工程結構設計原理PPT

1、結構設計原理第 八十 講第79講：課程重點(1) (1/17 ) 一、結構設計的基本原則及方法1、結構上的作用(1)作用及作用效應 分類：直接作用，間接作用。 作用效應：作用在結構上產生的內力和變形。2）作用的分類 按時間分類 ：永久作用，可變作用，偶然作用 按位置分類：固定作用，可動作用 按反應分類：靜態(tài)作用，動態(tài)作用（3）荷載的隨機性及代表值 隨機性 荷載的代表值：標準值、組合值、準永久值第79講：課程重點(1) (2/17 ) 一、結構設計的基本原則及方法2、結構的抗力（1）抗力隨機性的概念（2） 材料強度標準值的定義及計算3、設計原則（1）結構的功能：安全性、適用性及耐久性（2）極限狀

2、態(tài)：承載力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài)（3）判別要求及方法要求：結構極限抗力R荷載效應S問題及解決方法：R和S是隨機，控制可靠度可靠指標定義及計算4、實用設計表達式分項系數(shù)設計表達式的轉換分項系數(shù)的取值第79講：課程重點(1) (3/17 ) 二、工程材料的性能1、混凝土的性能（1）本構關系： 曲線特征及控制點 主要影響因素 （2）力學性能 強度指標及關系：立方體抗壓強度標準值； 軸心抗壓和抗拉強度標準值和設計值； 復合受力下混凝土強度特點（3）變形性能 極限變形（壓應變、拉應變） 彈性模量、變形模量、彈性特征系數(shù) 徐變（收縮）及對結構的影響第79講：課程重點(1) (4/17 ) 二、工程材料

3、的性能2、鋼的性能（1）本構關系 曲線類型 曲線特征（2）力學性能 強度指標：屈服強度、條件屈服強度、極限強度 復雜應力狀態(tài)下的屈服條件疲勞強度及影響因素鋼材的硬化及溫度的影響（3）變形性能伸長率 截面收縮率 冷彎性能 第79講：課程重點(1) (5/17 ) 二、工程材料的性能3、砌體的力學性能（1）抗壓強度壓力作用下砌體的應力特點抗壓強度的影響因素及取值(2)砌體的抗拉、抗彎強度破壞類型：通縫截面破壞； 齒縫截面破壞； 沿塊體截面破壞抗拉、抗彎強度的影響因素及取值第80講：課程重點(2) (6/17 ) 三、鋼構件的設計原理 1、鋼結構的連接（1）常用的連接方式及其特點焊接連接 普通螺栓連

4、接 高強螺栓連接（2）焊縫連接的計算：對接焊縫、角焊縫的基本計算公式角焊縫在軸力、彎剪、扭剪下的計算角鋼采用角焊縫連接的設計計算（3）螺栓連接的計算：單個螺栓的破壞特征及其承載力計算軸心受力、彎剪、扭剪下螺栓群的計算第80講：課程重點(2) (7/ 17) 三、鋼構件的設計原理 2、軸心受力構件的計算原理（1）截面形式及破壞類型（2）整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的計算（驗算）（3）實腹和格構式軸心受力構件的設計3 受彎構件（梁）的計算原理（1）截面形式及破壞類型（2）強度和穩(wěn)定的計算準確判斷應予驗算的截面和部位各種應力下的強度計算整體穩(wěn)定的計算第80講：課程重點(2) (8/17 ) 三、鋼構件的設計原

5、理 (3)加勁肋的設計計算方法(4)型鋼梁和焊接組合梁的設計4、壓彎和拉彎構件的設計原理（1）主要截面形式、應用和設計要求（2）截面正應力的分布與部分塑性發(fā)展的概念（3）強度計算公式和整體穩(wěn)定驗算 第80講：課程重點(2) (9/17 ) 四、混凝土構件的設計原理 1、正截面承載力（1）極限狀態(tài)時的截面應力特征軸心受壓構件 普通柱：混凝土壓碎，此時鋼筋可能屈服可能不屈服。螺旋筋柱：螺旋筋屈服，只有核心部分混凝土參與工作。偏心受壓構件小偏心受壓構件：混凝土壓碎，受拉鋼筋沒有受拉屈服。界限： 大偏心受壓構件：混凝土壓碎，受拉鋼筋受拉屈服。第80講：課程重點(2) (10/17 ) 四、混凝土構件的

6、設計原理 受彎構件少筋梁：一開裂，鋼筋就屈服，受壓混凝土未達到極限界限（控制最小配筋率）適筋梁：混凝土壓碎，此時受拉鋼筋已經屈服。界限：超筋梁：混凝土壓碎，此時受拉鋼筋沒有屈服。 偏心受拉構件大偏心受拉構件：混凝土壓碎，受拉區(qū)鋼筋一般都屈服。界限:小偏心受拉構件:鋼筋受拉，至少一側鋼筋屈服。軸心受拉構件：鋼筋屈服第80講：課程重點(2) (11/17 ) 四、混凝土構件的設計原理 （2）基本方程的建立基本假設： 平截面假設、材料本構關系、忽略受拉混凝土作用受壓區(qū)混凝土應力的等效： 等效矩形應力圖形鋼筋應力與受壓區(qū)高度的關系計算簡圖及基本平衡方程： 合力等于零、合彎矩等于零公式適用條件（3）矩形

7、和T形截面的正截面承載力計算第80講：課程重點(2) (12/17 ) 四、混凝土構件的設計原理 2、斜截面抗剪承載力的計算（1）截面破壞類型 斜拉破壞：一開裂，斜截面鋼筋就達到屈服 界限（控制配箍率） 剪壓破壞：剪壓區(qū)混凝土壓碎，斜裂縫鋼筋基本屈服 界限（控制截面尺寸） 斜壓破壞：主壓應力方向混凝土壓碎，箍筋沒有屈服（2）基本公式的建立彎剪構件抗剪承載力計算公式的建立拉（壓）力對抗剪承載力的影響適用條件第80講：課程重點(2) (13/17 ) 四、混凝土構件的設計原理 3、受扭構件（1）截面破壞類型 少筋破壞：一開裂，鋼筋就達到屈服。 界限（控制配箍率） 適筋破壞：剪壓區(qū)混凝土壓碎，抗扭箍

8、筋和縱筋屈服 界限（控制截面尺寸） （完全）超筋破壞：抗扭箍筋和縱筋均未屈服。 （部分）超筋破壞：抗扭箍筋和縱筋之一屈服 避免部分超筋：控制縱筋和箍筋的配筋強度比例（2）基本公式的建立純扭構件彎剪扭構件：考慮剪和扭相關性對混凝土的影響適用條件第80講：課程重點(2) (14/17 ) 四、混凝土構件的設計原理 4、預應力構件的設計（1）預應力的基本知識預應力的原理及作用預應力構件的分類預應力構件與混凝土構件的異同點張拉控制應力預應力損失及組合（2）預應力構件正截面的計算軸心受拉構件的受力全過程有效預應力的計算方法預應力構件的計算內容及簡單計算第80講：課程重點(2) (15/17 ) 四、混凝土構件的設計原理 5、受彎構件撓度及裂縫寬度（1）正常使用階段的應力特點裂縫間應力分布特點影響裂縫寬度和剛度的主要因素（2）受彎構件撓度的計算方法平均截面剛度的確定最小剛度原則（3）裂縫寬度的計算方法第80講：課程重點(2) (16/ 17) 五、砌體受壓構件的設計1、承載力影響系數(shù)的概念幾計算2、無筋砌體受壓構件的計算第80講