混凝土结构原理(叶、刘)第2章.ppt

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1、第二章钢筋混凝土结构的设计方法2.1结构设计的基本要求2.1.1结构的功能要求（1）安全性（2）适用性（3）耐久性可靠性：结构在规定的时间内(设计基准期为50年），在规定的条件下（正常设计、正常旅工，正常使用和正常维护），完成预定功能的能力。设计基准期与结构的寿命：2.1.2结构的极限状态2.1.2.1承载能力极限状态(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移和飘浮）；(2)结构构件或连接因材料强度破坏（包括疲劳强度被超过的破坏），或因过度的塑性变形而不适于继续承受荷载。(3)结构转变为机动体系；(4)结构或构件丧失稳定（如压屈等）。2.1.2.2正常使用极限状态(

2、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。2.1.3混凝土结构设计方法概率理论为基础的极限状态设计方法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用以分项系数的设计表达式进行设计。(1)所有结构构件均应进行承载力计算，在必要时尚应进行结构的倾覆、滑移和飘浮验算；(2)对使用上需控制变形的结构构件，应进行变形验算；(3)对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算。2.2结构上的作用、作用效应和结构抗力2.2.1.1作用的定义及其分类作用

3、：指施加在结构上的集中或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形的原因。前者称直接作用（习惯上称荷载），后者称间接作用（如地基变形、混凝土收缩、温度变化或地震等引起的作用）。(1)永久荷载（恒荷载）(2)可变荷载（活荷载）(3)偶然荷载2.2.1.2荷载的代表值永久荷载以其标准值作为代表值；对于可变荷载，应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。A.荷载标准值荷载标准值是指在结构使用期间，在正常情况下可能出现的最大荷载值。(1)永久荷载标准值常用材料的重度钢筋混凝土25~27kN/m³砂浆20kN/m³实心砖22kN/m³回填土18kN/m³240厚砖墙（两面抹

4、灰）5.24kN/m2120厚砖墙（两面抹灰）2.98kN/m2200厚空心砖墙（两面抹灰）3.0kN/m2(2)可变荷载标准值B.荷载准永久值荷载准永久值系指可变荷载中比较呆滞的部分值。可变荷载准永久值为可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。C.荷载频遇值对可变荷载，在设计基准期内，被超越的总时间仅为设计基准期一小部分的荷载值，或在基准期内其超越频率为某一给定频率的作用值。D.荷载组合值2.2.2作用效应SS=CQ2.2.3结构抗力R2.2.3.1结构抗力R的概念结构抗力是指结构或构件承受作用效应的能力。（1）材料性能（2）构件几何参数的不定性：（3）计算模式的不定性2.2.3.2

5、材料强度标准值fk混凝土强度标准值:钢筋强度的标准值:2.2.3.3材料强度设计值fA.混凝土强度设计值混凝土强度设计值由混凝土强度标准值除以混凝土材料分项系数求得。B.钢筋强度设计值第二章钢筋混凝土结构的设计方法2.3概率极限状态设计法2.3.1功能函数与极限状态方程；功能函数：Z=g(x1,x2,x3,…,xn)极限状态方程：Z=g(x1,x2,x3,…,xn)=0Z=g(S，R)=R-S2.3.2结构可靠度与失效概率可靠度：结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的概率。ps+pf=12.3.3结构构件的可靠指标2.3.4目标可靠指标及安全等级2.4极限状态实用设计表达

6、式2.4.1承载力极限状态设计表达式2.4.1.1设计表达式2.4.1.2内力组合设计值S由可变荷载效应控制的组合：(2)由永久荷载效应控制的组合【例题2.2】某钢筋混凝土屋架下弦杆，截面尺寸bxh=200mmx200mm，混凝土强度等级C30,配置4φ18纵向受拉钢筋。恒载产生的轴向拉力标准值为NGK=130kN,屋面活荷载产生的轴向拉力标准值为N=65kN。构件为一级安全等级。试验算此下弦杆承载力是否满足要求。【例题2.3】矩形截面简支梁，截面尺寸：bxh=200mmx450mm,计算跨度=5.2m.承受均布线荷载：活荷载标准值8kN/m。准荷载标准值9.5kN/m(不包括自重

7、）。求跨中最大弯矩设计值。2.4.2正常使用极限状态设计表达式2.5结构耐久性的规定