混凝土结构的基本设计原则优秀PPT.ppt

混凝土结构的基本设计原则你现在浏览的是第一页，共23页第 2 章上一章上一章下一章下一章本章重点本章重点结构极限状态的概念结构极限状态的概念实用设计表达式中各系数的含义，荷载标准值实用设计表达式中各系数的含义，荷载标准值和设计值的概念，材料强度标准值和设计值的概念。和设计值的概念，材料强度标准值和设计值的概念。建 筑 结 构你现在浏览的是第二页，共23页第 2 章建 筑 结 构式中：式中：结构抗力的平均值和标准值；结构抗力的平均值和标准值；作用效应的平均值和标准作用效应的平均值和标准值。值。2.1极限状态设计原则极限状态设计原则极限状态设计原则极限状态设计原则现行设计方法以概率理论为基础，用可靠指标度量，采现行设计方法以概率理论为基础，用可靠指标度量，采用多个分项系数表达。设，则用多个分项系数表达。设，则上一章上一章下一章下一章经验法经验法半经验、半理论法半经验、半理论法概率极限状态法概率极限状态法你现在浏览的是第三页，共23页第 2 章建 筑 结 构2.1.1上一章上一章下一章下一章安全性安全性适用性适用性耐久性耐久性功功能能要要求求结构的可靠性结构的可靠性结构在规定的时间内，在规定的条结构在规定的时间内，在规定的条件（正常设计、正常施工、正常使件（正常设计、正常施工、正常使用和维修）下完成预定功能的能力。用和维修）下完成预定功能的能力。“三定三性三定三性”安全等级安全等级 结构的重要性系数结构的重要性系数0 0 功能要求、结构可靠度、安全等级功能要求、结构可靠度、安全等级你现在浏览的是第四页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.1.1结构设计的使用年限结构设计的使用年限类别类别结结构构类类型型结构的设计使用年限结构的设计使用年限（年）（年）1 1临时临时性性结结构构5 5年年2 2易于替易于替换换的的结结构构件构构件2525年年3 3普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物5050年年4 4纪念性建筑特别重要的建筑纪念性建筑特别重要的建筑结构结构100100年年你现在浏览的是第五页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章安全安全等等级级破坏后果破坏后果建筑物建筑物类类型型结构重要性系数结构重要性系数 一一级级很很严严重重重要工重要工业业与民用建筑物与民用建筑物1.11.1二二级级严严 重重一般的工一般的工业业与民用建筑物与民用建筑物1.01.0三三级级不不严严重重次要的建筑物次要的建筑物0.90.90g建筑结构的安全等级建筑结构的安全等级2.1.1建筑结构的安全等级建筑结构的安全等级你现在浏览的是第六页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.1.2结构的极限状态结构的极限状态结构工作状态结构工作状态失效失效有效有效（结构不可靠）（结构不可靠）（结构可靠）（结构可靠）极限状态极限状态界界 限限承载能力承载能力极限状态极限状态正常使用正常使用极限状态极限状态极限状态设计法极限状态设计法 你现在浏览的是第七页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.1.2承载能力极限状态承载能力极限状态（1 1）整体结构或其中的一部分作为刚体失去平衡）整体结构或其中的一部分作为刚体失去平衡如：雨蓬或水塔倾覆、挡土墙过大的滑移如：雨蓬或水塔倾覆、挡土墙过大的滑移1.1.承载能力极限状态承载能力极限状态雨蓬雨蓬水塔水塔你现在浏览的是第八页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.1.1承载能力极限状态承载能力极限状态1.1.承载能力极限状态承载能力极限状态（2 2）结构构件或连接因材料强度被超过而破坏（包括）结构构件或连接因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏）、或因过度的变形而不适于继续承载疲劳破坏）、或因过度的变形而不适于继续承载 你现在浏览的是第九页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.1.承载能力极限状态承载能力极限状态1.1.承载能力极限状态承载能力极限状态（3 3）结构转变为机动体系）结构转变为机动体系 如：连续梁、两层框架结构等超静定结构由于某些截面的如：连续梁、两层框架结构等超静定结构由于某些截面的屈服而成为几何可变体系屈服而成为几何可变体系 你现在浏览的是第十页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.1.2承载能力极限状态承载能力极限状态1.1.承载能力极限状态承载能力极限状态（4 4）结构或构件丧失稳定）结构或构件丧失稳定如：细长柱达到临界荷如：细长柱达到临界荷载发生压屈载发生压屈 屋架压杆你现在浏览的是第十一页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.1.2承载能力极限状态承载能力极限状态1.1.正常使用极限状态正常使用极限状态（4 4）影响正常使用的其他特定状态）影响正常使用的其他特定状态（3 3）影响正常使用的振动）影响正常使用的振动（2 2）影响正常使用或耐久性的局部损坏）影响正常使用或耐久性的局部损坏（1 1）影响正常使用或外观的变形）影响正常使用或外观的变形你现在浏览的是第十二页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.1.3结构上的作用、作用效应结构上的作用、作用效应S、结构抗力、结构抗力R1.1.作用效应作用效应S S和结构抗力和结构抗力R R 结结构构上上的的作作用用指施加在结构或构指施加在结构或构件上的力（荷载）件上的力（荷载）引引起起结结构构外外加加变变形形或或约约束束变变形形的的原原因因，如如地地面面运运动动、地地基基不不均均匀匀沉沉降降、温温度度变变化化、混混凝凝土土收收缩缩、焊接变形等焊接变形等作作用用效效应应S S 变形变形内力内力扭矩扭矩T T轴向力轴向力N N弯矩弯矩M M剪力剪力V V挠度挠度侧移侧移裂缝裂缝你现在浏览的是第十三页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.1.4荷载的分类荷载的分类2.2.1 2.2.1 永久荷载永久荷载(恒荷载恒荷载)定义：定义：大小、方向、作用点不随时间改变的荷载，如大小、方向、作用点不随时间改变的荷载，如 自重、土压力、预应力等；自重、土压力、预应力等；2.2.2 2.2.2 可变荷载可变荷载(活荷载活荷载)定义：定义：大小、方向、作用点随时间改变的荷载，如楼大小、方向、作用点随时间改变的荷载，如楼 面和屋面活载、风荷载、雪荷载、吊车荷载、面和屋面活载、风荷载、雪荷载、吊车荷载、车辆荷载等；车辆荷载等；2.2.3 2.2.3 偶尔荷载偶尔荷载 定义：定义：结构使用期间可能不出现，一旦出现，其作用时结构使用期间可能不出现，一旦出现，其作用时 间短、效应大的荷载，如爆炸力，撞击等。间短、效应大的荷载，如爆炸力，撞击等。你现在浏览的是第十四页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.1.5结构的极限状态方程结构的极限状态方程结构的极限状态方程结构的极限状态方程:Z=R-S0 Z=R-S0 21当当Z Z00时，处于可靠状态时，处于可靠状态 当当Z Z0 0时，处于失效状态时，处于失效状态 当当Z Z0 0时，处于临界的极限状态时，处于临界的极限状态 你现在浏览的是第十五页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.2极限状态实用设计表达式极限状态实用设计表达式1.荷载标准值荷载标准值结构使用期间可能出现的最大值。结构使用期间可能出现的最大值。2.2.1 2.2.1 荷载代表值荷载代表值2.2.荷载准永久值荷载准永久值可变荷载中，较稳定的那一部分值，可变荷载中，较稳定的那一部分值，计算裂缝变形时用。计算裂缝变形时用。准永久值准永久值=q q 标准值标准值 你现在浏览的是第十六页，共23页第 2 章建 筑 结 构2.2极限状态实用设计表达式极限状态实用设计表达式上一章上一章下一章下一章4.4.荷载频遇值荷载频遇值常遇值常遇值,计算裂缝变形时用。计算裂缝变形时用。频遇值频遇值=f f 标准值标准值 3.3.荷载组合值荷载组合值 当有两个或两个以上可变荷载当有两个或两个以上可变荷载同时作用时的代表值同时作用时的代表值。组合值组合值=c c 标准值标准值 你现在浏览的是第十七页，共23页式中：式中：结构重要性系数；结构重要性系数；安全等级为一级或使用年限为安全等级为一级或使用年限为100年时，年时，安全等级为二级或使用年限为安全等级为二级或使用年限为50年时，年时，安全等级为三级或使用年限为安全等级为三级或使用年限为5年时，年时，荷载效应组合的设计值，用基本组合或偶荷载效应组合的设计值，用基本组合或偶然组合；然组合；结构构件抗力设计值。结构构件抗力设计值。2.2极限状态实用设计表达式极限状态实用设计表达式第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.2.2 2.2.2 承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式计算公式计算公式22你现在浏览的是第十八页，共23页荷载效应组合荷载效应组合一般结构构件：选下列计算中一般结构构件：选下列计算中较大较大者。者。由可变荷载控制时由可变荷载控制时由永久荷载控制时由永久荷载控制时2324第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章你现在浏览的是第十九页，共23页第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章式中：式中：荷载分项系数，当其效应对结构不利时，荷载分项系数，当其效应对结构不利时，公式（公式（3）中的）中的，公式（，公式（4）中的）中的；当其效应对结构有利时，一般；当其效应对结构有利时，一般情况下取情况下取1.0，验算倾覆、滑移或漂浮时，验算倾覆、滑移或漂浮时取取0.9；活载分项系数，一般情况下取活载分项系数，一般情况下取1.4，当活，当活载标准值大于载标准值大于的工业房屋楼面结的工业房屋楼面结构取构取1.3；恒载标准值所产生的内力；恒载标准值所产生的内力；活载标准值所产生的内力，活载标准值所产生的内力，i=1的活荷载的活荷载为主导活荷载；为主导活荷载；第第i个可变荷载的组合系数。个可变荷载的组合系数。你现在浏览的是第二十页，共23页一般排架、框架结构：选下列计算中一般排架、框架结构：选下列计算中较大较大者者由可变荷载控制时由可变荷载控制时由永久荷载控制时由永久荷载控制时2526第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章当需要考虑地震作用时，应按现行国家标准当需要考虑地震作用时，应按现行国家标准建筑抗震设计规范确定。建筑抗震设计规范确定。你现在浏览的是第二十一页，共23页C2.2极限状态实用设计表达式极限状态实用设计表达式第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章2.2.2 2.2.2 正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式设计方法设计方法27式中：式中：C达正常使用要求时的变形、裂缝、应达正常使用要求时的变形、裂缝、应力力等的限值；等的限值；S荷载的变形效应荷载的变形效应标准组合标准组合频遇组合频遇组合准永久组合准永久组合你现在浏览的是第二十二页，共23页C2.2极限状态实用设计表达式极限状态实用设计表达式第 2 章建 筑 结 构上一章上一章下一章下一章1.标准组合：标准组合：主要用于当一个极限状态被超越时将产主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性损坏的情况。生严重的永久性损坏的情况。2.准永久组合：准永久组合：主要用于当长期效应是决定性因素的一些情主要用于当长期效应是决定性因素的一些情况。况。2829第第i个可变荷载的准永久值系数个可变荷载的准永久值系数你现在浏览的是第二十三页，共23页