第三章混凝土结构基本设计原则-工程结构设计原理.pptVIP

第三章 混凝土结构基本设计原则 3.3 结构设计方法 综合以上两个式： 或 第三章 混凝土结构基本设计原则 3.3 结构设计方法 其中： Rk为结构抗力标准值 Sk为作用效应标准值 S为作用效应设计值，gS作用效应分项系数 R为结构抗力设计值，gR结构抗力分项系数 第三章 混凝土结构基本设计原则 3.3 结构设计方法 结构抗力标准值 ◆ 材料强度具有变异性。根据统计分析可以确定一个具有一定保 证率（如95%）的下限材料强度分位值，该特征值称为材料强度 标准值（符号fck，fsk）。 f 材料强度 材料强度标准值 材料强度平均值 第三章 混凝土结构基本设计原则 3.3 结构设计方法 按正常使用极限状态设计，主要是验算构件的变形和抗裂度或裂缝宽度，其可靠度要求可适当降低，所有分项系数取1.0。 正常使用极限状态设计表达式 在正常使用状态下，可变荷载作用时间的长短对于变形和裂缝的大小有明显的影响。可变荷载的最大值并非长期作用于结构上，所以应按其在设计基准期内作用时间的长短和可变荷载超越总时间或超越次数，对其标准值进行折减。 采用一个小于1的准永久值系数和频遇值系数来考虑这种折减。 S≤C，其中C为结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，例如变形、裂缝和应力等的限值，应按各有关建筑结构设计规范的规定采用。 第三章 混凝土结构基本设计原则 3.3 结构设计方法 根据实际设计的需要，常须区分荷载的短期作用（标准组合、频遇组合）和荷载的长期作用（准永久组合）下构件的变形大小和裂缝宽度的计算。 这样，可变荷载就有四种代表值：标准值、组合值、准永久值和频遇值。 第三章 混凝土结构基本设计原则 3.3 结构设计方法 荷载的标准组合 主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重永久性损害的情况： 荷载的频遇组合 主要用于当一个极限状态被超越时将产生局部破坏、较大变形或短暂振动的情况： 其中ψf1 为可变荷载的频遇值系数。 * 第三章 混凝土结构基本设计原则 第三章 混凝土结构基本设计原则 The Design Approach of Concrete Structure 3.1 结构的功能 3.1 结构的功能 Functions of Structure 一、结构上的作用、作用效应S和结构抗力R ◆ 作用 1、定义： 使结构产生内力和变形的原因称为“作用”。 直接作用：即荷载。 间接作用：引起结构外加变形和约束变形的其他作用。 如地震作用、基础沉降、温度变化、混凝土的 收缩、徐变和焊接变形等。 2、荷载的分类： 按作用时间的长短和性质，荷载可分为三类： 第三章 混凝土结构基本设计原则 第三章 混凝土结构基本设计原则 3.1 结构的功能 永久荷载： 又称恒荷载。在结构设计使用期内，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计。如结构自重、土压力、预应力等。 可变荷载： 又称活荷载。在结构设计使用期内，其值随时间而变化，或其变化与平均值相比不可忽略的荷载。如楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。 偶然荷载： 在结构设计使用期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。如地震、爆炸、撞击等。 第三章 混凝土结构基本设计原则 3.1 结构的功能 ◆ 作用效应S Action Effect 1、定义： 指各种作用在结构上产生的内力（如弯矩M、轴力N、 剪力V、扭矩T）和变形（如挠度 f、裂缝宽度 w 等）。 如作用为直接作用，则作用效应称为荷载效应。 在线弹性材料中，荷载效应=荷载 荷载效应系数 跨中截面 ， 支座截面 ， 如： q l 其中 即为荷载效应系数。 其中 即为荷载效应系数。 第三章 混凝土结构基本设计原则 3.1 结构的功能 2、作用（荷载）效应的不确定性 荷载本身的变异性； 内力计算假定和实际受力情况间的差异。 ◆ 结构抗力R Resistant 1、定义： 结构或结构构件承受内力和变形的能力，称为结构抗力R。 如受弯承载力Mu、受剪承载力Vu、容许挠度[f]、容许裂缝宽 度[w]等。 结构抗力是结构内部固有的，其大小主要由构件的截面尺寸、 材料强度及材料用量、计算模式等决定，即 R = R(fc, fy, A,