[建筑]第三章 混凝土结构设计的基本原则.ppt

第三章 混凝土结构设计的基本原则 一、 结构的功能要求和极限状态 1.作用效应和结构抗力 一、 结构的功能要求和极限状态 一、 结构的功能要求和极限状态 2.结构的功能要求 一、 结构的功能要求和极限状态 3.结构的可靠性与安全等级 一、 结构的功能要求和极限状态 一、 结构的功能要求和极限状态 4.结构的极限状态 二、 结构的极限状态方程和可靠度 二、 结构的极限状态方程和可靠度 3.结构可靠度和失效概率 二、 结构的极限状态方程和可靠度 4.结构的可靠指标 三、极限状态设计表达式 三、极限状态设计表达式 1.荷载代表值 三、极限状态设计表达式 三、极限状态设计表达式 2.材料强度的取值 三、极限状态设计表达式 三、极限状态设计表达式 3.承载能力极限状态设计表达式 三、极限状态设计表达式 荷载效应组合 三、极限状态设计表达式 荷载效应组合 三、极限状态设计表达式 4.正常使用极限状态设计表达式 三、极限状态设计表达式 荷载效应组合 三、极限状态设计表达式 荷载效应组合 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 了解结构上的作用、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。 作用 直接作用 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 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 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 自由作用：在结构上一定范围内可以任意分布的作用，如人群荷载 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 结构在正常施工、正常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 结构在正常使用荷载作用下具有良好的工作性。如不产生影响使用的过大变形或振幅，不发生足以让使用者感到不安的过宽的裂缝等。 ◆ 耐久性 Durability 结构在正常维护条件下应有足够的耐久性。完好使用到设计规定的年限。如，混凝土不发生严重风化、腐蚀、脱落，钢筋不发生锈蚀等。 可靠性 可靠性：结构或构件在规定的时间内，规定的条件下完成预定功能的能力。 设计使用年限 设计使用年限是设计规定的结构或构件不需进行大修就能按预期目的使用、完成预定功能的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。 可靠性与经济性相协调 次要建筑 不严重 三级 一般建筑 严重 二级 重要建筑 很严重 一级 建筑物 类型 破坏 后果 安全 等级 根据破坏后果的严重性，将建筑物划分为三个安全等级。 承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载能力或不适于承载的过大变形。 若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功能要求，此状态即为该功能的极限状态。承载能力极限状态和正常使用极限状态。 （1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）。 （2）结构构件或连接发生材料强度破坏，或因过度变形而不适于继续承载。 （3）结构转变为机动体系。 （4）结构或构件丧失稳定（如压屈等）。 （5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。 正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定的限值。 （1）影响正常使用或外观的变形。 （2）影响正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝）。 （3）影响正常使用的振动。 （4）影响正常使用的其他特定状态。 偶然状况 短暂状况 建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列三种设计状况： 持久状况 在结构使用过程中一定出现，持续时间较长的状况 在结构施工和使用过程中