结构设计基本原则课件.ppt

结构设计基本原则第1页，此课件共24页哦一、结构的作用、作用效应及结构抗力 结构上的作用是指结构上的作用是指施加在结构上的各种力施加在结构上的各种力（直接作用）（直接作用）以及以及引起结构变形的各种原因引起结构变形的各种原因（间接作用）。（间接作用）。1、按、按时间的的变异分异分类类：永久作用、可永久作用、可变作用、偶然作用作用、偶然作用2、按结构的反应分类：、按结构的反应分类：静态作用、动态作用静态作用、动态作用作用的分类：作用的分类：（一）作用（一）作用3.1 3.1 结构可靠度及设计方法结构可靠度及设计方法第2页，此课件共24页哦（二）作用效应（二）作用效应S 施加在结构上的作用产生的内力（弯矩、剪力、轴力、扭矩等）和变形施加在结构上的作用产生的内力（弯矩、剪力、轴力、扭矩等）和变形（挠度、转角、裂缝等（挠度、转角、裂缝等）称为作用效应。）称为作用效应。S=cQ 作用为荷载作用为荷载Q，在结构上产生的效应为荷载效应，在结构上产生的效应为荷载效应S为为：c 荷载效应系数荷载效应系数;Q 荷载荷载.例：例：简支梁在均布荷载作用下跨中弯矩简支梁在均布荷载作用下跨中弯矩：简支梁在跨中一集中荷载作用下跨中弯矩：简支梁在跨中一集中荷载作用下跨中弯矩：（荷载效应系数为（荷载效应系数为 ）（荷载效应系数为（荷载效应系数为 ）第3页，此课件共24页哦（三）结构抗力（三）结构抗力R R 结构抗力是指结构或构件承受作用效应的能力。如结构构件承载力、结构抗力是指结构或构件承受作用效应的能力。如结构构件承载力、抵抗变形、抗裂性等。抵抗变形、抗裂性等。结构抗力的影响因素结构抗力的影响因素：材料性能的不确定性材料性能的不确定性材料几何参数的不确定性材料几何参数的不确定性计算模式的不确定性计算模式的不确定性 本课程主要讲述各种构件的结构抗力的计算，作用效应的计算在本课程主要讲述各种构件的结构抗力的计算，作用效应的计算在结构力学课程中已讲述。结构力学课程中已讲述。第4页，此课件共24页哦Z 0，即即RS 结构可靠结构可靠Z=0，即即R=S 结构处于极限状态。结构处于极限状态。即即RS 结构失效结构失效Z 0，即即RS 结构可靠结构可靠Z=0，即即R=S 结构处于极限状态。结构处于极限状态。即即RS 结构失效结构失效Z 0，Z=R S结构的功能函数：结构的功能函数：S结构的作用效应结构的作用效应R结构的抗力结构的抗力三、结构的功能函数和极限状态方程第16页，此课件共24页哦3.4 3.4 极限状态设计的实用表达式极限状态设计的实用表达式一、承载能力极限状态设计表达式 结构构件截面设计表达式可采用结构构件截面设计表达式可采用内力内力或或应力应力表达。表达。（一）基本表达式（一）基本表达式 对持久设计状况、短暂设计状况和地震设计状况，用内力形对持久设计状况、短暂设计状况和地震设计状况，用内力形式的表达式：式的表达式：0 S RR=R（fc，fs，.)/Rd第17页，此课件共24页哦 0 结构重要性系数；结构重要性系数；在持久设计状况和短暂设计状况下，对安全在持久设计状况和短暂设计状况下，对安全 等级为一、二、三级的结构构件，分别不应小于等级为一、二、三级的结构构件，分别不应小于1.1,1.0,0.9，对地震设计状况性下应取对地震设计状况性下应取1.0；S 承载能力极限状态下作用组合的效应设计值；承载能力极限状态下作用组合的效应设计值；对持久设计状对持久设计状 况和短暂设计状况按作用的基本组合计算；对地震设计状况况和短暂设计状况按作用的基本组合计算；对地震设计状况 按作用的地震组合计算；按作用的地震组合计算；R 结构构件的抗力设计值。结构构件的抗力设计值。Rd 结构构件的抗力模型不定性；结构构件的抗力模型不定性；静力设计取静力设计取1.0，对不确定性，对不确定性 较大的结构构件根据具体情况取大于较大的结构构件根据具体情况取大于1.0的数值；抗震设计的数值；抗震设计 用承载力抗震调整系数用承载力抗震调整系数 RE代替代替 Rd。第18页，此课件共24页哦（二）荷载效应组合的设计值（二）荷载效应组合的设计值S S（只有一种可变荷载）（只有一种可变荷载）SGK永久作用标准值永久作用标准值GK的效应；的效应；SQK可变作用标准值可变作用标准值QK的效应。的效应。1 1、由可变荷载效应控制的组合、由可变荷载效应控制的组合2 2、由永久荷载效应控制的组合、由永久荷载效应控制的组合对持久和短暂设计状况，应采用对持久和短暂设计状况，应采用基本组合：基本组合：第19页，此课件共24页哦 G 永久荷载分项系数。永久荷载分项系数。按以下规定取值：按以下规定取值：1、当其效应对结构不利时：、当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合，取对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；对由永久荷载效应控制的组合，取对由永久荷载效应控制的组合，取1.35；2、当其效应对结构有利时：当其效应对结构有利时：一般情况下取一般情况下取1.0。Q 可变荷载分项系数。可变荷载分项系数。一般情况取一般情况取1.4；当楼面活荷载标准值大于；当楼面活荷载标准值大于4kN/m2，取，取 1.3。可变荷载组合值系数可变荷载组合值系数，查，查荷载规范荷载规范。风荷载为风荷载为0.6，大部分可变荷载为，大部分可变荷载为0.7。荷载分项系数、可变荷载组合值系数荷载分项系数、可变荷载组合值系数第20页，此课件共24页哦实例：实例：一办公楼的设计使用年限为一办公楼的设计使用年限为50年，楼盖中的一简支梁作用均布荷载，年，楼盖中的一简支梁作用均布荷载，跨度为跨度为6米，作用其上的永久米，作用其上的永久荷荷载标准值载标准值 gk=3kN/m；可变荷载标准值；可变荷载标准值qk=6kN/m，可变可变荷载组合值系数荷载组合值系数 C=0.7。计算该梁按承载能力极限状态计算。计算该梁按承载能力极限状态计算的荷载的荷载基本效应组合基本效应组合的设计值（的设计值（跨中弯矩、支座剪力跨中弯矩、支座剪力）。第21页，此课件共24页哦二、正常使用极限状态设计表达式 结构或构件超过正常使用极限状态时所造成的财产和生命损失要结构或构件超过正常使用极限状态时所造成的财产和生命损失要小于超过承载力极限状态的后果，故其可靠度指标要低一些。小于超过承载力极限状态的后果，故其可靠度指标要低一些。正常使用极限状态常采用荷载效应的标准组合、频遇组合或准永正常使用极限状态常采用荷载效应的标准组合、频遇组合或准永久组合，其表达式如下：久组合，其表达式如下：S CS 正常使用极限状态的荷载效应的设计值；如变形、裂缝宽度等；正常使用极限状态的荷载效应的设计值；如变形、裂缝宽度等；C结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度等的限值。结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度等的限值。见见 附表附表14、16。第22页，此课件共24页哦正常使用极限状态正常使用极限状态荷载组合荷载组合效应效应设计值设计值S S（只有一种可变荷载只有一种可变荷载）SGK 由永久荷载的标准值由永久荷载的标准值GK计算的荷载效应值。计算的荷载效应值。SQK 由可变荷载的标准值由可变荷载的标准值QK计算的荷载效应值。计算的荷载效应值。1 1、标准组合：、标准组合：2 2、频遇组合：、频遇组合：3 3、准永久组合：、准永久组合：可变荷载的频遇值系数。可变荷载的频遇值系数。可变荷载的准永久值系数。可变荷载的准永久值系数。第23页，此课件共24页哦本讲结束第24页，此课件共24页哦