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第三章 混凝土结构设计方法 第三章混凝土结构设计方法 建筑结构设计的基本目标是要求设计的结构安全可靠、 适用耐久而又经济合理。结构工程师就是要用最经济的手 段，设计并建造出安全可靠的结构，使之在预定的使用期 间内，满足各种预定功能的要求。 为保证可靠使用，各类结构在荷载作用下必须基于某 种设计方法进行设计。 本章将系统地介绍钢筋混凝土结构各类荷载与作用的 概念和确定方法，以及可靠度原理和满足可靠度要求的钢 筋混凝土结构设计方法。 第三章混凝土结构设计方法 结构设计方法 结构设计的基本目标是要求设计的结构安全可靠、适 用耐久而又经济合理。结构工程师就是要用最经济的手 段，设计并建造出安全可靠的结构，使之在预定的使用期 间内，满足各种预定功能的要求。 为保证可靠使用，各类结构在荷载作用下必须基于某 种设计方法进行设计。 R ≥ S 第三章混凝土结构设计方法 工程结构有二项基本功能： 一个是提供能良好地为人类生活和生产服务，满足人类使用 要求、审美要求的结构空间和实体。 如房屋和桥梁的使用功能和结构形式是截然不同的。 第三章混凝土结构设计方法 另一个是承受和抵御结构服役过程中可能出现的各种环境 作用。 （这里“环境”一词是广义的，包括结构所受的各种作用）。 如房屋结构要承受自重、人群和家具及设备重量、风荷载、 地震作用等； 桥梁结构除了要承受本身自重、各种附加恒载、人群荷载 外，还要承受车辆荷载、车辆制动力和冲击力、风荷载、地震 作用、撞击力和曲线桥梁车辆离心力等。 第三章混凝土结构设计方法 任何结构都因地球引力而 受重力的影响，同时也受使用 荷载和由自然环境因素引起的 各种荷载或力的作用。风、水、 波浪、冰和土分别对结构产生 风压力、水压力、波压力、冰 2.0 kPa pedestrian load: 11 persons in a space, 4 m2 压力和土压力；地基土冻结产 生冻胀力；爆炸、车辆制动或 运动物体的冲击、地面运动等 产生作用在结构上的惯性力。 这些力或荷载都将使结构产生 内力和变形。 第三章混凝土结构设计方法 作用与作用效应 第三章混凝土结构设计方法 作用 能使结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、 应变、裂缝等）的各种原因的总称，称为结构上的作用。 结构上的作用一般分为两类： 第一类称为直接作用，它直接以力的不同集结形式作用 于结构，包括结构的自重、行人及车辆的重量、各种物品及 设备自重、风压力、土压力、雪压力、水压力、冻胀力、积 灰荷载等，这一类作用通常也称为荷载； 第二类称为间接作用，它不是直接以力的某种集结形式 出现，而是引起结构的振动、约束变形或外加变形（包括裂 缝），但也能使结构产生内力或变形等效应，它包括温度变 化、材料的收缩和膨胀变形、地基不均匀沉降、地震、焊接 等。 第三章混凝土结构设计方法 作用效应 作用在结构上产生的内力（弯矩、扭矩、剪力、压力、拉 力等）和变形（挠度、扭转、弯曲、拉伸、压缩、裂缝等）称 为作用效应。 由第一类直接作用，即荷载引起的效应，称为荷载效应。 第二类称为间接作用效应，根据引起作用的原因，分别相 应地称为地震作用效应、温度变化作用效应（或温度变化效 应）、地基变形作用效应（或地基变形效应）等。 Damage to building sustained in the Northridge Earthquake, California 1994. 第三章混凝土结构设计方法 R ≥ S