同濟混凝土結構設計課件-1

1、2021/8/61第一章 混凝土結構設計概論顧祥林同濟大學土木工程學院建筑工程系混凝土建筑結構設計2021/8/62一、引言1. 建筑結構承擔著建筑物在施工和使用過程中可能出現(xiàn)的各種環(huán)境作用合理的結構設計是建筑物安全、適用和耐久的保證。2021/8/63一、引言2. 建筑結構的種類按建筑結構所使用的主要建筑材料混凝土結構-本課程的對象砌體結構鋼結構木結構組合結構2021/8/64二、混凝土建筑結構形式 1. 結構形式層數(shù)單層結構和多高層結構工業(yè)廠房結構和民用建筑結構一般為單層結構用途一般為多高層結構2021/8/65二、混凝土建筑結構形式 2. 單層建筑結構天窗架屋架屋架下弦水平支撐排架柱基礎

2、圍護墻屋面板天溝板連系梁天窗架垂直支撐托架抗風柱屋架端部垂直支撐吊車梁柱間支撐基礎梁2021/8/66二、混凝土建筑結構形式 3. 多層建筑結構圖面立正2021/8/67二、混凝土建筑結構形式 4. 高層建筑結構270.000176.40034.6004.100301.100372.0002021/8/68三、混凝土建筑結構的組成2021/8/69三、混凝土建筑結構的組成2021/8/610三、混凝土結構的設計準則 1. 規(guī)范及設計理論常用的規(guī)范混凝土結構設計規(guī)范建筑結構荷載規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范建筑抗震設計規(guī)范高層建筑混凝土結構技術規(guī)程2021/8/611三、混凝土結構的設計準則 1. 規(guī)

3、范及設計理論允許應力設計法破壞階段設計法極限狀態(tài)設計法半經(jīng)驗半概率法近似概率法全概率法生命全過程設計法材料力學的方法按經(jīng)驗法確定安全系數(shù)混凝土結構設計規(guī)范基于概率的極限狀態(tài)設計法2021/8/612三、混凝土結構的設計準則 2. 結構的功能要求、可靠性與可靠度功能要求安全性、適用性和耐久性可靠性可靠度結構在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下完成預定功能的概率概率度量2021/8/613三、混凝土結構的設計準則 3. 極限狀態(tài)整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)2021/8/614三、混凝土結構的設計準則 4. 作用和材料

4、強度的取值所有能使結構產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因統(tǒng)稱為“作用”。荷載是作用中的一部分。概率密度荷載荷載平均值荷載標準值荷載隨機變量荷載標準值根據(jù)統(tǒng)計資料，運用數(shù)理統(tǒng)計方法確定的具有一定保證率（如95%）的統(tǒng)計特征值2021/8/615三、混凝土結構的設計準則 4. 作用和材料強度的取值強度隨機變量強度標準值根據(jù)統(tǒng)計資料，運用數(shù)理統(tǒng)計方法確定的具有一定保證率（如鋼筋為97.73%,混凝土為95%）的統(tǒng)計特征值概率密度材料強度強度平均值強度標準值2021/8/616三、混凝土結構的設計準則 5. 基于概率的極限狀態(tài)設計法作用效應S作用引起的內(nèi)力與變形，也是隨機變量結構抗力R抵抗作用效應的能力，也是隨機變

5、量結構處于可靠狀態(tài)結構處于極限狀態(tài)結構處于失效狀態(tài)000SRZ2021/8/617三、混凝土結構的設計準則 5. 基于概率的極限狀態(tài)設計法S和R符合正態(tài)分布則Z也符合正態(tài)分布概率密度Z=R-SZZpf結構的失效概率)0()(0ZPdZZfPf為簡化計算，引入可靠指標22SRSRZZ)(1fP2021/8/618三、混凝土結構的設計準則 5. 基于概率的極限狀態(tài)設計法目標可靠指標安全等級一級二級三級延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.22021/8/619三、混凝土結構的設計準則 6. 實用的設計表達式直接用目標可靠指標進行結構設計，需要大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，比較復雜采用荷載、強度標準值

6、，相應的分項系數(shù)和組合系數(shù)表示的實用設計表達式分項系數(shù)是按目標可靠指標，并考慮工程經(jīng)驗確定的，使兩種方法具有相同或相近的可靠性2021/8/620三、混凝土結構的設計準則 6. 實用的設計表達式承載能力極限狀態(tài)設計表達式,)(211100kccksskniikCiQiQikQQkGGaffRQCQCGCS,)(100kccksskniikCiQiQikGGaffRQCGCS2021/8/621三、混凝土結構的設計準則 6. 實用的設計表達式正常使用極限狀態(tài)設計表達式)211niikCiQikQkGkQCQCGCS標準組合)1niikqiQikGkQCGCS準永久值組合)2111niikCiQikfQkGkQCQCGCS頻遇組合2021/8/622四、混凝土建筑結構設計步驟準備工作確定結構方案結構布置結構計算簡圖結構分析和設計計算了解工程背景掌握設計所需原始資料收集