認(rèn)識(shí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)-結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法

結(jié)構(gòu)的功能要求與作用效應(yīng)目錄132結(jié)構(gòu)的功能要求荷載效應(yīng)結(jié)構(gòu)抗力添加標(biāo)題1.結(jié)構(gòu)的功能要求◆安全性

在正常施工和正常使用的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受可能出現(xiàn)的各種荷載作用和變形而不發(fā)生破壞；在偶然事件發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必要的整體穩(wěn)定性。例如，廠房結(jié)構(gòu)平時(shí)受自重、吊車、風(fēng)和積雪等荷載作用時(shí)，均應(yīng)堅(jiān)固不壞，而在遇到強(qiáng)烈地震、爆炸等偶然事件時(shí)，容許有局部的損傷，但應(yīng)保持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定而不發(fā)生倒塌。

1.結(jié)構(gòu)的功能要求◆適用性

在正常使用時(shí)，結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的工作性能。如吊車梁變形過大會(huì)使吊車無法正常運(yùn)行，水池出現(xiàn)裂縫便不能蓄水等，都影響正常使用，需要對變形、裂縫等進(jìn)行必要的控制。

1.結(jié)構(gòu)的功能要求◆耐久性

在正常維護(hù)的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)能在預(yù)計(jì)的使用年限內(nèi)滿足各項(xiàng)功能要求，即應(yīng)具有足夠的耐久性。例如，不致因混凝土的老化、腐蝕或鋼筋的銹蝕等而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。

安全性、適用性和耐久性又概括稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。

1.結(jié)構(gòu)的功能要求◆設(shè)計(jì)方法要解決的問題安全性、適用性和耐久性又概括稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。使得設(shè)計(jì)結(jié)果滿足結(jié)構(gòu)可靠性的要求在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟(jì)之間取得均衡

1.結(jié)構(gòu)的功能要求添加標(biāo)題2.荷載效應(yīng)◆作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為作用，一般用Q表示。

（1）結(jié)構(gòu)上的作用可按性質(zhì)分為兩類：2.結(jié)構(gòu)上的作用及作用效應(yīng)直接作用間接作用————施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力。能夠引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因?！缃Y(jié)構(gòu)自重、樓（屋）面活荷載、風(fēng)荷載等。如溫度變化、混凝土收縮與徐變、地基變形、地震等原因引起的作用。（2）按隨時(shí)間的變異可分為三類：永久作用可變作用————————如結(jié)構(gòu)自重、土壓力等。如樓（屋）活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載等。偶然作用——在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用?！绲卣鹱饔谩⒈?、撞擊力等。在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)始終存在且其量值變化與平均值可以忽略不計(jì)的作用，或其變化是單調(diào)的并趨于某個(gè)限值的作用。在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)其量值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可忽略的作用。2.結(jié)構(gòu)上的作用及作用效應(yīng)隨機(jī)性◆作用效應(yīng)

由各種作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的反應(yīng)（如軸力、剪力、彎矩以及撓度、轉(zhuǎn)角和裂縫等），稱為作用效應(yīng)，用S表示。因此作用效應(yīng)

也為隨機(jī)變量，其變異性應(yīng)采用統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行處理。一般情況下，結(jié)構(gòu)上的作用為荷載，荷載效應(yīng)S與荷載Q之間可近似按線性關(guān)系考慮。2.結(jié)構(gòu)上的作用及作用效應(yīng)添加標(biāo)題3.結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力，稱為結(jié)構(gòu)抗力，用R表示。影響抗力的主要因素有：材料性能的不確定性幾何參數(shù)的不確定性計(jì)算模式的不確定性——————強(qiáng)度、變形模量等構(gòu)件尺寸等抗力計(jì)算所采用的基本假設(shè)和計(jì)算公式不夠精確等3.結(jié)構(gòu)的抗力——結(jié)構(gòu)的可靠性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。結(jié)構(gòu)的可靠度是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。可靠度是對結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述，結(jié)構(gòu)可靠度的評價(jià)指標(biāo)有可靠概率、失效概率、可靠指標(biāo)。結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式目錄12結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式添加標(biāo)題1.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，這個(gè)特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。

能完成預(yù)定的各項(xiàng)功能時(shí)，結(jié)構(gòu)處于有效狀態(tài)；反之，則處于失效狀態(tài)，有效狀態(tài)和失效狀態(tài)的分界，稱為極限狀態(tài)，是結(jié)構(gòu)開始失效的標(biāo)志。

1.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的過大變形的極限狀態(tài)。整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如雨篷壓重不足而傾覆、煙囪抗風(fēng)不足而傾倒、擋土墻抗滑不足在土壓力作用下而整體滑移等）；1.1承載能力極限狀態(tài)1.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度被超過而破壞（包括疲勞破壞）（如軸心受壓構(gòu)件中混凝土達(dá)到其軸心抗壓強(qiáng)度、構(gòu)件中鋼筋達(dá)到因錨固長度不足而被拔出等），或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載；

整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系（如構(gòu)件發(fā)生三鉸共線而形成機(jī)動(dòng)體系，喪失承載能力等）；

結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長柱到達(dá)臨界荷載后壓屈失穩(wěn)而破壞等）。1.1承載能力極限狀態(tài)1.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

承載能力極限狀態(tài)主要控制結(jié)構(gòu)的安全性功能，結(jié)構(gòu)一旦超過這種極限狀態(tài)，會(huì)造成人身傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失，因此設(shè)計(jì)中應(yīng)把出現(xiàn)這種情況的概率控制得非常小。規(guī)范規(guī)定：所有的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件都應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。1.1承載能力極限狀態(tài)1.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到使用功能上允許的某一限值的極限狀態(tài)，稱為正常使用極限狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài)。

影響正常使用或外觀的變形（如吊車梁變形過大導(dǎo)致吊車不能正常行駛、梁撓度過大影響外觀等）；2、正常使用極限狀態(tài)

影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）（如水池池壁開裂漏水不能正常使用、裂縫過寬導(dǎo)致鋼筋銹蝕等）；

影響正常使用的振動(dòng)（如機(jī)器振動(dòng)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的振幅超過按正常使用要求所規(guī)定的限位等）；

影響正常使用的其他特定狀態(tài)（如相對沉降量過大等）。2、正常使用極限狀態(tài)

正常使用極限狀態(tài)主要考慮結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性功能，當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過這種極限狀態(tài)時(shí)一般不會(huì)造成人身傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失，因此設(shè)計(jì)中出現(xiàn)這種情況的概率控制得略寬一些。《規(guī)范》規(guī)定：正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算則根據(jù)具體使用要求進(jìn)行。2、正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要滿足承載能力的要求，以保證結(jié)構(gòu)安全使用。然后按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行校核，以保證結(jié)構(gòu)的適用性及耐久性。3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)的工程要求：結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：安全性適用性耐久性承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)驗(yàn)算添加標(biāo)題2.設(shè)計(jì)表達(dá)式

結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行承載力（包括失穩(wěn)）計(jì)算。

直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。

有抗震設(shè)防要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗震承載力計(jì)算。

必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移、漂浮驗(yàn)算。

對于可能遭受偶然作用，且倒塌可能引起嚴(yán)重后果的重要結(jié)構(gòu)，宜進(jìn)行防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)。

1.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式（2）設(shè)計(jì)表達(dá)式

按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合，采用下列極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式：——————結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值；承載能力極限狀態(tài)下作用組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值。1.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式

基本組合：荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)從下列組合中取最不利值確定：可變荷載效應(yīng)控制組合永久荷載效應(yīng)控制組合1.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式（1）驗(yàn)算內(nèi)容

對需要控制變形的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算。

對不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)

算。

對允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行受力裂縫寬度驗(yàn)算。

對舒適度有要求的樓蓋結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行豎向自振頻率驗(yàn)

算。

2.正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式

按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用影響，采用下