件达到最大承载力（包括疲劳） ▲结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移） ▲结构塑性变形过大而不适于继续使用 ▲结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰） ▲结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳） 第二章 混凝土结构基本计算原理 ※正常使用极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。 ▲ 过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正常使用（吊车）等）； ▲ 过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； ▲过大的振动（不舒适）； ▲ 其他正常使用要求。 第二章 混凝土结构基本计算原理 2.2 结构上的作用 2.2.1作用和作用效应 ◆直接作用：荷载 ◆间接作用：混凝土的收缩 　　　　　　温度变化 　　　　　　基础的差异沉降 　　　　　　地震等 作用在结构上并使结构产生内力（如弯矩、剪力、轴向力、扭矩等）、变形、裂缝等作用称为作用效应或荷载效应。 第二章 混凝土结构基本计算原理 ◆荷载的分类 按作用时间的长短和性质，荷载分为三类： 1.永久荷载　在结构设计使用年限内，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。 2.可变荷载　在结构设计基准期内其值随时间而变化，其变化与平均值不可忽略的荷载。 3.偶然荷载　在结构设计基准期内不一定出现，但一旦出现其值很大且作用时间很短的荷载。 第二章 混凝土结构基本计算原理 2.2.2荷载代表值 ◆荷载的标准值 1.定义 将荷载视为随机变量，采用数理统计的方法加以处理而得到的具有一定概率的最大荷载值 2.确定 ⑴.结构的自重可根据结构的设计尺寸和材料的重力密度确定； ⑵.可变荷载常与时间有关，在缺少大量统计材料的条件下，可近似按随机变量来考虑； 第二章 混凝土结构基本计算原理 可变荷载组合值：所谓荷载组合值是将多种可变荷载中的第一个可变荷载（产生荷载效应为最大的荷载，取其标准值）以外的其它可变荷载标准值乘以荷载组合值系数，它是承载力极限状态设计和正常使用极限状态标准组合设计时的荷载代表值。 可变荷载准永久值：可变荷载准永久值是按正常使用极限状态设计时采用的荷载代表值，它是在结构预定使用期内经常作用达到和超过的可变荷载值，它对结构的影响，在性质上类似于永久荷载。 第二章 混凝土结构基本计算原理 可变荷载频遇值：对可变荷载，在基准期内，