第三章混凝土结构设计的基本原则分解.ppt

第三章 混凝土结构基本设计原则 一、 结构的功能要求 1.混凝土结构定义与分类 一、 结构的功能要求 2.结构上的作用、作用效应和结构抗力 一、 结构的功能要求 一、 结构的功能要求 作用效应和结构抗力 一、 结构的功能要求 一、 结构的功能要求 3.结构的功能要求 一、 结构的功能要求 4.结构的可靠性与安全等级 一、 结构的功能要求 二、 结构的极限状态 1. 极限状态定义与分类 二、 结构的极限状态 三、 概率极限状态设计法 1.结构可靠度和失效概率 三、 概率极限状态设计法 三、 概率极限状态设计法 三、 概率极限状态设计法 2.结构的可靠指标 四、极限状态设计表达式 四、极限状态设计表达式 四、极限状态设计表达式 四、极限状态设计表达式 四、极限状态设计表达式 2.材料强度的取值 四、极限状态设计表达式 四、极限状态设计表达式 四、极限状态设计表达式 四、极限状态设计表达式 荷载效应组合 四、极限状态设计表达式 荷载效应组合 四、极限状态设计表达式 5.正常使用极限状态设计表达式 四、极限状态设计表达式 荷载效应组合 γG——永久荷载分项系数，当荷载对承载力不利时对由可变荷载效应控制的组合取1.2，对由永久荷载控制的组合取1.35；有利时，不应大于1.0。 γQ1、 γQi——第一个和第i个可变荷载分项系数，当荷载对承载力不利时取1.4；有利时，取0。 SQik——第i个可变荷载标准值的效应。 SQ1k——在基本组合中其控制作用的一个可变荷载标准值的效应。 SQik——第i个可变荷载的组合系数，不应大于1.0；对于式（2）一般取0.9，若只有一个可变荷载取1.0。 基本组合 SGk——永久荷载标准值的效应。 由可变荷载控制的组合 由永久荷载 控制的组合 偶然作用的代表值不乘分项系数；与偶然作用同时出现的可变荷载，应根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。具体的设计表达式及各种系数应符合专门规范的规定。例如，当考虑地震作用时，应按《建筑抗震设计规范》GB50011确定。 偶然组合 C——结构构件达到正常使用要求所规定的限值。 达到或超过正常使用极限状态的危害较承载力不足小，可降低要求：对于荷载与材料强度均采用标准值（不需乘荷载分项系数或除材料分项系数），也不再考虑结构的重要性系数。 验算构件的变形、抗裂度或裂缝宽度。 Sd——正常使用极限状态的荷载效应（变形、裂缝和应力等）组合值。 河南理工大学土木工程学院 河南理工大学土木工程学院 本章重点 理解结构上的作用、作用效应和结构抗力的概念及其随机特性； ? 了解混凝土结构设计方法的理论基础——可靠度理 论； ? 掌握我国规范的设计方法——概率极限状态设计法。 结构：由不同受力构件组成的承受各种外部作用的骨架 按空间位置和力的传递关系分为： 水平承重结构、竖向承重结构、地下承重结构 作用 直接作用 间接作用 ：指施加在结构上的荷载，如恒荷载、风荷载等 ：指引起结构外加变形和约束变形的其它作用，如地基沉降、温度变化、混凝土收缩等。 作用的分类 结构的反应特点分 静态作用：使结构产生的加速度可以忽略不计的作用，如自重 动态作用：使结构产生的加速度不可忽略的作用，如地震、吊车荷载等 按时间变异性分 永久作用：在设计基准期内量值基本不变，如自重、土压力等 可变作用：在设计基准期内量值随时间变化且其变化与平均值相比不可忽略，如楼面活荷载、吊车荷载等 偶然作用：在设计基准期内不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短的作用，如地震、爆炸、冲击等 按空间位置的变异性分 固定作用：在结构上具有固定的分布，如自重、固定设备荷载等 可动作用：在结构上一定范围内可任意分布的作用，如人群荷载 指作用引起的结构或构件的内力、变形和裂缝等 指结构或构件承受作用效应的能力，如承载力、刚度和抗裂度等 3. 结构设计中的不确定性 a. 恒载 g与构件尺寸、材料容重等有关 b. 活载 q的数值是随时在变化的 c. 计算跨度 l 的不准确 a.材料强度 fy 和 fc 的离散 b.截面尺寸h0和 b 的施工误差 不一定安全（可靠）! g+q 虽设计保证 一、 结构的功能要求 随机变量 结构设计的目的：在一定的经济条件下，使结构在预定的使用期限内能满足设计所预期的各种功能要求，包括安全性、适用性和耐久性。 ◆ 安全性 Safety 结构在正常设计、施工、使用情况下能承受可能出现的各种直接作用和间接作用，如施加的荷载、外加变形、约束变形;在偶然事件（如地震、校核洪水位等）发生时和发生后，结构仍能保持必需的承载力和稳定性，不致发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。 ◆ 适用性 Serviceability