[政史地]第二章钢筋砼结构及砌体结构课件按新规范.ppt

政史地第二章钢筋砼结构及砌体结构课件按新规范 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则第一节 基本概念第二节 结构功能和可靠度第三节 极限状态设计法 第四节 混凝土结构耐久性设计2第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则第一节 基本概念一、结构上的作用一、结构上的作用 1.作用的概念作用的概念 作用：作用：使结构产生内力或变形的原因使结构产生内力或变形的原因,一般用一般用Q Q表示。表示。直接作用：直接作用：指施加在结构上的集中力或分布力，如结构自指施加在结构上的集中力或分布力，如结构自重、楼（屋）面活荷载、风荷载等。重、楼（屋）面活荷载、风荷载等。间接作用：间接作用：指能够引起结构外加变形或约束变形的原因，指能够引起结构外加变形或约束变形的原因，如温度变化、混凝土收缩与徐变、地基变形、地震等原因引起如温度变化、混凝土收缩与徐变、地基变形、地震等原因引起的作用。的作用。3第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则2.作用按作用按时间变时间变异分异分类类 永永久久作作用用（永永久久荷荷载载或或恒恒荷荷载载）：指指在在设设计计所所考考虑虑的的时时期期内内始始终终存存在在且且其其量量值值变变化化与与平平均均值值相相比比可可以以忽忽略略不不计计的的作作用用，或或其其变变化化是是单单调调的的并并趋趋于于某某个个限限值值的的作作用用。例例如如，结结构构自自重重、土土压压力等。力等。可可变变作作用用（可可变变荷荷载载或或活活荷荷载载）：指指在在设设计计使使用用年年限限内内其其量量值值随随时时间间变变化化，且且其其变变化化与与平平均均值值相相比比不不可可忽忽略略不不计计的的作作用用。例如，楼（屋）活荷例如，楼（屋）活荷载载、吊、吊车车荷荷载载、风风荷荷载载等。等。设设计计使使用用年年限限：指指设设计计规规定定的的结结构构或或构构件件不不需需进进行行大大修修即即可可按按预预定目的使用的年限。定目的使用的年限。偶偶然然作作用用：指指在在设设计计使使用用年年限限内内不不一一定定出出现现，而而一一旦旦出出现现，则则其其量量值值很很大大，且且持持续续时时间间很很短短的的作作用用。例例如如，地地震震作作用用、爆爆炸力、撞炸力、撞击击力等。力等。4第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则二、作用的代表值二、作用的代表值 结结构构设设计计中中采采用用的的作作用用数数值值，包包括括：标标准准值值、组组合合值值和和准准永久永久值值等。等。1.作用作用标标准准值值 指指设设计计基基准准期期（指指为为确确定定可可变变作作用用等等的的取取值值而而选选用用的的时时间间参参数数；房房屋屋建建筑筑结结构构的的设设计计基基准准期期为为50年年。）内内最最大大作作用用概概率率分布的某一分位分布的某一分位值值。它是作用的基本代表。它是作用的基本代表值值。通通过统计过统计分析，作用分析，作用标标准准值值Qk一般可取一般可取 Qk=Qm+Q 式中式中 Qm作用的平均作用的平均值值；作作用用的的保保证证率率系系数数，当当=0时时，保保证证率率为为50%，分分位数位数为为0.5；当；当=1.645时时，保，保证证率率为为95%，分位数，分位数为为0.95：Q作用的作用的标标准差。准差。结结构构自自重重：按按结结构构构构件件的的设设计计尺尺寸寸和和材材料料重重力力密密度度计计算算确确定（定（钢钢筋混凝土的重力密度可取筋混凝土的重力密度可取25kN/m3）。）。可可变变荷荷载标载标准准值值：按荷：按荷载规载规范的范的规规定采用。定采用。5第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则 2.作用作用组组合合值值 指指当当两两种种或或两两种种以以上上可可变变作作用用同同时时作作用用在在结结构构上上时时，考考虑虑到到它它们们同同时时达达到到其其标标准准值值的的可可能能性性较较小小，故故除除产产生生最最大大作作用用效效应应的的主主导导作作用用外外，其其他他可可变变作作用用标标准准值值均均乘乘以以小小于于1.0的的组组合合值值系系数数c作作为为代代表表值值，称称为为组组合合值值。c可可查查荷荷载规载规范。范。3.作用准永久作用准永久值值 对对可可变变作作用用，在在设设计计基基准准期期内内，其其被被超超越越的的总总时时间间为为设设计计基基准准期期一一半半的的作作用用值值。它它对对结结构构的的影影响响相相当当于于永永久久作作用用。可可变变荷荷载载准准永永久久值值由由可可变变荷荷载载标标准准值值乘乘以准永久以准永久值值系数系数q得到。得到。q可可查查荷荷载规载规范。范。6第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则三、作用效应三、作用效应 作作用用效效应应：指指由由各各种种作作用用引引起起的的结结构构或或构构件件的的反反应，用应，用表示。例如，内力、变形和裂缝等。表示。例如，内力、变形和裂缝等。作作用用效效应应通通过过统统计计分分析析确确定定。一一般般结结构构上上的的荷荷载效应载效应与荷载与荷载Q Q之间可近似按线性关系考虑，即之间可近似按线性关系考虑，即 CQCQ C C为为荷荷载载效效应应系系数数，可可通通过过结结构构力力学学分分析析确确定定，对承受均布荷载作用的简支梁对承受均布荷载作用的简支梁C C=。7第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则四、结构抗力四、结构抗力 结结构构抗抗力力：指指结结构构或或构构件件承承受受作作用用效效应应的的能能力力，用用R表表示示。例如，构件的承例如，构件的承载载力、力、刚刚度、抗裂度等。度、抗裂度等。影影响响结结构构抗抗力力的的因因素素：结结构构的的材材料料性性能能、几几何何尺尺寸寸、配配筋筋情情况况和和抗抗力力的的计计算算假假定定、计计算算公公式式等等。通通常常，结结构构抗抗力力主主要要取取决决于材料性能。于材料性能。材材料料强强度度标标准准值值：材材料料性性能能的的基基本本代代表表值值。一一般般取取符符合合规规定定质质量量的的具具有有不不小小于于95%保保证证率率的的材材料料强强度度下下分分位位值值作作为为材材料料强强度度标标准准值值，即，即fk=fm（11.645f）式中式中 fk材料材料强强度度标标准准值值；fm材料材料强强度平均度平均值值；f材料材料强强度度变变异系数，异系数，f=f/fm；f材料材料强强度度标标准差。准差。8第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则 钢钢筋筋强强度度标标准准值值取取钢钢材材质质量量控控制制标标准准的的废废品品限限值值。因因废废品品限限值值具有具有97.73%的保的保证证率，已率，已满满足保足保证证率不小于率不小于95%的要求。的要求。普普通通钢钢筋筋的的屈屈服服强强度度标标准准值值fyk、极极限限强强度度标标准准值值fstk按按表表21采采用；用；预预应应力力钢钢丝丝、预预应应力力螺螺纹纹钢钢筋筋和和钢钢绞绞线线的的屈屈服服强强度度标标准准值值fpyk、极限极限强强度度标标准准值值fptk按表按表22采用。采用。混凝土立方体抗混凝土立方体抗压压强强度度标标准准值值fcu,k的保的保证证率是率是95%，即，即 fcu,k=fcu,m（11.645f）式中式中 fcu,m混凝土立方体抗混凝土立方体抗压压强强度平均度平均值值；f混混凝凝土土立立方方体体抗抗压压强强度度变变异异系系数数，对对C40级级以以下下的的混凝土混凝土f=0.12；对对C60级级，f=0.10；对对C80级级，f=0.08。规规范范给给出出各各级级混混凝凝土土轴轴心心抗抗压压强强度度标标准准值值fck和和轴轴心心抗抗拉拉强强度度标标准准值值ftk见见表表23。9第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则第二节 结构功能和可靠度一、结构的功能一、结构的功能 结结构构的的功功能能：结结构构在在规规定定的的设设计计使使用用年年限限内内（表表24）应应满满足足的的各各种种要要求求。结结构构设设计计时时，应应规规定定结结构构的的设计使用年限。设计使用年限。表表24 建筑结构设计使用年限分类建筑结构设计使用年限分类 结构的功能包括以下三个方面的内容：结构的功能包括以下三个方面的内容：类别类别设计设计使用年（年）使用年（年）示例示例15临时临时性建筑性建筑结结构构225易于替易于替换换的的结结构构件构构件350普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物4100标标志性建筑和特志性建筑和特别别重要的建筑重要的建筑结结构构10第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则1）安全性安全性建建筑筑结结构构在在正正常常设设计计、施施工工和和维维护护条条件件下下，应应能能承承受受在在施施工工和使用期和使用期间间可能出可能出现现的各种作用而不的各种作用而不发发生破坏；生破坏；当当发发生火灾生火灾时时，在，在规规定的定的时间时间内可保持足内可保持足够够的承的承载载力；力；当当发发生生爆爆炸炸、撞撞击击、人人为为错错误误等等偶偶然然事事件件时时，结结构构能能保保持持必必需需的的整整体体稳稳固固性性，不不出出现现与与起起因因不不相相称称的的破破坏坏后后果果，防防止止出出现现结结构的构的连续连续倒塌。倒塌。2）适用性适用性 建建筑筑结结构构在在正正常常使使用用过过程程中中应应保保持持良良好好的的使使用用性性能能，不不出出现现影响正常使用的影响正常使用的变变形和裂形和裂缝缝等。等。11第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则3）耐久性）耐久性 建建筑筑结结构构在在正正常常维维护护条条件件下下应应具具有有足足够够的的耐耐久久性性能能，不不致致因因混混凝凝土土的的劣劣化化、腐腐蚀蚀或或钢钢筋筋的的锈锈蚀蚀等等影影响响结结构正常使用到构正常使用到规规定的定的设计设计使用年限。使用年限。安安全全性性、适适用用性性和和耐耐久久性性可可概概括括为为结结构构的的可可靠靠性性。即即结结构构在在规规定定的的设设计计使使用用年年限限内内，在在正正常常设设计计、正正常常施施工工、正正常常使使用用和和正正常常维维护护条条件件下下，完完成成预预定定功功能能的的能能力力。结结构构的的可可靠靠性性可可用用概概率率来来度度量量，即即结结构构完完成成预预定功能的概率，称定功能的概率，称为结为结构的构的可靠度可靠度。12第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则二、结构的可靠概率和失效概率二、结构的可靠概率和失效概率 结结构构完完成成预预定定功功能能的的工工作作状状态态用用结结构构的的功功能能函函数数Z Z来描述，即来描述，即 Z Z=R RS S 当当Z Z0 0时时，即即结结构构抗抗力力R R大大于于作作用用效效应应S S时时，则则结结构构能完成预定的功能，处于能完成预定的功能，处于可靠状态可靠状态；当当Z Z0 0时时，即即结结构构抗抗力力R R小小于于作作用用效效应应S S时时，结结构构不不能完成预定的功能，处于能完成预定的功能，处于失效状态失效状态；当当Z Z=0=0时时，即即结结构构抗抗力力R R等等于于作作用用效效应应S S时时，则则结结构构处于处于极限状态极限状态。因此，结构可靠工作的基本条件为：因此，结构可靠工作的基本条件为：Z Z0 0 或或R 13第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则 结结构构的的功功能能函函数数Z的的分分布布曲曲线线如如图图所所示示。图图中中，纵纵坐坐标标轴轴以以左左（Z0的的阴阴影影面面积积即即为为结结构构的的失失效效概概率率f，纵纵坐坐标标轴轴以以右右（0）的的分分布布曲曲线线与与横横坐坐标标Z轴轴所所围围成成的的面面积积即即为为结结构构的的可可靠靠概概率率Ps。结结构构的的失失效效概概率率Pf与可靠概率与可靠概率S的关系的关系为为 PS+f=1 或或PS=1f 因此，可采用因此，可采用结结构的构的失效失效概率概率f或者或者结结构的构的可靠概可靠概率率PS来度量来度量结结构的可靠性。构的可靠性。一一般般采采用用失失效效概概率率f来来度度量量结结构构的的可可靠靠性性，只只要要失失效概率效概率f足足够够小，小，则结则结构的可靠性必然高。构的可靠性必然高。14第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则三、结构的可靠指标三、结构的可靠指标 计计算算失失效效概概率率f较较复复杂杂，故故引引入入可可靠靠指指标标代代替替失失效概率效概率f来度量结构的可靠性。来度量结构的可靠性。可可靠靠指指标标为为结结构构的的功功能能函函数数Z的的平平均均值值z与与其其标标准差准差z之比，即之比，即 z=z 可可见见，可可靠靠指指标标值值越越大大，失失效效概概率率f值值就就越越小小，即结构就越可靠。故将即结构就越可靠。故将称为称为可靠指标可靠指标。可靠指标可靠指标和失效概率和失效概率f对应的数值见表。对应的数值见表。2.73.23.74.2 3.5 6.9 1.1 1.315第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则四、结构的安全等级与目标可靠指标四、结构的安全等级与目标可靠指标 1.安全等级的确定和划分安全等级的确定和划分 根根据据结结构构破破坏坏可可能能产产生生的的后后果果，即即危危及及人人的的生生命命、造造成成经经济济损损失失、对对社社会会或或环环境境产产生生的的影影响响等等严严重重性性，采采用用不不同同的的安安全全等等级级。建建筑筑结结构构的的安安全全等等级级划划分分为为3级级，见下表。，见下表。安全等安全等级级破坏破坏后果后果示例示例一一级级很很严严重重大型的公共建筑大型的公共建筑二二级级严严重重普通的住宅和普通的住宅和办办公楼等公楼等三三级级不不严严重重小型的或小型的或临时临时性性贮贮存建筑等存建筑等16第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则2.目目标标可靠指可靠指标标 为为使使结结构构既既安安全全可可靠靠，又又经经济济合合理理，则则结结构构的的失失效效概概率率Pf应应小小到到人人们们可可以以接接受受的的程程度度，用用可可靠靠指指标标表示表示时时，则为则为 结结构构的的目目标标可可靠靠指指标标主主要要与与结结构构的的安安全全等等级级和破坏和破坏类类型有关：型有关：结结构的安全等构的安全等级级愈高，目愈高，目标标可靠指可靠指标应标应愈大。愈大。结结构构构构件件破破坏坏属属于于延延性性破破坏坏时时，目目标标可可靠靠指指标标可可取取得小一些；得小一些；结结构构构构件件破破坏坏属属于于脆脆性性破破坏坏时时，目目标标可可靠靠指指标标应应取取得大一些。得大一些。17第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则 结结构构构构件件按按持持久久设设计计状状况况进进行行承承载载能能力力极极限限状状态态设设计计时时，采采用用的的目目标标可可靠靠指指标标见见下下表。表。破坏破坏类类型型安全等安全等级级一一级级二二级级三三级级延性破坏延性破坏3.73.22.7脆性破坏脆性破坏4.23.73.218第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则 对对一一般般的的结结构构构构件件，直直接接根根据据目目标标可可靠靠指指标标进进行行设设计计仍仍然然比比较较繁繁杂杂。因因此此规规范范采采用用以以概概率率理理论论为为基基础础的的极极限限状状态态设设计计法法，以以可可靠靠指指标标度度量量结结构构构构件件的的可可靠靠度度，采采用用分分项项系系数数的的设设计计表表达达式式进进行行设设计计。即即结结构构构构件件设设计计时时不不直直接接计计算算可可靠靠指指标标，而而是是按按规规范范给给定定的的各各分分项项系系数数进进行行计计算算，则则所所设设计计的的结结构构构构件件隐隐含含的的可可靠靠指指标标可可以以满满足足不不小小于于目目标标可可靠靠指指标标的的要求。要求。19第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则第三节 极限状态设计法一、结构极限状态的定义和分类一、结构极限状态的定义和分类1.1.定义定义 结构能完成预定功能的可靠状态与其不能完成预结构能完成预定功能的可靠状态与其不能完成预定功能的失效状态的界限，称为定功能的失效状态的界限，称为极限状态极限状态。或者说，。或者说，整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满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，则此特定状态称为该功足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的能的极限状态。极限状态。20第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则2.分分类类（1）承）承载载能力极限状能力极限状态态定定义义：当当结结构或其构件达到最大承构或其构件达到最大承载载力，或达到不适于力，或达到不适于继续继续承承载载的的变变形形时时，称，称该结该结构或其构件达到构或其构件达到承承载载能力极限状能力极限状态态。结结构或其构件出构或其构件出现现下列状下列状态态之一之一时时，就，就认为认为超超过过了承了承载载能能力极限状力极限状态态。1）结结构构件或构构件或连连接因超接因超过过材料材料强强度而破坏，或因度而破坏，或因过过度度变变形而形而不适于不适于继续继续承承载载。2）整个）整个结结构或其一部分作构或其一部分作为刚为刚体失去平衡。体失去平衡。3）结结构构转变为转变为机机动动体系。体系。4）结结构或构或结结构构件构构件丧丧失失稳稳定。定。5）结结构因局部破坏而构因局部破坏而发发生生连续连续倒塌。倒塌。6）地基）地基丧丧失承失承载载力而破坏。力而破坏。7）结结构或构或结结构构件的疲构构件的疲劳劳破坏。破坏。21第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则（2）正常使用极限状）正常使用极限状态态 定定义义：当当结结构或其构件达到正常使用或耐久性能的某构或其构件达到正常使用或耐久性能的某项规项规定限定限值时值时，称，称该结该结构或其构件达到构或其构件达到正常使用极限状正常使用极限状态态。结结构或其构件出构或其构件出现现下列状下列状态态之一之一时时，就，就认为认为超超过过了正常使了正常使用极限状用极限状态态。1）影响正常使用或外）影响正常使用或外观观的的变变形。形。2）影响正常使用或耐久性能的局部）影响正常使用或耐久性能的局部损损坏。坏。3）影响正常使用的振）影响正常使用的振动动。4）影响正常使用的其他特定状）影响正常使用的其他特定状态态。结结构构设计时应对结设计时应对结构的不同极限状构的不同极限状态态分分别进别进行行计计算或算或验验算。算。当某一极限状当某一极限状态态的的计计算或算或验验算起控制作用算起控制作用时时，可，可仅对该仅对该极限状极限状态进态进行行计计算或算或验验算。算。22第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则二、结构的设计状况二、结构的设计状况 设设计计状状况况是是代代表表一一定定时时段段内内实实际际情情况况的的一一组组设设计计条条件件，设设计计应应做做到到在在该该组组条条件件下下结结构构不不超超越越有有关关的的极极限限状状态态。结结构构设设计计时应区分下列设计状况：时应区分下列设计状况：1.持久设计状况持久设计状况 指指在在结结构构使使用用过过程程中中一一定定出出现现，且且持持续续期期很很长长的的实实际际状状况况，其其持持续续期期一一般般与与设设计计使使用用年年限限为为同同一一数数量量级级。持持久久设设计计状状况况适适用于用于结结构使用构使用时时的正常情况。的正常情况。2.短暂设计状况短暂设计状况 指指在在结结构构施施工工和和使使用用过过程程中中出出现现概概率率较较大大，而而与与设设计计使使用用年年限限相相比比持持续续期期很很短短的的设设计计状状况况。短短暂暂设设计计状状况况适适用用于于结结构构出出现现的的临时临时情况，包括情况，包括结结构施工和构施工和维维修修时时的情况等。的情况等。23第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则3.偶然设计状况偶然设计状况 指指在在结结构构使使用用过过程程中中出出现现概概率率很很小小，且且持持续续期期很很短短的的设设计计状状况况。偶偶然然设设计计状状况况适适用用于于结结构构出出现现的的异异常常情情况况，包包括括结结构构遭遭受火灾、爆炸、撞受火灾、爆炸、撞击时击时的情况等。的情况等。4.地震设计状况地震设计状况 指指结结构构遭遭受受地地震震时时的的设设计计状状况况。地地震震设设计计状状况况适适用用于于结结构构遭受地震遭受地震时时的情况，在抗震的情况，在抗震设设防地区必防地区必须须考考虑虑地震地震设计设计状况。状况。对对上上述述四四种种设设计计状状况况，均均应应进进行行承承载载能能力力极极限限状状态态设设计计。对对持持久久设设计计状状况况，尚尚应应进进行行正正常常使使用用极极限限状状态态设设计计。对对短短暂暂设设计计状状况况和和地地震震设设计计状状况况，可可根根据据需需要要进进行行正正常常使使用用极极限限状状态态设设计计。对对偶然偶然设计设计状况状况，可不可不进进行正常使用极限状行正常使用极限状态设计态设计。24第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则三、承载能力极限状态计算三、承载能力极限状态计算1.1.计计算内容算内容1 1）结结构构件构构件应进应进行承行承载载力（包括失力（包括失稳稳）计计算。算。2 2）直接承受重复荷）直接承受重复荷载载的构件的构件应进应进行疲行疲劳验劳验算。算。3 3）有抗震）有抗震设设防要求防要求时时，应进应进行抗震承行抗震承载载力力计计算。算。4 4）必要）必要时时尚尚应进应进行行结结构的构的倾倾覆、滑移、漂浮覆、滑移、漂浮验验算。算。5 5）对对于于可可能能遭遭受受偶偶然然作作用用，且且倒倒塌塌可可能能引引起起严严重重后后果果的重要的重要结结构，宜构，宜进进行防行防连续连续倒塌倒塌设计设计。25第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则2.2.设计设计表达式表达式 对对持持久久设设计计状状况况、短短暂暂设设计计状状况况和和地地震震设设计计状状况况，当当用用内内力力的的形形式式表表达达时时，结结构构构构件件的的承承载载能能力力极极限限状状态设计态设计表达式表达式为为 式中式中0 0结结构重要性系数；构重要性系数；S承承载载能能力力极极限限状状态态下下作作用用组组合合的的效效应应设设计计值值；R结结构构件的抗力构构件的抗力设计值设计值。26第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则3.3.结结构重要性系数构重要性系数0 0取取决决于于设设计计状状况况和和结结构构的的安安全全等等级级。在在持持久久设设计计状状况况和和短短暂暂设设计计状状况况下下，对对安安全全等等级级为为一一级级的的结结构构构构件件不不应应小小于于1.1；对对安安全全等等级级为为二二级级的的结结构构构构件件不不应应小小于于1.0；对对安安全全等等级级为为三三级级的的结结构构构构件件不不应应小小于于0.9；对对偶然偶然设计设计状况和地震状况和地震设计设计状况下状况下应应取取1.0。4.作用作用组组合的效合的效应设计值应设计值S S指指由由可可能能同同时时出出现现的的各各种种荷荷载载的的设设计计值值产产生生的的轴轴力力组组合合设设计计值值N、弯弯矩矩组组合合设设计计值值M、剪剪力力组组合合设设计计值值V或扭矩或扭矩组组合合设计值设计值T等。等。27第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则 荷荷载载设设计计值值：指指荷荷载载标标准准值值与与其其相相应应的的荷荷载载分分项项系系数数的的乘乘积积。当当两两种种或或两两种种以以上上可可变变荷荷载载同同时时作作用用在在结结构构上上时时，除除主主导导可可变变荷荷载载外外，其其他他可可变变荷荷载载采采用用荷荷载载组组合合值值。荷荷载载分分项项系系数数及及组组合合值值系系数数由由可可靠靠度度分分析析，并并结结合工程合工程经验经验确定。确定。28第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则（1）荷）荷载载效效应组应组合合设计值设计值的确定的确定从下列基本从下列基本组组合合值值和和中取中取最不利最不利值值确定：确定：由可由可变变荷荷载载效效应应控制的控制的组组合合 当当对对SQ1K无无法法明明显显判判断断时时，可可轮轮次次以以各各可可变变荷荷载载效应为效应为SQ1K，选其中最不利的荷载效应组合。选其中最不利的荷载效应组合。29第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则 由永久荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合 当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载。与组合的可变荷载仅限于竖向荷载。30第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则（2 2）荷）荷载载效效应组应组合合设计值设计值S S的的简简化确定化确定 对对一一般般的的排排架架结结构构、框框架架结结构构，可可采采用用简简化化规规则则，并按下列并按下列组组合合值值中取最不利中取最不利值值确定：确定：由可由可变变荷荷载载效效应应控制的控制的组组合合 S=GGK+Q1 SQ1K 由永久荷由永久荷载载效效应应控制的控制的组组合同前。合同前。31第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则5.5.结结构构件抗力构构件抗力设计值设计值R R指指按按材材料料强强度度设设计计值值和和构构件件几几何何参参数数标标准准值值等等计计算算的的截截面面所能抵抗的所能抵抗的轴轴力、弯矩、剪力力、弯矩、剪力设计值设计值等。等。材材料料强强度度设设计计值值：材材料料强强度度标标准准值值除除以以对对应应的的材材料料分分项项系系数数。普普通通钢钢筋筋的的抗抗拉拉强强度度设设计计值值fy y及及抗抗压压强强度度设设计计值值f fy y按按表表2-2-8 8采用；采用；预预应应力力筋筋的的抗抗拉拉强强度度设设计计值值f fpypy及及抗抗压压强强度度设设计计值值f fpypy按按表表2-92-9采用。采用。横横向向钢钢筋筋的的抗抗拉拉强强度度设设计计值值f fyVyV按按表表2-82-8中中的的f fy y数数值值采采用用；当当用用作作受受剪剪、受受扭扭、受受冲冲切切承承载载力力计计算算时时，其其数数值值大大于于360MPa360MPa时时应应取取360MPa360MPa。32第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则 混混凝凝土土的的轴轴心心抗抗压压强强度度设设计计值值fc c和和轴轴心心抗抗拉拉强强度度设计值设计值ft t按按2-102-10采用。采用。结结构构件抗力构构件抗力设计值设计值R 的一般表达式的一般表达式为为 RR（fc c,fs s,a,ak k）/结结构构构构件件抗抗力力设设计计值值的的具具体体计计算算公公式式，将将在在以以后后各章中叙述。各章中叙述。33第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则四、正常使用极限状态验算四、正常使用极限状态验算 1.1.验算内容验算内容 1 1）对对需要控制需要控制变变形的构件，形的构件，应进应进行行变变形形验验算。算。2 2）对对不不允允许许出出现现裂裂缝缝的的构构件件，应应进进行行混混凝凝土土拉拉应应力力验验算。算。3 3）对对允允许许出出现现裂裂缝缝的的构构件件，应应进进行行受受力力裂裂缝缝宽宽度度验验算。算。4 4）对对舒舒适适度度有有要要求求的的楼楼盖盖结结构构，应应进进行行竖竖向向自自振振频频率率验验算。算。对对一一般般的的建建筑筑结结构构，正正常常使使用用极极限限状状态态验验算算主主要要为为裂裂缝缝控制控制验验算算和和变变形形验验算算。34第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则2.设计表达式设计表达式 钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件正正常常使使用用极极限限验验算算时时，按按荷荷载载的的准永久准永久值组值组合并考合并考虑长虑长期作用的影响期作用的影响。预预应应力力混混凝凝土土构构件件正正常常使使用用极极限限验验算算时时，按按标标准准组组合并考合并考虑长虑长期作用的影响期作用的影响。设计验设计验算表达式算表达式为为：SC S正常使用极限状态荷载的效应设计组合值；正常使用极限状态荷载的效应设计组合值；C结构构件达到正常使用结构构件达到正常使用要求所规定的变形、应要求所规定的变形、应力、裂缝宽度和自振频率等的限值。力、裂缝宽度和自振频率等的限值。35第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则 对对于于标标准准组组合合，其其荷荷载载组组合合的的效效应应设设计计值值S S的的表表达达式式为为：对对于准永久于准永久组组合，其荷合，其荷载载效效应组应组合合值值S S的表达式的表达式为为：36第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则第四节 混凝土结构耐久性设计 根根据据环环境境类类别别和和设设计计使使用用年年限限，规规范范对对混混凝凝土土结结构提出耐久性构提出耐久性设计设计。一、影响混凝土结构耐久性的因素一、影响混凝土结构耐久性的因素1.影响影响混凝土耐久性混凝土耐久性的因素的因素1）混凝土碳化；）混凝土碳化；2）化学侵）化学侵蚀蚀；3）冻冻融破坏；融破坏；4）温湿度）温湿度变变化；化；5）碱骨料反）碱骨料反应应。2.2.2.2.影响影响影响影响钢筋耐久性钢筋耐久性钢筋耐久性钢筋耐久性的因素的因素的因素的因素1)钢钢筋筋锈蚀锈蚀；2)应应力腐力腐蚀蚀。37第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则二、耐久性设计二、耐久性设计1.1.设计内容设计内容1 1）确定）确定结结构所构所处处的的环环境境类别类别。2 2）提出）提出对对混凝土材料的耐久性基本要求。混凝土材料的耐久性基本要求。3 3）确定构件中）确定构件中钢钢筋的混凝土保筋的混凝土保护层护层厚度。厚度。4 4）不同）不同环环境条件下的耐久性技境条件下的耐久性技术术措施。措施。5 5）提出）提出结结构使用构使用阶阶段的段的检测检测与与维护维护要求。要求。2.环境类别环境类别 环环境境是是影影响响耐耐久久性性的的重重要要外外因因，设设计计时时按按表表211的要求确定的要求确定环环境境类别类别。38第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则 表表2-11 2-11 混凝土结构的环境类别混凝土结构的环境类别。注注 1.室内潮湿室内潮湿环环境是指构件表面境是指构件表面经经常常处处于于结结露或潮湿状露或潮湿状态态的的环环境；境；2.严严寒和寒冷地区的划分寒和寒冷地区的划分应应符合符合现现行国家行国家标标准民用建筑准民用建筑热热工工设计规设计规范范GB50176的有关的有关规规定。定。环环境境类别类别条条 件件一一室内干燥室内干燥环环境；境；无侵无侵蚀蚀性静水浸没性静水浸没环环境境二二a室内潮湿室内潮湿环环境；境；非非严严寒和非寒冷地区的露天寒和非寒冷地区的露天环环境；境；非非严严寒和非寒冷地区与无侵寒和非寒冷地区与无侵蚀蚀性的水或土壤直接接触的性的水或土壤直接接触的环环境；境；严严寒和寒冷地区的冰寒和寒冷地区的冰冻线冻线以下与无侵以下与无侵蚀蚀性的水或土壤直接接触的性的水或土壤直接接触的环环境；境；二二b干湿交替干湿交替环环境；境；水位水位频频繁繁变动环变动环境；境；严严寒和寒冷地区的露天寒和寒冷地区的露天环环境；境；严严寒和寒冷地区的冰寒和寒冷地区的冰冻线冻线以上与无侵以上与无侵蚀蚀性的水或土壤直接接触的性的水或土壤直接接触的环环境境三三a严严寒和寒冷地区冬季水位寒和寒冷地区冬季水位变动变动区区环环境；境；受除冰受除冰盐盐影响影响环环境；境；海海风环风环境境三三b盐渍盐渍土土环环境；境；受除冰受除冰盐盐作用作用环环境；境；海岸海岸环环境境四四海水海水环环境境五五受人受人为为或自然的侵或自然的侵蚀蚀性物性物质质影响的影响的环环境境39第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则3.3.混凝土材料的基本要求混凝土材料的基本要求 混混凝凝土土材材料料是是影影响响耐耐久久性性的的重重要要内内因因，对对设设计计使使用用年年限限为为5050年年的的混混凝凝土土结结构构，其其混混凝凝土土材材料料宜宜符符合合表表2-122-12的的规规定。定。表表2-12 2-12 结构混凝土材料的耐久性基本要求结构混凝土材料的耐久性基本要求环环境等境等级级最大水胶比最大水胶比最低最低强强度等度等级级最大最大氯氯离子含量离子含量（%）最大碱含量最大碱含量（kg/m3）一一0.60C200.30不限制不限制二二a0.55C250.203.0二二b0.50（0.55）C30（C25）0.15三三a0.45（0.50）C35（C30）0.15三三b0.40C400.1040第二章第二章第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则结构设计基本原则4.4.技术措施技术措施1 1）混凝土）混凝土结结构及构件构及构件应应采取的耐久性技采取的耐久性技术术措施。措施。2 2）一一类类环环境境中中，设设计计使使用用年年限限为为100100年年的的混混凝凝土土结结构构应应符合的要求。符合的要求。3 3）二二、三三类类环环境境中中，设设计计使使用用年年限限100100年年的的混混凝凝土土结结构构应应采取采取专门专门的有效措施的有效措施。4 4）耐耐久久性性环环境境类类别别为为四四类类和和五五类类的的混混凝凝土土结结构构，其其耐久性要求耐久性要求应应符合有关符合有关标标准准的的规规定。定。5 5）混凝土）混凝土结结构在构在设计设计使用年限内使用年限内应应遵守的有关遵守的有关规规定。定。41