混凝土结构设计原理ch3设计方法

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1、本章要点第3章混凝土结构设计方法（TheDesignApproach）了解结构上的作用、作用效应和结构抗力的概念及其随机特性；了解混凝土结构设计方法的理论基础——可靠度理论；掌握我国规范的设计方法——概率极限状态设计法。3.1概述◆进行工程结构设计的目的是保证其安全可靠、经济合理，满足实际使用的各种要求;◆然而，在实际工程结构中存在多种不确定性因素（荷载作用、结构尺寸、材料强度；计算简图、计算理论与实际情况；人为错误等），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；◆结构设计方法就是研究工程设计中的各种不确定性问题，掌握结构尺寸、材料强度等的变

2、异情况，以便科学合理的选定结构可靠度，取得安全可靠与经济合理之间的均衡。1.现行规范的设计方法3.2混凝土结构设计的基本规定设计基准期是为确定可变作用及与与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数（如，风、雪；最小保护层等）。《混凝土结构设计规范》取用的设计基准期为50年，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》取用的设计基准期为100年。2.设计基准期我国现行《混凝土结构设计规范》GB50010-2010、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004均采用“以概率论为基础的极限状态设计法”。分别依据《建筑结构可靠度设计统一标准》及《工程结构可靠性设计统一标准》的原则

3、制定。3.建筑结构的设计使用年限100纪念性建筑和特别重要建筑４50普通房屋和构筑物３25易于替换的结构构件２5临时性结构１结构的设计使用年限（年）结构类型类别4.结构的安全等级结构的安全等级表示房屋的重要性程度一级：大型公共建筑等二级：一般住宅和办公楼三级：小型和临时性建筑建筑结构的安全等级：桥涵结构的安全等级：一级：特大桥、重要大桥二级：大桥、中桥、重要小桥三级：小桥、涵洞结构能承受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各种作用（如荷载、温度和收缩变形、基础不均匀沉降）,构件不发生破坏；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,防止出现结构的连续倒塌，如火灾发生时，结构在

4、规定的时间内可保持足够的承载力。1、安全性Safety3.3结构的功能要求FunctionsofStructure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、振动，或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。2、适用性Serviceability结构在正常使用和正常维护条件下，在设计使用年限内，在指定的工作环境中满足既定功能要求的性能。结构要具有足够的耐久性能，应要求结构材料的风化、腐蚀和老化不超过一定限度。3、耐久性Durability4、结构的可靠性reliability可靠性—安全性、适用性和耐久性的总称。可靠性：结构在规定的使用期限内，在规定的条件下（正常设计、

5、正常施工、正常使用和维护），完成预定结构功能的能力。可靠度：结构在规定的使用期限内，在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定结构功能的概率。结构可靠性越高，建设造价投资越大，如何在结构可靠与经济之间取得均衡，就是设计方法要解决的主要问题。3.4结构的极限状态LimitState结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构是“可靠”的或“有效”的。反之，则结构为“不可靠”或“失效”。整个结构或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。极限状态的分类：承载能力极限状态正常使用极限状态1.承载力能力极限状态UltimateLim

6、itState结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏、发生不适于继续承载的变形或因结构局部破坏而引发的连续倒塌。承载力极限状态设计包括以下内容：（1）结构构件应进行承载力（包括失稳）计算；（2）直接承受重复荷载的构件应进行疲劳验算；（3）有抗震设防要求时，应进行抗震承载力计算；（4）必要时尚应进行结构的倾覆、滑移、漂浮验算；（5）对于可能遭受偶然作用、且倒塌可能引起严重后果的重要结构，宜进行防连续倒塌设计。超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求。①结构构件或连接因所受应力超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承载；②结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）③结

7、构形成机动体系（超静定结构中出现足够多塑性铰）；④结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）；⑤结构因局部破坏而发生连续倒塌；⑥地基丧失承载能力而破坏；⑦结构或构件的疲劳破坏（如由于多次重复荷载而破坏）。1.承载力能力极限状态UltimateLimitState任何承载的结构和构件都需要按承载力极限状态进行设计2.正常使用极限状态ServiceabilityLimitState结构或结构构件达