混凝土结构设计原理第一章混凝土结构设计方法.pptVIP

结构可靠性—结构在规定的时间内（即设计使用年限），在规定的条件下（结构正常的设计、施工、使用和维修条件），完成预定功能（如承载力、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性和动力性能等）的能力。 结构可靠度—结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。 超过承载能力极限状态的情形： ⑴ 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡，如雨篷压重不足而倾覆、烟囱抗风不足而倾倒、挡土墙抗滑不足在土压力作用下而整体滑移等。 ⑵ 结构构件或其连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），如轴心受压构件中混凝土达到了轴心抗压强度、构件的钢筋因锚固长度不足而被拔出等；或因变形过大而不适于继续承受荷载。 ⑶ 结构转变为机动体系，如构件发生三铰共线而形成机动体系，丧失承载能力。 ⑷ 结构或构件丧失稳定，如细长柱到达临界荷载后压屈失稳而破坏。 超过正常使用极限状态的情形： ⑴ 影响正常使用或外观的变形，如吊车梁变形过大导致吊车不能正常行驶、梁挠度过大影响外观等。 ⑵ 影响正常使用或耐久性能的局部损坏，如水池池壁开裂漏水不能正常使用、如裂缝过宽导致钢筋锈蚀等。 ⑶ 影响正常使用的振动，如由于机器振动而导致结构的振幅超过按正常使用要求所规定的限位等。 ⑷ 影响正常使用的其它特定状态，如相对沉降量过大等。 1.荷载标准值即荷载的基本代表值，是指结构在其使用期间, 正常情况下可能出现的最大荷载值。 2.荷载频遇值是正常使用极限状态按频遇组合设计采用的一种可变荷载代表值 。 3.荷载准永久值 是正常使用极限状态按准永久组合和频遇组合设计采用的一种可变荷载代表值。 4. 荷载组合值 是当结构承受两种或两种以上可变荷载时，承载能力极限状态按基本组合设计和正常使用极限状态按标准组合设计采用的可变荷载代表值。 ⑴标准组合Sk ： ⑵频遇组合Sf： 式中， ?f1 、?qi –––可变荷载Q1的频遇值系数，第i个可变荷载Qi的准永久值系数，由《荷载规范》查取。 第2章 混凝土结构设计方法 2. 正常使用极限状态设计表达式 S —正常使用极限状态的荷载效应组合值（如变形、裂缝宽度、应力等的组合值）； C —结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度和应力等的限值。 ⑶准永久组合Sq： 《规范》按使用阶段对结构构件裂缝的不同要求，将裂缝控制等级分为三级： 一级：严格要求不裂，使用阶段不允许出现拉应力。 二级：一般要求不裂，使用阶段允许出现拉应力，但应作限制。 三级：允许开裂，应验算裂缝宽度。 w? wlim 3. 正常使用极限状态验算规定 第2章 混凝土结构设计方法 ⑴变形验算 ⑵挠度验算 f ? flim 式中 f –– 受弯构件按荷载短期效应组合并考虑长期效应组合影响计算的最大挠度。 flim–– 《规范》允许挠度。 例1：一简支梁，跨度为6米，作用于上的均布荷载，恒载标准值gk=3kN/m，分项系数?G=1.2，活荷载标准值qk=6kN/m，分项系数?Q=1.4，分别计算梁跨中截面弯矩的基本效应组合、短期效应组合和长期效应组合（活荷载准永久系数 ?qi = 0.4） 解：⑴基本效应组合： 第2章 混凝土结构设计方法 ⑵短期效应组合： ⑶长期效应组合： 第2章 混凝土结构设计方法 §2.5 公路桥涵工程混凝土结构设计方法 2.5.1 基本规定 GB/T50283-1999《公路工程结构可靠度设计统一标准》规定：桥涵工程的设计基准期为100年。 小桥、涵洞 三级 大桥、中桥、重要小桥 二级 特大桥、重要大桥 一级 桥涵结构 安全等级 桥涵结构的安全等级 第2章 混凝土结构设计方法 桥涵结构的目标可靠指标 4.2 4.7 5.2 脆性破坏 3.7 4.2 4.7 延性破坏 三级 二级 一级 构件破坏类型 结构安全等级 桥涵工程结构的设计状况： ⑴持久状况：桥涵建成以后承受自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。在该状况下，桥涵应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计。 ⑵短暂状况：桥涵施工过程中承受临时性作用（荷载）的状况。在该状况下，桥涵只进行承载能力极限状态设计，必要时才进行正常使用极限状态设计。 ⑶偶然状况：在桥涵使用过程中会偶然出现的状况。如罕遇地震状况，在该状况下，桥涵只进行承载能力极限状态设计。 第2章 混凝土结构设计方法 2.5.2 极限状态设计表达式 1. 承载能力极限状态 ?0 S ? R 式中 S ––– 作用（或荷载）效应组合设计值 ?0 –––桥梁结构的重要性系数，对安全等级分别为一、二、三级的结构构件分别取1.1，