钢筋混凝土结构设计计算基本原则.pptVIP

结构设计的目的是要科学地解决结构物的可靠度与经济的矛盾，力求以最经济的途径，使所建造的结构的可靠度满足各项预定功能的要求。 结构设计要保证其可靠性。 可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称。 结构可靠性越高，建设造价投资越大。 结构的功能要求 ★安全性：要求结构在正常施工和正常使用时，应能承受可能出现的各种作用，以及在偶然事件（如校核洪水位、地震）发生时和发生后，仍能保证必需的整体承载力和稳定性。 ★适用性：要求结构在正常使用时具有良好的工作性能，不出现过大的变形(挠度、侧移）和过宽的裂缝等。 ★耐久性：要求结构在正常维护下具有足够的耐久性。不发生钢筋锈蚀和混凝土风化等影响结构使用寿命的现象。 结构的可靠性是指结构在规定时间（设计基准期）内，在规定的条件（正常设计、正常施工、正常使用和正常维护）下完成预定功能的能力。 结构的设计基准期是指设计规定的结构或构件不需要进行大修即可按其预定目的使用的时期。各类工程的设计使用年限不统一，重要性不同的建筑物使用年限也不同。总体而言，一般建筑结构的设计使用年限为50年，桥梁比房屋的设计使用年限长，水工大坝的设计使用年限更长。 一．结构的极限状态的定义 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，此特定状态称为该功能的极限状态。一旦超过这种状态，结构就进入失效状态。 二．结构极限状态的分类 根据功能要求，国际上通常把极限状态分为两大类： 承载能力极限状态：超过这一极限状态时结构将发生破坏、倒塌或失稳等现象。 正常使用极限状态：超过这一极限状态时结构将出现过大的变形，开裂或过宽的裂缝，钢筋严重锈蚀，混凝土腐蚀、风化、剥落等现象。 （一）承载能力极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性要求。 结构或结构的一部分丧失结构稳定；（如细长受压构件的压曲失稳） 结构形成机动体系而丧失承载能力；（超静定结构中出现足够多塑性铰) 结构发生滑移、上浮或倾覆等不稳定情况； 构件的截面因强度不足而发生破坏；（包括疲劳破坏） 结构或构件产生过大的塑性变形而不适于继续承载。 （一）承载能力极限状态 承载能力极限状态时关于安全性功能要求的，所以满足承载能力极限状态的要求，是结构设计的首要任务，因为这关系到结构能否安全的问题，一旦失效，后果严重，所以应具有较高的可靠度水平。 规范规定，所有结构构件均应进行承载力计算，必要时尚应进行结构的抗倾、抗滑、抗浮验算；对需要抗震设防的结构，尚应进行结构的抗震承载力计算。 （二）正常使用极限状态 超过该极限状态，结构就不满足预定的适用性和耐久性要求。 产生过大的变形，影响正常使用和外观； （不安全感、不能正常使用等） 产生过宽的裂缝，对耐久性有影响或者产生人们心理上不能接受的感觉； （钢筋锈蚀、不安全感、漏水等） 产生过大的振动影响使用。 正常使用极限状态时关于适用性和耐久性功能要求的，当结构或构件达到正常使用极限状态时，虽然会影响结构的使用形、耐久性或使人们的心理感觉无法承受，但一般不会造成生命财产的重大损失，所以正常使用极限状态设计的可靠度水平允许比承载能力极限状态的可靠度适当降低。 规范规定，对使用上需控制变形值的结构构件，应进行变形验算；对使用上要求进行裂缝控制的结构构件，应进行抗裂或裂缝宽度的验算。 结构设计一般先按承载能力极限状态设计结构构件，后按正常使用极限状态进行验算。 结构或结构的一部分不能满足设计所规定的某一功能要求，即超过了承载能力或正常使用状态中的某一极限。 结构构件处于失效状态下的概率pf。 可变荷载在结构设计基准期内经常作用的那一部分荷载，它对结构的影响类似永久荷载。 可变荷载的准永久值由其标准值Qk乘以相应的长期组合系数ρ(≤1)得出。 荷载准永久值用于正常使用极限状态的荷载效应长期组合中。 在考虑长期组合时，永久荷载是一直作用的，但可变荷载在设计基准期内不是全部以最大值长期作用在结构上，而是有时作用值大些，有时小一些，有时作用时间长些，有时短些。因此，在进行荷载效应长期组合计算时，可变荷载不应按其标准值作为它的代表值，而应取其“准永久值”作为它的代表值。 可变荷载准永久值实际上是考虑荷载效应的长期组合而对可变荷载标准的一种折减。 当结构构件承受两种以上的可变荷载时，考虑到各种可变荷载不可能同时以其最大值（标准值）出现，除一个主要可变荷载外，其余可变荷载应在其标准值上乘以小于1的组合系数对可变荷载标准值进行折减，得到荷载的组合值。 水工设计中，习惯上不考虑可变荷载组合时