[精品]第二章 结构按极限状态法设计原则82.ppt
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1、第二章第二章 结构按极限状态结构按极限状态法设计原则法设计原则结构设计计算方法发展过程：结构设计计算方法发展过程：1.1.容容许许应应力力法法：以以弹弹性性理理论论为为基基础础，但但未未考考虑虑材材料料的塑性。的塑性。2.2.破破坏坏阶阶段段法法：考考虑虑了了材材料料的的塑塑性性，但但仅仅仅仅用用一一个个笼统的安全系数考虑超载，材料的变异等。笼统的安全系数考虑超载，材料的变异等。3.3.极极限限状状态态法法：用用三三个个分分项项系系数数把把不不同同的的荷荷载载、不不同同材材料料及及不不同同构构件件的的受受力力性性质质等等用用不不同同的的安安全全系系数区数区别别开来开来。目前公路桥规采用该方法。
2、目前公路桥规采用该方法。第一节：极限状态法设计的基本概念第一节：极限状态法设计的基本概念1 结构的功能要求：安全性，适用性，耐久性2 结构的可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成上述预定功能的概率3 结构的极限状态（1 1）承载能力极限状态）承载能力极限状态 这种极限状态对应于结构或构这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形。当结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载力极限状态件出现下列状态之一时，即认为超过了承载力极限状态 ：整整个个结结构构或或结结构构的的一一部部分分作作为为刚刚体体失失去去平平衡衡（
3、如如滑滑动动、倾覆等）；倾覆等）；结构构件或连接处因超过材料强度而破坏；结构构件或连接处因超过材料强度而破坏；结构转变成机动体系；结构转变成机动体系；结构或构件丧失稳定；结构或构件丧失稳定；由于材料的塑性或徐变变形过大，或由于截面开裂而由于材料的塑性或徐变变形过大，或由于截面开裂而引起过大的几何变形等，致使结构或结构不再能继续承载引起过大的几何变形等，致使结构或结构不再能继续承载和使用。和使用。（2）正常使用极限状态正常使用极限状态 这种极限状态对应于结构或结这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值。当结构或构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值。当结构或构件出现下
4、列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：态：影响正常使用或外观的变形；影响正常使用或外观的变形；影影响响正正常常使使用用或或耐耐久久性性能能的的局局部部损损坏坏（如如过过大大的的裂裂缝宽度）缝宽度）影响正常使用的振动；影响正常使用的振动；影响正常使用的其它特定状态。影响正常使用的其它特定状态。4 4 结构的失效概率与可靠指标结构的失效概率与可靠指标 （1 1）作用）作用 作用是指结构产生内力、变形、应力、作用是指结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。应变的所有原因。直接作用直接作用 系指施加在结构上的集中荷载和系指施加在结构上的集中荷载
5、和分布荷载。分布荷载。间接作用间接作用 指引起指引起结结构外加构外加变变形和形和约约束束变变形形的因素。如地震，基的因素。如地震，基础础沉降，混凝土收沉降，混凝土收缩缩，温度，温度变变化等。化等。（2）作用效应（s）作用作用于结构构件上，在结构内产生的内力和变形。(3)结构抗力（R）指结构构件承受内力和变形的能力。（4）结构极限状态方程 Z=g(R,S)=R-S=0 第二节第二节 结构设计原则（现行规范）结构设计原则（现行规范）一、承载能力极限状态计算原则 承载能力极限状态的计算以塑性理论为基础。设计计算原则是：作用效应不利组合的设计值，不大于结构抗力的设计值，即二、正常使用极限状计算原则设计
6、计算理论基础：弹性理论或弹性性理论。正常使用极限状态的计算主要进行下列三个方面的验算：1限制应力 2短期荷载下的变形 3各种荷载组合作用下的裂缝宽度 第三节第三节 材料的设计强度与荷载效应组合材料的设计强度与荷载效应组合 一、材料的设计强度 1钢筋的设计强度 2混凝土的设计强度 （1）混凝土抗压强度 棱柱体抗压强度平均值与立方体抗压强度平均值近似为：（2）混凝土的抗拉强度二、荷载效应组合 （一）荷载的分类（一）荷载的分类（一）荷载的分类（一）荷载的分类 1 1永永久久荷荷载载：在在设设计计使使用用期期内内，其其值值不不随随时时间间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。变化，或其变化与平均
7、值相比可忽略不计的荷载。2 2可可变变荷荷载载：在在设设计计使使用用期期内内，其其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的的荷荷载载。按按其其对对桥桥函函结结构构的的影影响响程程度度，又又分分为为基基本本可可变变荷荷载载（活载）和其它可变荷载。（活载）和其它可变荷载。3.3.偶偶然然荷荷载载：在在设设计计使使用用期期内内，不不一一定定出出现现，但一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载但一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载（二）（二）（二）（二）最常见的三种组合最常见的三种组合最常见的三种组合最常见的三种组合 组组合合I I：基基本本可可变变荷荷载载
8、（平平板板挂挂车车或或履履带带车车除除外外）的一种或几种与永久荷载的一种或几种组合。的一种或几种与永久荷载的一种或几种组合。组组合合IIII：基基本本可可变变荷荷载载（平平板板挂挂车车或或履履带带车车除除外外）的的一一种种或或几几种种与与永永久久荷荷载载的的一一种种或或几几种种与与其其他可变荷载的一种或几种相组合。他可变荷载的一种或几种相组合。组组合合IIIIII：平平板板挂挂车车或或履履带带车车与与结结构构重重力力、预预应应力、土的重力及土侧压力中的一种或几种相组合。力、土的重力及土侧压力中的一种或几种相组合。1.当结构重力产生的效应与汽车（或挂车或履带车）荷载产生的效应同号时：（组合I）（
9、组合II）（组合III）2当结构重力产生的效应与汽车（或挂车或履带车）荷载产生的效应异号时：（组合I）（组合II）（组合III）iUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2
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