02设计方法

第2章混凝土结构设计方法内容提纲2.1建筑结构设计的基本原则2.2建筑结构的作用效应及材料强度2.3极限状态设计法2.4荷载效应的组合02混凝土结构设计方法2.1.1概述方针：安全；经济2.1建筑结构设计的基本原则目的：满足各项预定功能要求实质：可靠性设计方法：极限状态设计法原则：结构的实际工作状态不超过极限状态2.1.2结构的可靠性及可靠度可靠性：结构完成预定功能的能力安全性＋适用性＋耐久性可靠度：结构可靠性的概率度量可靠与失效；可靠度指标，失效概率规定的时间：设计使用年限；不需大修（使用寿命）规定的条件：正常的设计、施工及使用2.1建筑结构设计的基本原则临时：5年易换：25年一般：50年特别重要：100年2.1.3结构的预定功能适用性：结构在正常使用时应有良好的工作性能耐久性：结构在正常维护下应有足够的耐久性能安全性：结构在正常施工和使用时应能承受各种可能出现的荷载和变形；在偶然事件发生时及发生后能保持必需的整体稳定性2.1建筑结构设计的基本原则2.1.4结构的安全等级意义：重要性或破坏度不同，可靠度要求不一样原则：越重要，安全等级越高制度：一，二，三（重要；一般；次要）0.91.01.1三二一体现：重要性系数02.1建筑结构设计的基本原则2.2.1结构上的作用、作用效应及结构抗力结构作用：能使结构产生一定效应的各种因素直接作用：荷载永久荷载：基本不变（恒荷载）可变荷载：随时间变化（活荷载）偶然荷载：偶然；量值大，时间短结构抗力：结构、构件抵抗作用、效应的能力结构效应：内力、应力，位移、应变；裂缝2.2建筑结构的作用效应及材料强度间接作用：温度、徐变、沉降、地震（附加变形、约束变形）2.2.2荷载、荷载效应的代表值标准值：由最大荷载概率分布的某一分位值确定的荷载值组合值：标准值×组合值系数（同时作用）准永久值：标准值×准永久值系数（永久存在）2.2建筑结构的作用效应及材料强度频遇值：标准值×频遇值系数（时而出现）设计基准期：确定可变荷载、材料强度取值所用（50年）可变2.2.3荷载效应、材料强度的设计值材料强度：fkff荷载效应：ksSS–––永久1.35、1.2（不利），1.0（有利）；可变1.4sf–––混凝土1.4，钢筋1.1（热轧）；1.2（其它)2.2建筑结构的作用效应及材料强度2.3.1结构的极限状态极限状态：整个结构或结构的一部分，超过某一特定状态，不能满足设计规定的某一功能要求（一一对应）2.3极限状态设计法承载能力：达到了最大的承载能力发生了不适于继续承载的过大变形材料破坏；塑变过大；刚体失衡；正常使用：达到了由正常使用要求或耐久性能要求所提出的某项功能的规定限值变形过大，裂缝过宽；局部损坏或振动2.3.2极限状态设计法以极限状态为基准；不应超过极限状态SRZ0Z可靠0Z失效0Z极限状态2.3极限状态设计法平均值μzf(z)反弯点zpspr可靠概率失效概率Z＞0Z＜0失效可靠标准差正态分布变异系数δz=μz/σz2.3.3承载能力极限状态设计RS0S–––内力的基本组合、偶然组合设计值0–––结构构件的重要性系数R–––结构构件的承载力设计值2.3极限状态设计法2.3.3正常使用极限状态设计CC结构或构件超过正常使用极限状态时所造成的财产和生命损失要轻于超过承载力极限状态时的情况，其可靠度指标可以低一些；这里没有引入重要性系数，同时荷载效应取为标准值或其组合。混凝土结构或构件在长期荷载作用下，其裂缝和变形会随时间的推移而发展，因此设计时应考虑荷载效应的短期组合（标准组合、频遇组合）、长期组合。2.3极限状态设计法2.4.1承载能力极限状态设计时当由可变荷载效应控制时：niiiiSγSSS2kQcQk1Q1QGkG当由永久荷载效应控制时：niiiiSγSS1kQcQGkG基本组合采用最不利者2.4荷载效应的组合niiiSγSS1kQQGkG（一般排架、框架；0.9，1.0）2.4.2正常使用极限状态设计时标准组合：（永久性破坏）niiiSSSS2kQcQ1kGkk频遇组合：（局部损坏；较大变形；短暂振动）niiiSSSS2kQqQ1kf1Gkf准永久组合：（长期效应起决定性作用）niiiSSS1kQqGkq2.4荷载效应的组合2.4.3荷载效应组合实例-01知：简支梁kN/m20kgkN/m0.5kq6.0m0l求：跨中弯矩基本组合设计值解：kNm090.6208181220kgklgMkNm240.64.58181220kqklqMkNm145247.04.19035.1qkqgkg1MMMqkNm142244.1902.1qkqgkg2MMMkNm145max21MMM2.4.4荷载效应组合实例-02知：简支梁kN/m6.15kgkN/m7.10kq6.0m0l求：跨中弯矩基本组合设计值解：70kNm0.66.158181220kgklgMkNm480.67.108181220kqklqMkNm151484.1702.1qkqgkgMMM2.4.5荷载效应组合实例-0303.1662.19.04.126.27.04.172.835.1FkFFQkQQGkGMMMM荷载种类恒荷载活荷载雪荷载灰荷载弯矩标准值8.722.261.291.62组合值系数0.70.70.9频遇值系数0.50.60.9准永久值系数0.00.00.844.1262.19.026.272.8FkFQkGkkMMMM15.1162.18.026.25.072.8FkqFQkfQGkfMMMM02.1062.18.026.20.072.8FkqFQkqQGkqMMMM