第三章混凝土结构设计的基本原则选读.ppt

（二）极限状态的设计表达式 对于持久设计状况、短暂设计状况和地震设计状况，构件设计采用下列极限状态的表达式 γ0－结构重要性系数，安全等级为一、二、三级的结构构件分别取1.1、1.0、0.9；对于地震取1.0。 γRd－抗力模型的不稳定系数，静力计算，一般建筑取1.0；重要建筑大于1.0，对于抗震取地震承载力调整系数γRE 二、正常使用极限状态设计表达式 （一）验算内容 对需要控制变形的构件应进行变形验算； 对使用上限制出现裂缝的构件应进行混凝土拉应力验算； 对允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算； 对有舒适度要求的楼盖结构，应进行竖向自振频率验算。 （二）使用极限状态设计表达式 分别按荷载的准永久组合、标准组合、考虑长期作用的准永久组合进行验算。 （三）验算要求 1、变形验算； 混凝土受弯构件的挠度不应影响其使用功能和外观要求。 2、裂缝控制验算 构件正截面裂缝控制等级分为三级 一级：严格要求不出现裂缝，按荷载标准组合计算，构件受拉边混凝土不出现拉应力； 二级：一般要求不出现裂缝，按荷载标准组合计算，构件受拉边混凝土应力不大于混凝土抗拉强度； 三级：允许出现裂缝，限制裂缝宽度； （三）验算要求 3、自振频率验算 对大跨度混凝土楼盖结构应进行竖向自振频率验算，其自振频率宜符合下列要求： 住宅和公寓不宜低于5Hz； 办公楼和旅馆不宜低于4Hz； 大跨度公共建筑不宜低于3Hz； 工业建筑及有特殊要求的建筑应根据使用功能提出要求。 第六节 混凝土结构耐久性设计 混凝土结构应根据设计使用年限和环境作用下进行耐久性的设计 一、耐久性设计内容 确定结构所处的环境类别； 提出对材料的耐久性要求； 确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度； 不同环境条件下的耐久性技术措施； 提出结构在使用阶段的检测与维护要求。 二、环境类别 共分为5类，见规范的表3.5.2，或书中表格 三、设计规定 （1）设计使用年限为50年的混凝土结构，其混凝土材料符合附表17的规定 （2）一类环境设计使用年限为100年的混凝土结构满足： 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级最低C30;预应力混凝土结构的混凝土强度等级最低C40； 混凝土中的最低氯离子含量为0.06%； 宜使用非碱性活性骨料，最大碱含量为3.0kg/m3； 混凝土保护层厚度比附表18要求增加40%；当采取有效的表面保护措施时，混凝土保护层厚度可适当减少。 在使用阶段应定期检测、维修； 第七节 防连续倒塌设计原则 满足下列要求 采取减小偶然作用效应的措施； 采取使主要构件和关键传力部件避免直接遭受偶然作用的措施； 在易受偶然作用的区域增加冗余度； 增强疏散通道、避难空间等重要构件和关键传力部件的承载力和变形能力； 配置贯通水平及竖向构件的钢筋，并与周边构件可靠锚固 设置结构缝，控制可能连续倒塌的范围。 第三章 混凝土结构设计的基本原则 第一节 混凝土结构设计理论发展简史 1、以弹性理论为基础的容许应力设计法；与材料力学方法相同；安全系数 弹性假定；平截面假定；混凝土不受拉而受压区的应力为线性分布 钢筋及混凝土均为非完全弹性材料； 材料具有塑形变形，按弹性理论不能充分发挥； 安全系数凭经验。 2、20世纪30年代，破坏阶段计算方法； 考虑材料的塑形，材料用平均强度，放弃平截面假定，采用单一的安全系数。 整个截面的内力到达某极限内力时失效，以受弯构件为例 计算极限弯矩时，压区混凝土的应力分布为曲线，简化为矩形处理。 单一系数无法考虑不同情况； 非极限荷载时的应力，应变及变形估算困难。 3、20世纪50年代，极限状态设计法； 构件的极限状态不仅为荷载，也包括挠度（变形）及裂缝宽度的极限状态； 对于承载力极限状态，采用多系数法 m－工作条件系数，反映施工质量和环境的影响； n－ 荷载的超载系数； a－ 截面的几何特性； ks－钢筋的均质系数； 对于材料强度，用统计后具有一定保证率的值 4、基于可靠性理论的极限状态设计法； 以概率论为基础的 半概率方法－水准Ⅰ 74规范 近似概率法－水准Ⅱ 89，02及10规范 全概率法－水准Ⅲ 主要介绍近似概率法 第二节 结构的功能要求和极限状态 一、结构的功能要求 安全性：能承受正常施工及正常使用时的各种作用而不破坏； 适用性：在正常使用时具有良好的工作性能； 耐久性：在正常维护下具有在使用年限内满足各种要求的耐久性能； 稳定性：在偶然荷载发生及发生后，保持必要的整体稳定性。 ①和④合称为广义的安全性。 二、结构的极限状态 极限状态介于可靠与失效之间。 包括承载力极限状态和正常使用极限状态 （一）承载力极限状态 结构出现下列状态之一时，超过承载力极限 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡； 结构构件或连接因达到材料强度而破坏，或因过大的变形而不适于继续