建筑力學與結(jié)構(gòu) 第5版 課件 項目9 結(jié)構(gòu)設計方法

項目9結(jié)構(gòu)設計方法建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務1結(jié)構(gòu)的功能要求CONTENTS目錄結(jié)構(gòu)的功能要求01結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)02教學目標1.樹立規(guī)范意識和法律意識。2.養(yǎng)成嚴謹認真、一絲不茍的工作態(tài)度，強化責任意識。

1.能判斷結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

1.理解結(jié)構(gòu)的功能要求。2.理解結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01結(jié)構(gòu)的功能要求1.設計工作年限1.設計工作年限結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不需要進行大修即可按預定目的使用的年限。設計使用年限的概念不同于實際壽命、耐久年限或設計基準期?！督ㄖY(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準》規(guī)定了各類建筑結(jié)構(gòu)的設計使用年限。2.結(jié)構(gòu)的設計狀況（1）持久設計狀況持久設計狀況指在結(jié)構(gòu)使用過程一定出現(xiàn)，且持續(xù)期很長的情況，其持續(xù)期一般與設計工作年限為統(tǒng)一數(shù)量級，結(jié)構(gòu)使用時的可靠性就處于這一設計狀況。（2）短暫設計狀況在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)的概率較大，而與設計工作年限相比，其持續(xù)期很短的設計狀況，結(jié)構(gòu)在施工和維修時的可靠性就處于這一設計狀況。（3）偶然設計狀況在結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期很短的設計狀況，如結(jié)構(gòu)遇到火宅、爆炸、撞擊等情況就屬于這一狀況。（4）地震設計狀況在結(jié)構(gòu)遭受地震時的設計狀況。結(jié)構(gòu)遭遇地震作用時就需考慮這一狀況。3.結(jié)構(gòu)的功能安全性適用性耐久性PART02結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)1.剛度條件

1.剛度條件

PART03提高梁剛度的措施1.極限狀態(tài)的概念當整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)而不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求時，則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)分為三類：承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)——安全性——適用性耐久性結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載能力或達到不適于繼續(xù)承載的變形。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用或耐久功能的某項限值。

耐久性極限狀態(tài)——結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件在環(huán)境影響下出現(xiàn)的劣化達到耐久性能的某項規(guī)定限值的或標志的狀態(tài)。耐久性2.極限狀態(tài)的判定（1）影響承載能力和正常使用的材料性能劣化；如鋼筋過度銹蝕影響其力學性能。（2）影響耐久性能的裂縫、變形、缺口、外觀、材料削弱等；如板局部出現(xiàn)裂縫并露筋。（3）影響耐久性能的其它特定狀態(tài)。（1）影響正常使用及外觀要求所規(guī)定的變形極限值。（2）影響正常使用或耐久性能的局部損壞。（3）影響正常使用的震動。（4）影響正常使用的其他特定狀態(tài)。（1）整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡。（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強度而破壞或因過大的塑性變形而不適于繼續(xù)承載。（3）結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C構(gòu)。（4）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定。

超越承載能力極限狀態(tài)

超越正常使用極限狀態(tài)

超越耐久性極限狀態(tài)2.極限狀態(tài)的判定THANKS感謝聆聽項目9結(jié)構(gòu)設計方法建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務2荷載代表值及荷載效應任務3結(jié)構(gòu)抗力CONTENTS目錄荷載代表值01荷載效應02結(jié)構(gòu)抗力3教學目標1.樹立規(guī)范意識和法律意識。2.養(yǎng)成嚴謹認真、一絲不茍的工作態(tài)度，強化責任意識。

1.能確定結(jié)構(gòu)的荷載代表值。2.能根據(jù)設計狀態(tài)選用不同的荷載效應組合情況。

1.理解荷載代表值的概念及類型。2.掌握永久荷載代表值的計算方法。3.理解荷載代表值的選用。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01荷載代表值1.荷載代表值的概念在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件設計時，根據(jù)各種極限狀態(tài)的設計要求取用不同的荷載數(shù)值，稱為荷載的代表值。2.荷載的標準值在設計基準期內(nèi)，荷載可能出現(xiàn)的最大值。永久荷載標準值Gk2.荷載的標準值例：如圖所示鋼筋混凝土樓板（鋼筋混凝土的容重為25KN/m3）,板跨為2.5m，板寬為1m，板厚為120mm。求板的永久荷載標準值。2.荷載的標準值例：如圖所示鋼筋混凝土過梁（鋼筋混凝土的容重為25KN/m3）,過梁寬240mm，過梁高150mm，洞口寬1.8m。(1)求梁的自重。2.荷載的標準值在設計基準期內(nèi)，荷載可能出現(xiàn)的最大值?？勺兒奢d標準值Qk

PART02荷載效應1.荷載效應的概念在荷載作用下，結(jié)構(gòu)會引起內(nèi)力和變形，把這些荷載引起結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應稱為荷載效應，用字母S表示?？蚣芙Y(jié)構(gòu)中板、梁、柱的荷載效應有什么？PART03結(jié)構(gòu)抗力1.結(jié)構(gòu)抗力的概念整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載效應的能力稱為結(jié)構(gòu)抗力，如結(jié)構(gòu)的強度、剛度等，用R表示。2.影響結(jié)構(gòu)抗力的因素1.材料的力學性能。2.材料的幾何性質(zhì)。3.結(jié)構(gòu)抗力的計算模式。THANKS感謝聆聽項目9結(jié)構(gòu)設計方法建筑力學與結(jié)構(gòu)BuildingMechanicsandStructures任務4結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設計法CONTENTS目錄結(jié)構(gòu)功能函數(shù)和可靠度01概率極限狀態(tài)設計表達式02結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的耐久性設計03結(jié)構(gòu)的防連續(xù)倒塌設計04教學目標1.強化規(guī)范意識。2.激發(fā)積極心態(tài)，辯證看待問題，樹立正確的人生觀。

1.能選用合適的極限狀態(tài)。2.能計算結(jié)構(gòu)的荷載效應。

1.理解極限狀態(tài)設計法。2.熟練進行荷載效應組合計算。3.了解耐久性設計和防連續(xù)倒塌設計。知識目標能力目標素質(zhì)目標PART01結(jié)構(gòu)功能函數(shù)和可靠度1.結(jié)構(gòu)功能函數(shù)和可靠度（1）結(jié)構(gòu)功能函數(shù)

?承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)

內(nèi)力結(jié)構(gòu)抵抗內(nèi)力的能力變形容許變形1.結(jié)構(gòu)功能函數(shù)和可靠度（1）結(jié)構(gòu)的可靠指標合理選取荷載代表值合理增大荷載效應合理減小結(jié)構(gòu)抗力PART02概率極限狀態(tài)設計表達式1.承載能力極限狀態(tài)設計表達式

結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。取值見下表。

荷載組合的效應設計值，荷載效應設計值大于荷載效應標準值。具體計算見荷載效應組合。

結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設計值。其中將材料強度標準值除以大于一的系數(shù)變?yōu)閺姸仍O計值。

2.承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合值（1）荷載效應基本組合2.承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合值2.承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合值2.承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合值例：板的荷載如下圖所示，求板的彎矩設計值。2.承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合值（2）偶然組合（3）地震組合3．結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)設計表達式

荷載組合的效應設計值，具體計算見荷載效應組合。

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用的規(guī)定限值。4．正常使用極限狀態(tài)荷載效應組合（1）標準組合4．正常使用極限狀態(tài)荷載效應組合（2）頻遇組合4．正常使用極限狀態(tài)荷載效應組合（3）準永久組合PART03結(jié)構(gòu)的耐久性設計1.混凝土耐久性的概念1.混凝土耐久性設計內(nèi)容（1）確定結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別；（2）提出對混凝土材料的耐久性基本要求；（3）確定構(gòu)件中鋼筋的混凝土保護層厚度；（4）不同環(huán)境條件下的耐久性技術措施；（5）提出結(jié)構(gòu)使用階段的檢測與維護要求。3．耐久性技術要求（1）預應力混凝土結(jié)構(gòu)中的預應力筋應根據(jù)具體情況采取表面防護、孔道灌漿、加大混凝土保護層厚度等措施，外漏的錨固端應采取封錨和混凝土表面處理等有效措施。（2）嚴寒及寒冷地區(qū)的潮濕環(huán)境中，結(jié)構(gòu)混凝土應滿足抗凍要求，混凝土抗凍等級應符合有關標準的要求。（3）有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的抗?jié)B等級應符合有關標準的要求。（4）處于二、三類環(huán)境中的懸臂構(gòu)件宜采用懸臂梁—板的結(jié)構(gòu)形式，或在其上表面增設防護層。（5）處于二、三類環(huán)境中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其表面的預埋件、吊鉤、連接件等金屬部位應采取可靠的防銹措施，對于后張預應力混凝土外露金屬錨具，其防護要求應滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（GB50007-2010）中第10.3.13條的相關規(guī)定。（6）三類環(huán)境中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可采用阻銹劑、環(huán)氧樹脂涂層鋼筋或其他具有耐腐蝕性能的鋼筋、采取陰極保護措施或采用可更換的構(gòu)件等措施。PART04結(jié)構(gòu)的防連續(xù)倒塌設計1．防連續(xù)倒塌設計的概念和思路混凝土結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌是提高結(jié)構(gòu)綜合抗災能力的重要內(nèi)容。在特定類型的偶然作用發(fā)生時或發(fā)生后，當結(jié)構(gòu)體系發(fā)生局部垮塌時，依靠剩余結(jié)構(gòu)體系仍能繼續(xù)承載，避免發(fā)生與作用不相匹配的大范圍破壞或連續(xù)倒塌，叫做結(jié)構(gòu)的防連續(xù)倒塌。2.防連續(xù)倒塌的概念設計（1）采取減小偶然作用