第二章：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

會(huì)計(jì)學(xué)1第二章：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章2.1.1結(jié)構(gòu)上的作用定義：凡能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、裂縫的因素，都稱之為結(jié)構(gòu)上的作用。直接作用：荷載；分類：間接作用：溫度、收縮、徐變、地基不均勻沉降、地震等?！?.1結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力第1頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章2.1.2作用效應(yīng)

定義：凡能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、裂縫的因素，都稱之為結(jié)構(gòu)上的作用。2.1.3結(jié)構(gòu)抗力

定義：結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力。第2頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章§2.2荷載分類2.2.1永久荷載(恒荷載)

定義：大小、方向、作用點(diǎn)不隨時(shí)間改變的荷載，如自重，土壓力，預(yù)應(yīng)力等；2.2.2可變荷載(活荷載)

定義：大小、方向、作用點(diǎn)隨時(shí)間改變的荷載，如樓面和屋面活載，風(fēng)荷載、雪荷載、吊車荷載、車輛荷載等；2.2.3偶爾荷載

定義：結(jié)構(gòu)使用期間可能不出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，時(shí)間短、效應(yīng)大的荷載，如爆炸力，撞擊等。第3頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章2.3.1永久荷載§2.3荷載代表值標(biāo)準(zhǔn)值：結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大值。標(biāo)準(zhǔn)值：結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大值，也是可變荷載的基本代表值

。2.3.2可變荷載組合值：當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上可變荷載同時(shí)作用十的代表值

。組合值

=ψc

×標(biāo)準(zhǔn)值

第4頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章頻遇值：常遇值,計(jì)算裂縫變形時(shí)用。準(zhǔn)永久值：可變荷載中，較穩(wěn)定的那一部分值，計(jì)算裂縫變形時(shí)用。頻遇值

=ψf×標(biāo)準(zhǔn)值

t/T<0.12.3.3偶然荷載：按使用特點(diǎn)定。準(zhǔn)永久值

=ψq×標(biāo)準(zhǔn)值t/T=0.5（t為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載達(dá)到和超過(guò)該值的總持續(xù)時(shí)間，T為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。）第5頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章標(biāo)準(zhǔn)值查荷載規(guī)范§2.4樓面和屋面活荷載荷載規(guī)范中的荷載值不包括隔墻重和二次裝修重。

直升飛機(jī)坪：樓面：屋面：不上人屋面

上人屋面

屋頂花園第6頁(yè)/共24頁(yè)

混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)§2.5風(fēng)荷載wk=βzμsμz

w0…2－1式中：βz–––高度Z處的風(fēng)振系數(shù);

μs

–––體型系數(shù);μz–––風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按地面粗糙程度

A、B、C、D四級(jí)定，A—海岸、湖區(qū)；B—農(nóng)村、市郊；C—一般城市市區(qū)；

D—有密集高層建筑市區(qū)

;第7頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章n1050100長(zhǎng)沙地區(qū)

w0

（）0.250.350.40基本風(fēng)壓值

w0–––50年一遇的基本風(fēng)壓（

）。第8頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章n1050100長(zhǎng)沙地區(qū)

W0（）0.350.450.50基本雪壓值§2.６

雪荷載sk=μrs0…2－2式中：μr

–––屋面積雪分布系數(shù);

s0

–––50年一遇的基本雪壓（）。第9頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章§2.7結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限與安全等級(jí)2.7.1結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限類別結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限（年）１臨時(shí)性結(jié)構(gòu)5２易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件25３普通房屋和構(gòu)筑物50４紀(jì)念性建筑和特別重要建筑1002.7.2結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)按結(jié)構(gòu)的重要性劃分一級(jí)：重要建筑二級(jí)：一般建筑三級(jí)：次要建筑第10頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章定義：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)指定的某一功能要求，這個(gè)特定的狀態(tài)稱之為該功能的極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)：超過(guò)這一極限狀態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)將發(fā)生破壞、倒塌或失穩(wěn)等現(xiàn)象。分類：正常使用極限狀態(tài)：超過(guò)這一極限狀態(tài)時(shí)結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)過(guò)大的變形、過(guò)寬的裂縫或出現(xiàn)鋼筋嚴(yán)重銹蝕、混凝土腐蝕、風(fēng)化、剝落等現(xiàn)象。§2.8結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)及其分類第11頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章結(jié)構(gòu)的可靠性：指結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性。結(jié)構(gòu)的可靠度：指結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)、規(guī)定條件下完成預(yù)定功能的概率，是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量?！?.９結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度正態(tài)分布Ｚ

=Ｒ－Ｓ…2－３Ｚ＞0，結(jié)構(gòu)可靠；Ｚ=0，極限狀態(tài)；Ｚ＜0，結(jié)構(gòu)失效。

變異系數(shù)δz=μz/σz第12頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章式中：–––結(jié)構(gòu)抗力的平均值和標(biāo)準(zhǔn)值；

–––作用效應(yīng)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)值。§2.10結(jié)構(gòu)的指標(biāo)現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法以概率理論為基礎(chǔ)，用可靠指標(biāo)度量，采用多個(gè)分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)。設(shè)，則…2－4第13頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)破壞類型安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)塑性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2根據(jù)其可逆程度可取0~0.5。第14頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章2.11.1計(jì)算公式§2.11按承載力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法及其荷載組合…2－5式中：–––結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；安全等級(jí)為一級(jí)或使用年限為100年時(shí)，；安全等級(jí)為二級(jí)或使用年限為50年時(shí)，；安全等級(jí)為三級(jí)或使用年限為5年時(shí)，。

–––荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值，用基本組合或偶然組合；

–––結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值。第15頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章2.11.2荷載效應(yīng)組合一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件：選下列計(jì)算中較大者

由可變荷載控制時(shí)

由永久荷載控制時(shí)…2－6…2－7基本組合第16頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章式中：–––荷載分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)，公式（7）中的，公式（8）中的；當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)，一般情況下取1.0，驗(yàn)算傾覆、滑移或漂浮時(shí)取0.9；

–––活載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況下取1.4，當(dāng)活載標(biāo)準(zhǔn)值大于的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)取1.3；

–––恒載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的內(nèi)力；

–––活載標(biāo)準(zhǔn)值所產(chǎn)生的內(nèi)力，i=1的活荷載為主導(dǎo)活荷載；第17頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章一般排架、框架結(jié)構(gòu)：選下列計(jì)算中較大者

由可變荷載控制時(shí)

由永久荷載控制時(shí)…2－8…2－9式中：–––簡(jiǎn)化式中的荷載組合系數(shù)；一般情況下取，只有一個(gè)活荷載取。和的取值與式（6）（7）相同。

第18頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章偶然荷載的代表值不乘分項(xiàng)系數(shù)；偶然組合與偶然荷載同時(shí)出現(xiàn)的其它荷載采用適當(dāng)?shù)拇碇?；各種情況下荷載效應(yīng)的設(shè)計(jì)值公式由有關(guān)規(guī)范另定。第19頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章2.11.3結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值R取決于截面尺寸大小和材料強(qiáng)度高低。材料強(qiáng)度高低分為標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值砼：鋼筋：保證率：95％砼：鋼筋：第20頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章式中：–––砼的材料分項(xiàng)系數(shù)；建筑工程取1.4，公路橋涵工程取1.45。

–––鋼筋的材料分項(xiàng)系數(shù)；建筑工程對(duì)熱軋鋼筋取1.1，對(duì)鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋取

1.2；公路橋涵工程對(duì)熱軋鋼筋取1.2，對(duì)鋼絞線、熱處理鋼筋取1.25。第21頁(yè)/共24頁(yè)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第二章主頁(yè)目錄上一章幫助下一章2.12.1設(shè)計(jì)方法§2.12按正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法及其對(duì)應(yīng)的荷載組合…2－10式中：–––正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)組合值;–––達(dá)正常使用要求時(shí)的變形