《结构基本计算原理》PPT课件

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1、第三章结构设计基本原理第三章结构设计基本原理BasicDesignApproachofRCStructure第三章结构设计基本原理Questions1Whatworkingstatesshouldbeconsideredforpracticalstructures?2Howtoensurethesafetyandserviceabilityofyourdesign?3Whatfactorsmustbeconsideredtoensurethesafetyandserviceability?第三章结构基本计算原理◆工程结构的设计需要保证安全可靠、

2、经济合理◆由于实际工程结构中存在多种不确定性◆结构设计方法就是研究工程设计中的各种不确定性问题，取得安全可靠与经济合理之间的均衡3.1结构可靠度及结构设计方法3.1.1工程结构设计方法回顾3.1极限状态设计法的基本概念第二章结构基本计算原理3.1极限状态设计法的基本概念由于结构工程中的不确定性，为取得安全可靠与经济合理的均衡，在设计中需要考虑这些不确定性的影响。结构设计方法就是处理这种安全可靠与经济合理的矛盾。Theworkingstressdesignmethodisadequatewhenmaterialstressesarelow.The

3、methodmodelsthebehaviorofamemberunderserviceloadssatisfactorilybutprovidesanunsatisfactoryindicationofconditionsasloadingincreasesandfailureapproaches.◆容许应力设计方法allowablestress第三章结构设计基本原理◆安全系数K是一个大于1.0的数值◆K越大，结构安全度就越高，同时结构材料用量也越多◆为取得安全可靠与经济合理的均衡，在综合考虑各种不确定性因素影响后，可选取一个合适的安全系数。

4、3.1极限状态设计法的基本概念第三章结构设计的基本原理3.1极限状态设计法的基本概念◎钢筋混凝土结构的受力性能不是弹性的；◎结构中一点达到容许应力，结构即认为失效；◎没有考虑结构功能的多样性要求；◎安全系数是凭经验确定的，缺乏科学依据。第三章结构设计法的基本原理3.1极限状态设计法的基本概念◆破损阶段设计法整个截面达到极限承载力才认为失效，考虑了材料塑性和强度的充分发挥，极限荷载可以直接由试验验证，构件的总安全度较为明确。◎但安全系数K仍然凭经验确定，◎没有考虑结构功能的多样性要求的问题。第三章结构设计基本原理◆材料力学研究的是：单一材料、线弹

5、性、简单结构◆实际工程结构远比它复杂◆如钢筋混凝土梁的受弯，从安全角度考虑，需要确定其极限受弯承载力；◆而为控制正常使用阶段的裂缝和挠度变形，需要确定带裂缝工作阶段的受力情况。◆采用容许应力设计方法，无法统一这两方面的要求3.1极限状态设计法的基本概念第三章结构设计基本原理◆因此，首先根据工程结构需要满足实际使用的各种要求(结构的功能)对安全可靠有更具体的科学定义◆另一方面，需要尽可能详细了解结构在不同情况下（施工、使用、破坏）可能受到的各种外界影响的大小和变化情况◆外界影响：各种荷载、温度变化、沉降、收缩徐变、地震、侵蚀、冻融等◆以及结构尺寸

6、、材料强度等的变异情况，以便科学全面合理的确定结构可靠性。3.1极限状态设计法的基本概念第三章结构设计基本原理3.1结构可靠度及结构设计方法3.1.2结构的预定功能FunctionsofStructure1.安全性Safety◎如（M≤Mu）◎结构在预定的使用期间内（designlife一般为50年），应能承受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各种荷载、外加变形（如超静定结构的支座不均匀沉降）、约束变形（如温度和收缩变形受到约束时）等的作用。◎在偶然事件（如地震、爆炸）发生时和发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财

7、产的严重损失。第三章结构设计基本原理3.1结构可靠度及结构设计方法2.适用性Serviceability◎如（f≤[f]）◎结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、振动（频率、振幅），或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。3.耐久性Durability◎如（wmax≤[wmax]）◎结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。即在各种因素的影响下（混凝土碳化、钢筋锈蚀），结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。第三章结构设计

8、基本原理3.1结构可靠度及结构设计方法3.1.3.结构的可靠性reliability■可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称■就是指结构在规定的使用期