土建工程概论-3-3结构按极限状态计算基本原则.pptVIP

3.3 结构按极限状态计算的基本原则 3.3.1 设计基准期和设计使用年限 设计使用年限：是设计规定的一个时期，在这一规定时期内，完成预定的功能，即房屋建筑在正常设计、正常施工和正常维护下所达到的使用年限。 安全性 建筑结构在其设计使用年限内应能够承受可能出现的各种作用。且在设计规定的偶然事件发生时及发生后，结构应能保持必需的整体稳定性，不致倒塌。 设计方法The Design Methods 补充：荷载 S：荷载效应组合的设计值 例题： 某简支梁，承受永久荷载标准值为6kN/m，可变荷载标准值为15kN/m，求该梁承受的均布荷载值。 课堂作业 1. 什么是结构可靠性？什么是结构可靠度？ 2. “作用”和“荷载”有什么区别？ 3. 承载力极限状态与正常使用极限状态要求有何不同？ 4. 有一混凝土简支梁，承受均布荷载，其中永久荷载标准值为10kN/m，梁自重为3.125kN/m，可变荷载标准值为9.5kN/m，求该梁承受的均布荷载值。 学习要点： 极限状态 可靠性与可靠度 极限状态设计表达式 荷载组合 ◆ 工程结构的设计需要保证安全可靠、经济合理 ◆ 由于实际工程结构中存在多种不确定性 ◆ 结构设计方法就是研究工程设计中的各种不确定性问题，取得安全可靠与经济合理之间的均衡 预定的作用 材料的性能 截面尺寸，配筋及构造要求 功能要求 设计 + 设计基准期：指分析结构可靠性的一个时间期限。结构在设计基准期内应能可靠地工作，我国的设计基准期一般定为50年。 设计基准期不等于建筑结构的设计使用年限 3.3.2 极限状态的定义与分类 适用性 建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使用要求，有良好的工作性能，其变形、裂缝或振动等性能均不超过规定的限度等。 耐久性 建筑结构在其设计使用年限内应有足够的耐久性。例如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀等。 可靠性：结构的安全性、适用性和耐久性统称为结构的可靠性； 可靠度：度量结构的可靠性；是指机构在规定的时间（设计使用年限）内，在规定的条件（正常设计、正常施工、正常使用）下，完成预定功能的概率。 结构极限状态 失效和可靠 耐久性 （Durability ） 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。 规定的时间：设计基准期(Reference Period) 规定的条件 正常设计，正常使用，正常施工条件，不考虑人为过失影响 安全性 （Safety） ◎ 结构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）、约束变形等的作用； ◎ 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。 适用性 （Serviceability ） 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。 预定功能 适用性 耐久性 安全性 结构的可靠性 结构设计就是实现可靠性与经济性的最佳平衡 结构极限状态 (Limit State) 定义：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态为该功能的极限状态。 承载能力极限状态 正常使用极限状态 1 承载能力极限状态ULS (Ultimate Limit State) 对应于结构或构件达到最大承载能力或达到不适合于继续承载的变形,从而丧失了安全功能 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡； 结构构件达到最大承载力； 结构转变为机动体系； 结构或构件丧失稳定； 地基丧失承载能力而破坏。 2009年6月27日6时左右，上海闵行区莲花南路罗阳路口一幢13层在建商品楼发生倒塌事故 上海楼房倒塌由三大原因所致 ??2009年06月29日06:01??华龙网-重庆晨报 堆土过多致侧面受力 古河道淤积层被掏空 违反程序野蛮施工 2 正常使用极限状态(Serviceability Limit State) 对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值 影响正常使用或外观的变形(过大的crack)； 影响正常使用或耐久性能的局部损坏； 影响正常使用的振动(不舒适，影响精密仪器运作的振动)； 影响正常使用的其它特定状态(如沉降过大,侵蚀性介质作用下腐蚀等)。 承载能力极限状态 正常使用极限状态 安全功能要求 适用性、耐久性 在构件的承载能力极限状态进行设计后，再来对有使用限值要求的构件进行验算，以使所设计的结构和构件