钢筋混凝土结构的基本设计原则

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1、钢筋混凝土结构的基本设计原则2.1结构的功能及英极限状态2.1.1结构的预定功能进行建筑物或构筑物的结构设计时，所要满足的基本要求是使结构能够在规定的期限内发挥出预期的各项功能，并且达到经济合理的目的。工程结构的预定功能要求应包括以下几项：（1）在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；（2）在止常使用时具有良好的工作性能，不致产生明显的变形和裂缝；（3）在规定使用时间内，只要正常维修即能保证其正常的使用功能；（4）即使在极偶然的灾害作用下，其局部可能破坏，但不致引起整体倒塌。上述要求的（2）、（4）

2、两项，属于结构的安全性；第（2）项属于结构的适用性；第（3）项是结构的耐久性要求。结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性，也就是结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的能力。“规定的条件”是指正常设计、正常施工和正常使用，不考虑人为过失的影响。“规定的时间”是指“设计使用年限”，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限，结构或结构构件在此期限内不需进行大修就能够完成其预定的使用功能。我国对各类建筑结构的设计使用年限规定，如表所示。表2J建筑结构设计使用年限分类2.1.2结构的极限状态整个结构或

3、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。也就是说，结构的极限状态是指整个结构或其一部分能够满足设计规定功能的特定状态；当超过此特定状态时，结构即不能满足这些功能耍求。因此，极限状态实质上是区分结构可靠与失效的界限。前面已经讲到，结构设计应满足四个方面的功能要求，而这四种情况是通过对下列四种极限状态的设计控制来实现的：（1）承载能力极限状态；（2）正常使用极限状态；（3）耐久性极限状态；（4）连续倒塌极限状态。上述四种极限状态中，连续倒塌极限状态很难用计算加

4、以控制，一般采用概念设计的方法定性地加以考虑，例如增加超静定次数和多余约束、对关键的重要受力部位增加安全储备等。至于耐久性设计，目前只能采用定性的方法，通过控制材料质量、限定使用环境等方式加以考虑。而承载能力极限状态设计计算和正常使用极限状态验算，则分别规定了明确的标志和限值，这也是结构设计的核心内容。1（一）承载能力极限状态承载能力极限状态是指相应于结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏或不适合继续承载的变形的情形。当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：（1）整个结构或结构的

5、一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）;（2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度变形而不适于继续承载；（3）结构转变为机动体系；（4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；（5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。承载能力极限状态主要考虑有关结构安全性的功能，出现超过此种极限状态的概率必须很低。因此，任何承载的结构或者构件都需要按承载能力极限状态进行设计。（二）止常使用极限状态正常使用极限状态是指対应于结构或结构构件的变形、裂缝或耐久性能达到某项规定的限值，使其无法正常使用的情形。当结构或

6、结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态：（1）影响正常使用或外观的变形；（2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；（3）影响正常使用的振动；（4）影响正常使用的其他特定状态。正常使用极限状态主要考虑有关结构适用性的功能，对生命财产的危害相对较小，出现的概率允许稍高一些。但是，过大的变形和裂缝不仅影响结构的止常使用和耐久性能，也会让使用者产生心里上的不安全感，所以也应予以重视。通常来说，结构或结构构件设计时，先按承载能力极限状态进行承载力设计计算，然后根据使用要求按正常使用极限状态进

7、行变形、裂缝宽度或抗裂等验算。2.2结构极限状态的设计方法2.2.1结构上的作用、作用效应与结构抗力凡是能够使结构产生内力、应力、位移、应变、裂缝的因素都称为结构上的作用，可分为两种：直接作用和间接作用。直接作用习惯上称为荷载，是以力的形式作用于结构上，如施加在结构上的集中力或分布力；间接作用是以变形的形式作用于结构上，如因温度变化、混凝土收缩徐变、地基不均匀沉降、地震等因素引起结构外加变形或约朿变形。按随时间的变异，结构上的作用可分为三种：永久作用、可变作用和偶然作用。永久作用是指在设计基准期内量值不随时间

8、变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用；可变作用是指在设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用；偶然作用是指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吋间很短的作用。直接作用或间接作用作用在结构上，会使结构产生内力和变形（如弯矩、剪力、压力、拉力、扭矩、裂缝等），称为作用效应。当作用为直接作用（即荷载）时，其效应也称为荷载效应，通常用S表示。整个结构或结构构件