混凝土結構基本設計原理

混凝土結構基本設計原理第1頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章鋼筋混凝土結構的基本設計原則第一節(jié)結構設計的要求第二節(jié)極限狀態(tài)第三節(jié)隨機變量的統(tǒng)計特征第四節(jié)概率極限狀態(tài)設計方法第五節(jié)實用設計表達式第2頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)建筑結構的功能要求和極限狀態(tài)第3頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月一、建筑結構的功能要求第4頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月1945年7月28日上午，美國空軍一架B25轟炸機由于云霧，撞在當時世界最高（381m）的建筑物紐約帝國大廈上，撞擊位置在278m高處的79層北側，外墻撞出5.5×6m的孔洞，機翼剪斷，飛機的二個發(fā)動機撞脫，一個橫穿樓層并通過南側外墻飛落到另一街區(qū)的建筑物屋頂上，另一個則擊穿該樓層的電梯井壁，跌落在電梯井中。第6頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月倫敦RonanPoint公寓是22層的裝配式鋼筋混凝土板式結構體系。1968年5月16日，住在18層一單元住戶在廚房清晨點火煮水時因夜間煤氣泄漏引起爆炸。爆炸壓力破壞了該單元二側的外墻板和局部樓板，上一層的墻板在失去支承后也同時墜落，墜落的構件依次撞擊下層造成連續(xù)破壞，使得22層高樓的一個角區(qū)從上到下一直坍到底層的現(xiàn)澆結構為止。RonanPoint公寓的連續(xù)倒塌事故引起了國際結構工程界的高度重視并開展了廣泛的討論，由此確立了結構設計的又一個重要原則，即結構內(nèi)發(fā)生一處破壞不應造成整體的連續(xù)倒塌。為吸取這一教訓，各國的設計規(guī)范幾乎都作了相應的修訂。第7頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月二、極限狀態(tài)第17頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)極限狀態(tài)設計方法一、影響結構可靠性的因素二者都是隨機變量。第20頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月按作用時間和性質(zhì)分永久作用：可變作用：自重、土壓力樓面活荷載、風荷載、雪荷載偶然作用：爆炸、撞擊、地震等永久作用：在結構設計使用期間，其值不隨時間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計可變作用：在結構設計使用期內(nèi)其值隨時間而變化，其變化與平均值相比不可忽略偶然作用：在結構設計使用期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短荷載分類第21頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月二、分項系數(shù)荷載分項系數(shù)材料分項系數(shù)第22頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月直接計算不好計算，為簡化計算，將對值的控制等效地轉化為以分項系數(shù)表達的設計表達式，滿足分項系數(shù)設計表達式即等效于結構可靠指標達到或接近預定要求。

[][]的取值與構件的破壞類型及結構的重要性有關。第23頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月三、按承載能力極限狀態(tài)計算第25頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)力組合設計值（1）基本組合：（按承載能力極限狀態(tài)設計時）對由可變荷載效應控制的組合，按下式計算對由永久荷載效應控制的組合，按下式計算對于基本組合，荷載效應組合的設計值S應從下列組合值中取最不利值確定：第26頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月G–––永久荷載分項系數(shù)，當永久荷載效應對結構不利時，對由可變荷載效應控制的組合一般取1.2；對由永久荷載效應控制的組合一般取1.35；當永久荷載效應對結構有利時取1.0。第27頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月對于一般排架、框架結構，基本組合可采用簡化規(guī)則，并應按下列組合值中取最不利值確定：由可變荷載效應控制的組合由永久荷載效應控制的組合第28頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月四、按正常使用極限狀態(tài)驗算結構或構件超過正常使用極限狀態(tài)時所造成的財產(chǎn)和生命損失要小于超過承載力極限狀態(tài)的后果，故其可靠度指標要低一些。在荷載效應及結構抗力計算中均采用標準值作為其代表值。結構或構件在持荷作用下，其裂縫和變形會隨時間的推移而發(fā)展，因此討論其荷載組合時應考慮標準組合和準永久組合進行設計。第29頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月荷載的標準組合Sk：荷載的準永久組合Sq：第30頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月變形驗算式中f–––受彎構件按荷載短期效應組合并考慮長期效應組合影響計算的最大撓度。fmax–––《規(guī)范》允許撓度…3－6f

f

max變形的驗算第31頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月《規(guī)范》按使用階段對結構構件裂縫的不同要求，將裂縫控制等級分為三級：一級：嚴格要求不裂，使用階段不允許出現(xiàn)拉應力。二級：一般要求不裂，使用階段允許出現(xiàn)拉應力，但應作限制。三級：允許開裂，應驗算裂縫寬度max

lin…3－124.裂縫寬度的驗算第32頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月五、耐久性規(guī)定第33頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第35頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第37頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第41頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第47頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第48頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第50頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第51頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第52頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第53頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第54頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第55頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第56頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第57頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)理統(tǒng)計的基本概念

1.隨機事件和隨機變量隨機事件：對于有多種可能發(fā)生的結果，而究竟不知道哪一種結果事先不能確定的事件。隨機變量：表示隨機事件各種結果的變第58頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月2.平均值、標準差和變異系數(shù)（1）平均值：表示隨機變量的波動中心，即代表隨機變量的平均水平的特征值（用表示）。第59頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）標準差：表示隨機變量X取值離散程度的特征值。

第60頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）變異系數(shù)：反映隨機變量相對離散程度的特征值。

第61頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月公式：4.正態(tài)分布

f(x)--某一隨機變量在大量事件中出現(xiàn)的頻率第62頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月5.保證率

對隨機變量數(shù)列中其數(shù)值不小于或大于某一隨機變量出現(xiàn)的概率，稱為保證率。

第63頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第64頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第65頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

第66頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

第67頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

第68頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

第69頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

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第71頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月

第72頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第73頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第74頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第75頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第76頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第77頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第78頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第79頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第80頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第81頁，課件共90頁，創(chuàng)作于2023年2月第8