混凝土结构设计原理周刚等第三章混凝土结构设计基本原则课件教学.pptVIP

混凝土结构设计原理 第三章 混凝土结构设计基本原则 本章主要讲述结构的功能要求与极限状态、结构的可靠度及极限状态方程、荷载与材料强度的取值、结构极限状态设计表达式等内容。在理论层面上，要了解和掌握分项系数表达的近似概率极限状态设计表达式的基本原理；在设计层面上，要理解各种材料强度指标的含义，并能查表应用；应能根据《建筑结构荷载规范》分析计算实际结构构件的设计荷载。 3.1.1 结构上的作用、作用效应及结构抗力 1）作用：直接作用、间接作用、环境作用； 2）效应“S”：作用在结构构件中产生的内力、变形、性能退化以及外观损伤等 ； 3）结构抗力“R”：抵抗外部作用或承受效应的能力； 3.1.2 结构功能要求及极限状态功能要求 3）耐久性设计：锈蚀、锈胀；可见的外观损伤 4）防止结构连续倒塌设计 3.1.3 结构的设计状况 3.1.4 结构的设计基准期与使用年限 3.2.1 结构的可靠度 结构失效概率 可靠指标 图3-3 可靠指标与失效概率的关系 3.3.1 荷载标准值 3.3.2 材料强度标准值 钢筋和混凝土材料的强度都服从正态分布 图3-6 混凝土强度的概率分布 强度标准值可统一表示为： 3.4.2 正常使用极限状态表达式 准永久值系数：基准期内超越时间/总时间 频遇系数：基准期内超越次数/总次数 准永久值系数与频遇系数都小于1 准永久值（频遇值）=永久（频遇）值系数×标准值 正常使用极限状态标准荷载效应的表达式如下： 1）标准组合 1.宏观控制的经验方法 2.根据成熟的劣化模型的计算方法： 全概率设计和近似概率 EDRZ-人为灾害发生后结构的作用效应； Rk-构件承载力的特征值（标准值）。 本章小结 理解可靠度与失效概率的关系，失效概率与可靠指标的关系，目标可靠指标与不同极限状态下的分项系数的关系等，重点理解和掌握分项系数表达的近似概率极限状态设计方法的实质。 馋死 章节要点 第三章 混凝土结构设计基本原则 本章内容 第三章 混凝土结构设计基本原则 3-1 结构功能要求及极限状态 3-2 结构的可靠度及极限状态方程 3-3 荷载与材料强度的取值 3-4 结构极限状态设计表达式 3-5 混凝土结构耐久性设计 3-6 结构抗倒塌设计 3-7 既有结构再设计原则 第三章 混凝土结构设计基本原则 永久作用 作用 可变作用 偶然作用 按时间考虑 §3-1 结构功能要求及极限状态 安全可靠 经济合理 适用耐久 第三章 混凝土结构设计基本原则 两种极限状态 1）承载能力极限状态：倾覆、压屈、失稳、滑移、变性过大不适于继续承载 2）正常使用极限状态：裂缝、沉降过大、变形过大影响正常使用 §3-1 结构功能要求及极限状态 混凝土中钢筋锈蚀 第三章 混凝土结构设计基本原则 §3-1 结构功能要求及极限状态 持久设计状况 短暂设计状况 偶然设计状况 地震设计状况 承载能力极限状态 正常使用极限状态 第三章 混凝土结构设计基本原则 §3-1 结构功能要求及极限状态 设计的结构和结构构件在规定的设计使用年限内，在正常维护条件下，而不需要进行大修加固完成预定功能。 临时性结构 易于替换的结构构件 一般工业与民用建筑 纪念性建筑、桥梁和特别重要的建筑等 5 25 50 100 适用范围举例 设计使用年限（年） 表3-1 设计使用年限分类 第三章 混凝土结构设计基本原则 §3-1 结构功能要求及极限状态 次要建筑 损失及后果轻微 三级 一般工业与民用建筑 损失及后果严重或一般 二级 重要建筑 有重大生命、经济、社会或环境损失 一级 适用工程类别举例 破坏后果 重要性等级 第三章 混凝土结构设计基本原则 表3-2 结构的重要性分级表 §3-2 结构的可靠度及极限状态方程 3.2.3 结构失效概率与可靠指标 可靠度分析方法：完全概率法 、近似概率设计方法 第三章 混凝土结构设计基本原则 结构可靠 Z0 结构失效 Z0 图3-1 结构功能状态示意图 Z-功能函数 R-抗力 S-效应 3.2.2 极限状态方程 §3-2 结构的可靠度及极限状态方程 和 一一对应 第三章 混凝土结构设计基本原则 -结构失效概率 分别为概率密度函数的均值和标准差， ， 分别为抗力和效应的均值和标准差。 §3-2 结构的可靠度及极限状态方程 图3-2 R、S概率密度分布曲线 第三章 混凝土结构设计基本原则 §3-2 结构的可靠度及极限状态方程