混凝土结构设计的基本原则PPT资料.ppt

混凝土结构设计的基本原则PPT资料.ppt

《混凝土结构设计的基本原则PPT资料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土结构设计的基本原则PPT资料.ppt（47页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

使结构产生的加速度不可忽略的作用，如地震、吊车荷载等一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态施加在结构上的集中力或者施加在结构上的集中力或者分布力，以及引起结构外加分布力，以及引起结构外加变形和约束变形的原因。

变形和约束变形的原因。

指作用引起的结构或构件的内力、指作用引起的结构或构件的内力、变形和裂缝等。

是随机变量变形和裂缝等。

是随机变量河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态按时间变异性分按时间变异性分永久作用：

永久作用：

在设计基准期内量值基本不变，如自重可变作用：

可变作用：

在设计基准期内量值随时间变化且其变化与平均值相比不可忽略，如楼面活荷载、吊车荷载等偶然作用：

偶然作用：

在设计基准期内不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短的作用，如地震、爆炸等按空间位置的变异性分按空间位置的变异性分固定作用：

固定作用：

在结构上具有固定的分布，如自重、固定设备荷载等自由作用：

自由作用：

在结构上一定范围内可以任意分布的作用，如人群荷载设计基准期设计基准期为确定可变作用及与时间有关为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。

的材料性能等取值而选用的时间参数。

河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态结构抗力结构抗力R（structuralresistance）定义：

定义：

指结构或构件承受作用效应的能力，如承载力、刚度和抗裂度等。

混凝土结构构件的截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋的种类、配筋的数量及方式等确定后，构件截面便具有一定的抗力。

抗力抗力可按一定的计算模式确定：

基本假设、计算公式简化。

可按一定的计算模式确定：

影响因素：

材料性能（强度、变形模量等）、几何参数（构件尺寸等）和计算模式的精确性（抗力计算所采用的基本假设和计算公式是否精确）。

抗力抗力也也是随机变量。

是随机变量。

河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态结构设计的结构设计的目的目的：

在一定的经济条件下，使结构在预定：

在一定的经济条件下，使结构在预定的使用期限内能满足设计所预期的各种功能要求，包括的使用期限内能满足设计所预期的各种功能要求，包括安全性、适用性和耐久性。

安全性、适用性和耐久性。

2.结构的功能要求结构的功能要求安全性安全性Safety结结构构在在正正常常施施工工、正正常常使使用用情情况况下下能能承承受受可可能能出出现现的的各各种种直直接接作作用用和和间间接接作作用用，如如施施加加的的荷荷载载、外外加加变变形形、约约束束变变形形;

在在偶偶然然事事件件（如如地地震震、校校核核洪洪水水位位等等）发发生生时时和和发发生生后后，结结构构仍仍能能保保持持必必需需的的承承载载力力和和稳稳定定性性，不不致致发发生生倒倒塌塌或或连连续续破破坏坏而而造造成成生生命命财产的严重损失。

财产的严重损失。

适用性适用性Serviceability结结构构在在正正常常使使用用荷荷载载作作用用下下具具有有良良好好的的工工作作性性。

如如不不产产生生影影响响使使用用的的过过大大变变形形或或振振幅幅，不不发发生生足足以以让让使使用用者者感感到到不不安安的的过过宽宽的的裂裂缝等。

缝等。

耐久性耐久性Durability结构在正常维护条件下应有足够的耐久性。

完好使用到设计规结构在正常维护条件下应有足够的耐久性。

完好使用到设计规定的年限。

如，混凝土不发生严重风化、腐蚀、脱落，钢筋不发生定的年限。

如，混凝土不发生严重风化、腐蚀、脱落，钢筋不发生锈蚀等。

锈蚀等。

可靠性可靠性河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态3.结构的可靠性与安全等级结构的可靠性与安全等级可靠性可靠性：

结构或构件在规定的时间内，规定的条件下完：

结构或构件在规定的时间内，规定的条件下完成预定功能的能力。

成预定功能的能力。

设计使用年限设计使用年限设计使用年限设计使用年限是设计规定的结构或构件不需进行大修就能按预期目的使用、完成预定功能的时期，即结构在规即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。

定的条件下所应达到的使用年限。

设计基准期设计基准期为确定可变作用及与时间有关的材料性能等为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。

取值而选用的时间参数。

正常设计、正正常设计、正常施工和使用常施工和使用可靠度可靠度：

结构或构件在规定的时间内，规定的条件下完成预定功能的概率，即结构可靠性的概率度量。

成预定功能的概率，即结构可靠性的概率度量。

河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态可靠性可靠性-可靠度可靠度-可靠指标可靠指标-与经济性相协调与经济性相协调安全等级安全等级破坏后果破坏后果建筑物类型建筑物类型一级一级很很严严重重：

对对人人的的生生命命、经经济济、社会或者环境影响很大社会或者环境影响很大大型公共建筑大型公共建筑二级二级严严重重：

对对人人的的生生命命、经经济济、社会或者环境影响较大社会或者环境影响较大普通住宅和办公楼普通住宅和办公楼三级三级不不严严重重：

对对人人的的生生命命、经经济济、社会或者环境影响较小社会或者环境影响较小小型的或临时性贮存小型的或临时性贮存建筑建筑根据破坏后果的严重性，将建筑物划分为三个根据破坏后果的严重性，将建筑物划分为三个安全安全等级等级。

构件的安全等级宜与结构安全等级相同。

河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态混凝土结构构件的设计计算方法混凝土结构构件的设计计算方法：

容许应力法、破损：

容许应力法、破损阶段法、极限状态设计法、概率极限状态设计法阶段法、极限状态设计法、概率极限状态设计法水水准准-半半概概率率法法：

对对影影响响结结构构可可靠靠度度的的某某些些参参数数，荷荷载载值值和和材材料料强强度度等等进进行行统统计计分分析析，引引入入经经验验系系数数，成成为为半半概概率率半半经经验验法法。

对对可可靠靠度度不不能能做做出出定定量量的的估估计计。

74规规范之前用此法。

范之前用此法。

水水准准-近近似似概概率率法法：

R和和S作作为为随随机机变变量量，按按给给定定的的概概率率分分布布估估算算失失效效概概率率或或可可靠靠指指标标，用用平平均均值值和和标标准准差差对对设设计计表表达达式式进进行行线线性性处处理理，又又称称“一一次次二二阶阶矩矩法法”。

为为便便于于应应用用采采用用分分项项系系数数表表达达的的实实用用设设计计表表达达式式，即即现现用用的的极极限状态设计表达式。

限状态设计表达式。

89规范之后到现在用此法。

规范之后到现在用此法。

水准水准-全概率法全概率法：

完全基于概率论，处于研究阶段。

：

河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态荷载和材料强度的取值：

概率统计方法确定荷载和材料强度的取值：

概率统计方法确定荷载的统计特性：

荷载的统计特性：

（1）永久荷载）永久荷载G：

恒荷载：

恒荷载受构件尺寸误差、材料组成、施工工艺影响受构件尺寸误差、材料组成、施工工艺影响2667块屋面板等，块屋面板等，20000m2找平层等容重测量结果，统找平层等容重测量结果，统计分析得出：

永久荷载计分析得出：

永久荷载随机变量随机变量服从正态分布。

服从正态分布。

（2）可变荷载）可变荷载Q：

是时间的函数：

是时间的函数持久性活荷载（家具）；

临时性活荷载（人群）持久性活荷载（家具）；

临时性活荷载（人群）可可变变荷荷载载用用随随机机过过程程描描述述：

对对可可变变荷荷载载随随机机过过程程的的样样本本函函数数经经处处理理后后，可可得得到到可可变变荷荷载载在在任任意意时时间间点点的的概概率率分分布布和和在设计基准期内最大值的概率分布。

在设计基准期内最大值的概率分布。

-民用房屋楼面活载、风载和雪载服从极值民用房屋楼面活载、风载和雪载服从极值型型分布分布。

河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态荷载标准值荷载标准值荷荷载载标标准准值值由由设设计计基基准准期期最最大大荷荷载载概概率率分分布布的的某某一一分分位位值值确确定定。

理理论论上上为为正正常常使使用用期期间间，可可能能出出现现的的具具有有某某一一保保证证率率的的偏大偏大荷载值。

如果取荷载标准值为：

荷载值。

荷荷载载标标准准值值具具有有95保保证证率率，即即在在设设计计基基准准期期内内超超过过此此标标准准值值的荷载出现的概率为的荷载出现的概率为5%。

是荷载平均值，是荷载平均值，是荷载标准差。

是荷载标准差。

很很多多可可变变荷荷载载概概率率分分布布不不确确定定，现现行行建建筑筑结结构构荷荷载载规规范范GB2001规规定定的的荷荷载载标标准准值值，除除对对部部分分不不合合理理的的适适当当调调整整外外，大大部分仍用传统习用数据部分仍用传统习用数据河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态

（1）永久荷载标准值）永久荷载标准值Gk：

恒荷载根根据据构构件件尺尺寸寸和和材材料料容容重重平平均均值值计计算算，相相当当于于永永久久荷荷载载概率分布的平均值。

概率分布的平均值。

轻轻质质屋屋面面板板，部部分分自自重重荷荷载载（梁梁自自重重）等等对对结结构构受受力力不不利利，常常取取自自重重的的上上限限。

重重力力坝坝自自重重对对受受力力有有利利，常常取取自自重重的的下限值下限值

（2）可可变变荷荷载载标标准准值值Qk：

办办公公楼楼、住住宅宅均均布布活活载载取取2.0KN/m2这这个个标标准准值值对对于于办办公公楼楼相相当当于于设设计计基基准准期期内内最最大大荷荷载载概概率率分分布布的的平平均均值值加加上上3.16倍倍标标准准差差，对对于于住住宅宅楼楼相相当当于于设设计计基基准准期期内内最最大大荷荷载载概概率率分分布布的的平平均均值值加加上上2.38倍倍标标准准差差.保保证证率均大于率均大于95%。

但住宅结构的可靠度低于办公楼。

河南理工大学土木工程学院河南理工大学土木工程学院一、一、结构的功能要求和极限状态结构的功能要求和极限状态雪载标准值雪载标准值根据建筑物所在地的基本雪压乘以屋面积雪分布系数确定。

根据建筑物所在地的基本雪压乘以屋面积雪分布系