第二章：混凝土结构设计的基本原则-课件
合集下载
混凝土结构设计精品课件
水平承重结构和下部结构三部分组成。 混凝土结构是指以普通混凝土为主制作的结构，是土木建筑中
应用最多的一种结构形式。
建筑结构设计是在可靠与经济之间选择一种平衡，房屋建筑工 程可分为方案设计、初步设计、技术设计和施工图设计四个阶
段。
混凝土结构设计中常用的计算方法有线弹性分析方法、考虑塑 性内力重分布的分析方法、塑性极限分析方法、非线性分析方
程和材料本构方程；
（5）宜根据结构类型、构件布置、材料性能和受力特点选择合 理的分析方法； （6）电算结果应经判断和校核。
1.4 混凝土建筑结构的分析方法
第1章 概论
2
各种分析方法
线弹性分析方法 考虑塑性内力重分布的分析方法 塑性极限分析方法
非线性分析方法
试验分析方法
1.4 混凝土建筑结构的分析方法
第1章 概论
混凝土结构：素混凝土结构
钢筋混凝土结构 预应力混凝土结构 钢-混凝土组合结构 钢骨混凝土结构 钢管混凝土结构 FRP混凝土结构
常用的混凝土建筑结构形式：单层混凝土建筑结构
多高层混凝土建筑结构 大跨结构
1.2 混凝土建筑结构的形式
第1章 概论
1
基本建设工作程序
项目立项建议书 投资控制 可行性研究报告 设计任务书 造价估算 编制概算 修正概算 方案设计阶段 初步设计阶段 技术设计阶段 施工图设计阶段 编制施工图预算 施工图审查阶段 付诸施工过程 选址
应用最多的一种结构形式。
建筑结构设计是在可靠与经济之间选择一种平衡，房屋建筑工 程可分为方案设计、初步设计、技术设计和施工图设计四个阶
段。
混凝土结构设计中常用的计算方法有线弹性分析方法、考虑塑 性内力重分布的分析方法、塑性极限分析方法、非线性分析方
程和材料本构方程；
（5）宜根据结构类型、构件布置、材料性能和受力特点选择合 理的分析方法； （6）电算结果应经判断和校核。
1.4 混凝土建筑结构的分析方法
第1章 概论
2
各种分析方法
线弹性分析方法 考虑塑性内力重分布的分析方法 塑性极限分析方法
非线性分析方法
试验分析方法
1.4 混凝土建筑结构的分析方法
第1章 概论
混凝土结构：素混凝土结构
钢筋混凝土结构 预应力混凝土结构 钢-混凝土组合结构 钢骨混凝土结构 钢管混凝土结构 FRP混凝土结构
常用的混凝土建筑结构形式：单层混凝土建筑结构
多高层混凝土建筑结构 大跨结构
1.2 混凝土建筑结构的形式
第1章 概论
1
基本建设工作程序
项目立项建议书 投资控制 可行性研究报告 设计任务书 造价估算 编制概算 修正概算 方案设计阶段 初步设计阶段 技术设计阶段 施工图设计阶段 编制施工图预算 施工图审查阶段 付诸施工过程 选址
中南大学混凝土结构设计原理课件 第二章混凝土结构设计的基本原则
2.1结构的功能要求与极限状态概念 2.2 结构的作用、作用效应与结构抗力
2.3结构可靠度的基本原理
2.4 近似概率极限状态设计法的实用表达式 。
2.1结构的功能要求与极限状态概念
2.1 结构的功能要求与极限状态概念
一、结构的功能要求 二、结构的可靠性与可靠度 三、结构功能的极限状态。
返回主目录
前进
返回主目录 返回上级目录 前进 后退 END
2.2结构的作用、作用效应与 结构抗力
二、荷载标准值与设计值
3、可变荷载的准永久值、组合值、频遇值 频遇值：在设计基准期内，超越频率为规定频率的荷载 值。 准永久值：可变荷载在设计基准期内经常遇到或超过的 荷载值。用超越总时间为设计基准期一半的概 率确定。用标准值乘准永久值系数确定； 组合值：两种或（以上）可变荷载作用时，都以标准值 出现的概率小，因此对标准值乘以组合系数进 行折减。
2、适用性
结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不发生影响正 常使用的过大的变形（挠度、侧移）、振动（频率、振幅）， 或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。
3、耐久性
结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。不致 因材性变化（如混凝土碳化、钢筋锈蚀），降低结构的使用寿命。
返回主目录 返回上级目录 前进
返回主目录 返回上级目录 前进
后退
END
2.3结构可靠度的基本原理
2.4 近似概率极限状态设计法的实用表达式 。
2.1结构的功能要求与极限状态概念
2.1 结构的功能要求与极限状态概念
一、结构的功能要求 二、结构的可靠性与可靠度 三、结构功能的极限状态。
返回主目录
前进
返回主目录 返回上级目录 前进 后退 END
2.2结构的作用、作用效应与 结构抗力
二、荷载标准值与设计值
3、可变荷载的准永久值、组合值、频遇值 频遇值：在设计基准期内，超越频率为规定频率的荷载 值。 准永久值：可变荷载在设计基准期内经常遇到或超过的 荷载值。用超越总时间为设计基准期一半的概 率确定。用标准值乘准永久值系数确定； 组合值：两种或（以上）可变荷载作用时，都以标准值 出现的概率小，因此对标准值乘以组合系数进 行折减。
2、适用性
结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不发生影响正 常使用的过大的变形（挠度、侧移）、振动（频率、振幅）， 或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。
3、耐久性
结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。不致 因材性变化（如混凝土碳化、钢筋锈蚀），降低结构的使用寿命。
返回主目录 返回上级目录 前进
返回主目录 返回上级目录 前进
后退
END
混凝土结构设计原理课件第二章
上。e ×10-3
6
8
10 2.21 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
强度等级越高，线弹性段 越长，峰值应变也有所增 大。但高强混凝土中，砂 浆与骨料的粘结很强，密 实性好，微裂缝很少，最 后的破坏往往是骨料破坏， 破坏时脆性越显著，下降 段越陡。
不同强度混凝土的应力-应变关系曲线
3）轴心抗拉强度
混凝土的轴心抗拉强度可以采用直接轴心受拉的试 验方法来测定，但由于试验比较困难，目前国内外主要 采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测试混凝土的轴 心抗拉强度。
F
压
a
2020/2/20
拉
压
F
劈裂试验
f sp
2F
a2
6 2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2020/2/20
11 2.1 混凝土的物理力学性能
混凝土轴心抗拉强度与立方体抗压强度的关系
《混凝土结构设计规范》规定轴心抗拉强度标准值 与立方体抗压强度标准值的换算关系为：
ftk
0.880.395
f 0.55 cu,k
11.645
0.45 2
2020/2/20
7 2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2.1.3 混凝土的变形
1、单轴受压应力-应变关系 混凝土单轴受力时的应力-应变关系反映了混凝土受力全过
6
8
10 2.21 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
强度等级越高，线弹性段 越长，峰值应变也有所增 大。但高强混凝土中，砂 浆与骨料的粘结很强，密 实性好，微裂缝很少，最 后的破坏往往是骨料破坏， 破坏时脆性越显著，下降 段越陡。
不同强度混凝土的应力-应变关系曲线
3）轴心抗拉强度
混凝土的轴心抗拉强度可以采用直接轴心受拉的试 验方法来测定，但由于试验比较困难，目前国内外主要 采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测试混凝土的轴 心抗拉强度。
F
压
a
2020/2/20
拉
压
F
劈裂试验
f sp
2F
a2
6 2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2020/2/20
11 2.1 混凝土的物理力学性能
混凝土轴心抗拉强度与立方体抗压强度的关系
《混凝土结构设计规范》规定轴心抗拉强度标准值 与立方体抗压强度标准值的换算关系为：
ftk
0.880.395
f 0.55 cu,k
11.645
0.45 2
2020/2/20
7 2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
2.1.3 混凝土的变形
1、单轴受压应力-应变关系 混凝土单轴受力时的应力-应变关系反映了混凝土受力全过
混凝土结构课件
注意：我国规定的标准试验方法是不涂润滑剂的。
（2）试件尺寸：尺寸越小，强度越高。 （3）加载速度：速度越快，强度越高。 （4）混凝土龄期：随龄期的增长而提高。
2．混凝土的轴心抗压强度
f ck
fc
用标准棱柱体试件（150mm × 150mm × 300 mm）采用标准试验方法（与立方体相同）测 定的混凝土抗压强度――轴心抗压强度。
素混凝土结构 混凝土结构 钢筋混凝土结构 预应力混凝土结构 钢筋混凝土结构：根据构件的受力特征，在混凝
土构件的适当部分配臵钢筋。
特性：
素混凝土梁： 脆性破坏，无预兆，承载力低， 材料未充分发挥。
钢筋混凝土梁： 延性破坏，有预兆，承载力高， 材料充分利用。 （只要钢筋混凝土梁配筋合适，破坏时钢筋屈服， 混凝土压区达屈服强度。）
吊车梁、钢筋混凝土道桥、港口海岸的混凝土结构等。
疲劳抗压强度：混凝土的疲劳强度用疲劳试验测定。疲
劳试验采用100mm×100mm×300mm或150mm×150mm×450mm 的棱柱体，把能使棱柱体试件承受200万次或其以上循环 荷载而发生破坏的压应力值称为混凝土的疲劳抗压强度。
一次重复加载下 加载：随应力增加应变增加 卸载：不重复加载轨迹，有弹性后效和残余变形 多次重复加载下 峰值小于疲劳强度：每循环成环，面积逐渐减少，至直线； 峰值大于疲劳强度：开始与小应力的相似； 成直线后，凸凹方向改变，斜率降低，裂缝和变形严重 混凝土疲劳破坏：因荷载重复作用而引起的破坏 混凝土疲劳强度：疲劳破坏需要重复荷载的最小应力峰 值
（2）试件尺寸：尺寸越小，强度越高。 （3）加载速度：速度越快，强度越高。 （4）混凝土龄期：随龄期的增长而提高。
2．混凝土的轴心抗压强度
f ck
fc
用标准棱柱体试件（150mm × 150mm × 300 mm）采用标准试验方法（与立方体相同）测 定的混凝土抗压强度――轴心抗压强度。
素混凝土结构 混凝土结构 钢筋混凝土结构 预应力混凝土结构 钢筋混凝土结构：根据构件的受力特征，在混凝
土构件的适当部分配臵钢筋。
特性：
素混凝土梁： 脆性破坏，无预兆，承载力低， 材料未充分发挥。
钢筋混凝土梁： 延性破坏，有预兆，承载力高， 材料充分利用。 （只要钢筋混凝土梁配筋合适，破坏时钢筋屈服， 混凝土压区达屈服强度。）
吊车梁、钢筋混凝土道桥、港口海岸的混凝土结构等。
疲劳抗压强度：混凝土的疲劳强度用疲劳试验测定。疲
劳试验采用100mm×100mm×300mm或150mm×150mm×450mm 的棱柱体，把能使棱柱体试件承受200万次或其以上循环 荷载而发生破坏的压应力值称为混凝土的疲劳抗压强度。
一次重复加载下 加载：随应力增加应变增加 卸载：不重复加载轨迹，有弹性后效和残余变形 多次重复加载下 峰值小于疲劳强度：每循环成环，面积逐渐减少，至直线； 峰值大于疲劳强度：开始与小应力的相似； 成直线后，凸凹方向改变，斜率降低，裂缝和变形严重 混凝土疲劳破坏：因荷载重复作用而引起的破坏 混凝土疲劳强度：疲劳破坏需要重复荷载的最小应力峰 值
水工钢筋混凝土结构-第二章-课件63页PPT
极限状态的 表现形式：
(承)：刚体失去平衡，材料强度不 足，结构转变为机构，失稳
(正)：过大的变形，影响正常使用 或耐久性能的局部损坏，过 大的振动
a. 承载力能力极限状态 结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形状态。 ◆ 构件的截面因强度不足而发生破坏（包括疲劳破坏） ◆ 结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移） ◆ 结构塑性变形过大而不适于继续使用 ◆ 结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰） ◆ 结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）
按空间 位置分
固定荷载 移动荷载
静态荷载 按结构反 应特点分 动态荷载
• 作用效应S取决于作用的方式及结构或构件的 几何尺寸及支承条件。
• 例：简支梁在均布荷载作用下跨中弯矩
M 11 ll22q 88
S = cQ
简支梁在跨中一集中荷载作用下跨中弯矩
M 1414 llP c ––– 荷载效应系数 Q ––– 荷载
能完成预定的各项功能时，结构处于有效状态；反之，则
处于失效状态，有效状态和失效状态的分界，称为极限状态，
是结构开始失效的标志。
承载能力极限状态
（2）极限状 态的分类：
这种极限状态对应于结构或 结构构件达到最大承载能力 或不适于继续承载的变形。
正常使用极限状态
这种极限状态对应于结构或结构 构件达到正常使用或耐久性能的 某项规定限值。
《混凝土结构设计》课件
《混凝土结构设计》PPT 课件
本课程介绍混凝土结构设计的基本原理和方法，涵盖了混凝土结构的概述、
材料和配合比、设计方法、施工和质量控制以及案例分析等内容。
课程简介目标
学习混凝土结构设计的基本概念和方法。凝土结构的定
点和优势。
学习收益
掌握混凝土结构设计的核
心知识和技能，为实际工
程应用提供有力支持。
混凝土结构概述
定义和分类
介绍混凝土结构的基本概念和分类方法。五］特点和优势
探讨混凝土结构的特点和与其他结构形式
相比的优势。
混凝土材料和配合比
压］原材料
分析混凝土所使用的原材料的性质和特点。2 配合比设计原则
介绍混凝土配合比设计的基本原则和方法。
混凝土结构设计方法
学习如何计算混凝土结构所承受的荷载。
结构荷载和设计参数
了解混凝土结构设计中的荷载和设计参数。
结构设计方法
掌握混凝土结构设计的基本方法和步骤。
混凝土结构施工和质量控制
1 I施工过程和要求w 质量控制措施
详细讲解混凝土结构施工的过程和要求。介绍混凝土结构施工中的质量控制措施。
案例分析
实际工程案例设计方案优化和改进
通过实际工程案例，展示混凝土结构设计的应用。探讨如何优化和改进混凝土结构的设计方案。
主要内容回顾
总结本课程中涵盖的主要内容和核心概念。
学习收益
强调本课程学习对千参与实际工程的收益。
混凝土结构设计原理同济大学PPT课件
◆双轴应力状态
双向受压强度大于单向受 压强度，最大受压强度发 生在两个压应力之比为0.3 ~0.6之间，约(1.25~1.60 )fc。 双轴受压状态下混凝土的 应力-应变关系与单轴受压 曲线相似，但峰值应变均 超过单轴受压时的峰值应 变。
第20页/共362页
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
混凝土轴心抗拉强度与立方体抗压强度的关系
《混凝土结构设计规范》规定轴心抗拉强度标准值与 立方体抗压强度标准值的换算关系为：
ftk
0.880.395
f 0.55 cu,k
11.645
0.45 2
第18页/共362页
2.1 混凝土的物理力学性能
（3）复合受力状态下混凝土的强度 在平面应力状态下，当两方向应力均为压应力时，
第1页/共362页
1.1 混凝土结构一般概念和特点
第一章 绪论
钢筋与混凝土共同工作的条件：
钢筋和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同， 他们可以结合在一起共同工作，是因为：
⑴钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作 用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；
⑵钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢 材为1.2×10-5，混凝土为(1.0~1.5)×10-5），因此当温 度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两 者间的粘结力破坏。
双向受压强度大于单向受 压强度，最大受压强度发 生在两个压应力之比为0.3 ~0.6之间，约(1.25~1.60 )fc。 双轴受压状态下混凝土的 应力-应变关系与单轴受压 曲线相似，但峰值应变均 超过单轴受压时的峰值应 变。
第20页/共362页
2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
混凝土轴心抗拉强度与立方体抗压强度的关系
《混凝土结构设计规范》规定轴心抗拉强度标准值与 立方体抗压强度标准值的换算关系为：
ftk
0.880.395
f 0.55 cu,k
11.645
0.45 2
第18页/共362页
2.1 混凝土的物理力学性能
（3）复合受力状态下混凝土的强度 在平面应力状态下，当两方向应力均为压应力时，
第1页/共362页
1.1 混凝土结构一般概念和特点
第一章 绪论
钢筋与混凝土共同工作的条件：
钢筋和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同， 他们可以结合在一起共同工作，是因为：
⑴钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷载作 用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力；
⑵钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数（钢 材为1.2×10-5，混凝土为(1.0~1.5)×10-5），因此当温 度变化时，两种材料不会产生过大的变形差而导致两 者间的粘结力破坏。
混凝土结构设计方法教学课件
拓扑优化
总结词
拓扑优化是一种高级的结构优化技术， 主要通过改变结构中材料的分布和连接 方式来达到最优的承载能力。
VS
详细描述
拓扑优化在保持结构整体性能的前提下， 通过重新分布结构中的材料，实现材料的 有效利用和承载能力的最大化。这种优化 方法通常采用数学方法和计算机模拟技术 ，对复杂的结构系统进行高效的优化设计 。拓扑优化的结果通常以图形或模型的形 式呈现，为结构设计提供直观的参考。
04 混凝土结构优化设计
尺寸优化
总结词
尺寸优化是混凝土结构优化设计中的基础步骤，主要涉及对结构构件的截面尺寸进行调整，以达到提 高结构性能和节约材料的目的。
详细描述
在混凝土结构设计中，尺寸优化主要是对梁、柱、板等构件的截面尺寸进行优化，使其满足承载力、 刚度和稳定性等要求，同时减小不必要的材料消耗。通过调整截面尺寸，可以平衡结构的受力，降低 应力集中现象，提高结构的整体性能。
结构优化设计
结构优化设计是在满足结构设计原则的基础上，对结构进行优化改进的过程。通过优化设 计，可以降低结构的重量、提高结构的承载能力和稳定性，同时也可以减少材料的使用和 节约成本。
结构材料选择
水泥
选择合适的水泥品种和等级，对于混凝土的强度、耐久性和工作性能至关重要。常用的水泥品种包括硅酸盐水泥、普 通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥等。
02 混凝土结构设计基本原则
混凝土结构及砌体结构课件
空间。
工业化生产
砌块的生产逐渐向工业化、自动化 方向发展，提高了砌块的质量和生 产效率。
绿色环保
绿色环保已成为当今社会发展的主 题，砌体结构作为一种环保型建筑 结构形式，其应用前景广阔。
03
混凝土材料及性能
Chapter
水泥种类与性能
硅酸盐水泥
具有高强度、快硬、抗冻性好等 特点，适用于重要结构和高强度 等级混凝土。
介绍施工过程中的关键施工技术，如大体积混凝土施工、预应 力混凝土施工、钢结构安装等。
总结施工过程中出现的质量问题，分析问题原因，并给出处理 措施和效果评价。
从设计、施工、管理等方面总结工程实例的经验教训，为类似 工程提供参考和借鉴。
THANKS
感谢观看
优化方案比较
对不同的结构方案进行 优化设计，并从经济性 、安全性、施工便利性 等方面进行比较，选择 最优方案。
结构设计参数
给出所选结构方案的设 计参数，如混凝土强度 等级、钢筋型号及配筋 率等。
施工过程回顾与总结
施工过程回顾 关键施工技术 质量问题及处理
经验教训
按照施工顺序，回顾混凝土结构及砌体结构的施工过程，包括 基础施工、主体结构施工、装饰装修施工等。
01
02
03
04
模板工程
根据结构设计要求，制作和安 装模板，确保混凝土成型的准
确性和美观性。
工业化生产
砌块的生产逐渐向工业化、自动化 方向发展，提高了砌块的质量和生 产效率。
绿色环保
绿色环保已成为当今社会发展的主 题，砌体结构作为一种环保型建筑 结构形式，其应用前景广阔。
03
混凝土材料及性能
Chapter
水泥种类与性能
硅酸盐水泥
具有高强度、快硬、抗冻性好等 特点，适用于重要结构和高强度 等级混凝土。
介绍施工过程中的关键施工技术，如大体积混凝土施工、预应 力混凝土施工、钢结构安装等。
总结施工过程中出现的质量问题，分析问题原因，并给出处理 措施和效果评价。
从设计、施工、管理等方面总结工程实例的经验教训，为类似 工程提供参考和借鉴。
THANKS
感谢观看
优化方案比较
对不同的结构方案进行 优化设计，并从经济性 、安全性、施工便利性 等方面进行比较，选择 最优方案。
结构设计参数
给出所选结构方案的设 计参数，如混凝土强度 等级、钢筋型号及配筋 率等。
施工过程回顾与总结
施工过程回顾 关键施工技术 质量问题及处理
经验教训
按照施工顺序，回顾混凝土结构及砌体结构的施工过程，包括 基础施工、主体结构施工、装饰装修施工等。
01
02
03
04
模板工程
根据结构设计要求，制作和安 装模板，确保混凝土成型的准
确性和美观性。
混凝土结构设计原理(课件)
混凝土结构变形问题及解决措施
总结词
混凝土结构变形是影响结构安全 性和稳定性的重要因素，需要采
取有效措施进行控制。
原因分析
混凝土结构变形的原因包括温度 变化、地基不均匀沉降等。
解决措施
采取相应的解决措施，如加强温 度监测和调控、提高地基承载能
力等。
混凝土结构耐久性问题及解决措施
总结词
混凝土结构的耐久性是衡量结构使用寿命的重要 指标，需要采取有效措施进行保护。
总结词
受剪构件主要承受剪力和扭矩的作用，其设计应考虑截面的抗剪和抗扭承载力。
抗剪承载力计算
根据剪力的大小和分布，计算出截面的剪切承载力。设计时应选择合适的截面形式和尺寸，并采取相应的构造措施， 如增加箍筋和斜向钢筋等，以提高构件的抗剪承载力和延性。
抗扭承载力计算
抗扭承载力与扭矩的大小和分布有关，设计时应根据实际情况进行计算和分析。同时，应采取相应的构 造措施，如增加抗扭钢筋等，以提高构件的抗扭承载力和稳定性。
详细描述
大跨度混凝土结构设计需要考虑的因素包括结构形式、跨度、荷载、材料特性、施工方法等。在设计 过程中，需要运用力学原理和计算机技术进行建模和分析，以确保结构的稳定性和安全性。同时，还 需要考虑施工过程中的可操作性和经济性。
高层混凝土结构设计案例
总结词
高层混凝土结构设计案例主要涉及高层建筑的设计，需要解决高层建筑在水平荷 载和竖向荷载作用下的稳定性问题。
《混凝土结构基本原理》详解PPT课件
.
17
17.05.2020
土木工程学院
1. 平面主应力状态
混凝土结构基本原理
.
18
17.05.2020
土木工程学院
混凝土结构基本原理
双向受压应力状态下 相互约束了横向变形，受压强度比单向受压最
可提高近30%。
.
19
17.05.2020
土木工程学院
混凝土结构基本原理
拉－压应力状态下 拉应力加大了另一向的受压横向变形，抗拉和
2. 影响立方抗压强度的因素
a) 压力机垫板的摩擦
现象：压力机垫板与混凝土试块的弹性模量和横向变形系数不同 而产生“套箍作用”
.
6
17.05.2020
土木工程学院
混凝土结构基本原理
“套箍作用”对混凝土立方体抗压强度的影响
.
7
17.05.2020
土木工程学院
混凝土结构基本原理
原因：试件受压产生纵向压缩、横向膨胀，受压试件的上
fc k0.8812fc uk,
式中：a1 —棱柱体与立方体抗压强度之比（C50及以下取
0.76，C80取0.82，其间线性内插）
a2 —高强混凝土的脆性折减系数（C40及以下取
1.0，C80取0.87，其间线性内插）
0.88—考虑实际构件与试件间差异（制作、养护、
运输和受力条件等）引入的修正系数
2.1混凝土结构设计原理课件
钢筋强度标准值
材料强度标准值的概率含义
—— 具有不小于95%保证率的强度值
混凝土的强度标准值 —— 具有95%保证率的强度值
荷载和材料强度的取值
结构设计基本原理
1 结构的极限状态
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一 功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态实质上是区分结构 可靠与失效的界限。
结构设计基本原理
主要内容：
结构可靠度及结构设计方法 荷载和材料强度的取值 概率极限状态设计法 极限状态设计表达式
重点：
结构可靠度及结构设计方法 荷载和材料强度的取值 概率极限状态设计法
本章主要内容与重点
结构设计基本原理
1 结构上的作用和作用效应
结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布力，以及引起结构外加 变形或约束变形的原因（地震、基础差异沉降、温度变化、混凝土收缩等）。
( )
由上式可见， 与 pf 具有数值上的对应关系，也具有与 pf 相对应的物 理意义。 越大，pf 就越小，即结构越可靠，故 称为可靠指标。
当仅有作用效应和结构抗力两个基本变量且均按正态分布时，结构构件 的可靠指标可按上式计算；当基本变量为非正态分布时，结构构件的可靠指 标应以结构构件作用效应和抗力当量正态分布的平均值和标准差按上式计算。
1 结构上的作用和作用效应
混凝土结构设计原理(课件)
配筋设计
根据结构的荷载和性能要求，设 计合适的钢筋配筋方案。
构造措施
采用适当的构造措施，确保混凝 土结构的施工质量和安全性。
浇筑工艺
采用科学的浇筑工艺，控制混凝 土的质量和混凝土的收缩。
混凝土结构设计计算方法和规范要求
1
计算方法
采用静力计算方法和结构力学原理，对混凝土结构进行设计和计算。
2
规范要求
施工工艺
采用合适的施工工艺，确保钢筋 混凝土结构的施工质量和安全性。
混凝土结构施工和监理控制
1
施工工艺
制定合理的施工工艺，确保混凝土结构的施工质量和安全性。
2
施工质量控制
采用质量控制措施，对混凝土结构的施工质量进行监督和检查。
3
监理和验收
由专业监理机构进行监理和验收，确保混凝土结构施工符合规范和设计要求。
2 施工工艺
采用高强度水泥和添加剂， 提高混凝土的强度和耐久 性。
采用适当的施工工艺，控 制混凝土的质量和强度发 展。
3 结构设计
根据高强混凝土的性能要 求，进行结构设计和配筋 计算。
钢筋混凝土设计原理
钢筋配筋
根据混凝土结构的荷载和使用要 求，设计合适的钢筋配筋方案。
结构分析
Hale Waihona Puke Baidu采用弹性分析和塑性分析方法， 对钢筋混凝土结构进行计算和优 化。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主页 目录
2.1.3 结构抗力
定义：结构抵抗作用效应的能力。
上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第二章
§2.2 荷载分类
2.2.1 永久荷载(恒荷载)
定义：大小、方向、作用点不随时间改变的荷载，如
自重，土压力，预应力等；
主页 目录
2.2.2 可变荷载(活荷载)
定义：大小、方向、作用点随时间改变的荷载，如楼
0.5kN/m2 2.0kN/m2 3.0kN/m2
➢ 直升飞机坪： 5.0kN/m2
荷载规范中的荷载值不包括隔墙重和二次装修重。
主页 目录 上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第二章
§2.5 风荷载
当计算主要承重结构时
主页
wk = βzμs μz w0
…2－1
目录
式中： βz ––– 高度Z处的风振系数;
完成预定功能的概率，是结构可靠性的概率度量。 目 录
f (z) 标准差
Z＜0 Z＞0 失效 可靠
Biblioteka Baidu
失效概率 pr
ps 可靠概率
反弯点
μz 平均值
正态分布
变异系数
= / δz μz σz
Ｚ = Ｒ－Ｓ …2－３ 上一章
Ｚ＞0，结构可靠； 下一章
z Ｚ＜0，结构失效。 Ｚ= 0，极限状态； 帮 助
混凝土结构基本原理
2.1.1 结构上的作用
主页
1. 定义：凡能使结构产生内力、应力、位移、应变、 目 录 裂缝的因素，都称之为结构上的作用。
2. 分类：
上一章
➢ 直接作用：荷载；
下一章
➢ 间接作用：温度、收缩、徐变、地基不均匀沉降、
地震等。
帮助
混凝土结构基本原理
第二章
2.1.2 作用效应
定义：凡能使结构产生内力、应力、位移、应变、裂 缝的因素，都称之为结构上的作用。
1. 标准值：结构使用期间可能出现的最大值，也是可 上一章 变荷载的基本代表值 。
2. 组合值：当有两个或两个以上可变荷载同时作用十 下一章 的代表值 。
组合值 = ψc ×标准值
帮助
混凝土结构基本原理
第二章
3. 频遇值：常遇值,计算裂缝变形时用。
频遇值 = ψf ×标准值
t/T<0.1
主页
4. 准永久值：可变荷载中，较稳定的那一部分值，计 目 录 算裂缝变形时用。
将发生破坏、倒塌或失稳等现象。 ➢ 正常使用极限状态：超过这一极限状态时结构将出
现过大的变形、过宽的裂缝或出现钢筋严重锈蚀、 混凝土腐蚀、风化、剥落等现象。
上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第二章
§2.９ 结构的可靠性和可靠度
1. 结构的可靠性：指结构的安全性、适用性、耐久性。 主 页 2. 结构的可靠度：指结构在规定时间内、规定条件下
一级：重要建筑 二级：一般建筑 三级：次要建筑
主页 目录 上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第二章
§2.8 结构的极限状态及其分类
1. 定义：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态 主 页
就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定的
状态称之为该功能的极限状态。
目录
2. 分类： ➢ 承载能力极限状态：超过这一极限状态时结构
μs ––– 体型系数;
μz ––– 风压高度变化系数，按地面粗糙程度 A、B、C、D四级定， A —海岸、湖 区； B —农村、市郊； C —一般城市 市区； D—有密集高层建筑市区 ;
上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第二章
w0 ––– 50年一遇的基本风压（kN/m2）。
基本风压值
n
10
0.45
0.50
主页 目录 上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第二章
§2.7 结构的设计使用年限与安全等级
2.7.1 结构的设计使用年限
类 别
结构类型
结构的设计使 用年限（年）
１
临时性结构
5
２ 易于替换的结构构件
25
３
普通房屋和构筑物
50
４ 纪念性建筑和特别重要建筑
100
2.7.2 结构的安全等级 按结构的重要性划分
…2－5 目 录
式中： 0 ––– 结构重要性系数； 安全等级为一级或使用年限为100年时， 0 1.1； 上一章 安全等级为二级或使用年限为50年时， 0 1.0； 安全等级为三级或使用年限为5年时， 0 0.9。 下一章 S–––荷载效应组合的设计值，用基本组合或偶 帮 助 然组合；
第二章
§2.10 结构的指标
现行设计方法以概率理论为基础，用可靠指标度量，采 主 页
用多个分项系数表达。设 z z，则
目录
z Rs z R 2 s2
…2－4
式中： R、R ––– 结构抗力的平均值和标准值； s、s –––作用效应的平均值和标准值。
上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第二章
➢ 按承载能力极限状态设计时
第二章：混凝土结构设计的基本原则
精品
混凝土结构基本原理
本章重点
第二章
➢ 结构上的作用、作用效应和结构抗力的概 念及其随机特性；
➢ 混凝土结构设计方法的理论基础——可靠 度理论；
➢ 我国规范的设计方法——概率极限状态设 计法。
主页 目录 上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第二章
§2.1 结构上的作用、作用效应与结构抗力
准永久值 = ψq ×标准值
t/T=0.5
上一章
2.3.3 偶然荷载：按使用特点定。
下一章
（t为设计基准期内荷载达到和超过该值的总持续时间， 帮 助 T为设计基准期。）
混凝土结构基本原理
第二章
§2.4 楼面和屋面活荷载
标准值查荷载规范
➢ 楼面： 2.0kN/m2 ➢ 屋面：不上人屋面
上人屋面 屋顶花园
破坏类型
塑性破坏 脆性破坏
一级 3.7 4.2
安全等级 二级 3.2 3.7
三级 2.7 3.2
➢ 按正常使用极限状态设计时 根据其可逆程度可取0 ~ 0.5。
主页 目录 上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第二章
§2.11
按承载力极限状态的设计方法 及其荷载组合
主页
2.11.1 计算公式
0SR
50
100
长沙地区
w0 （kN/m2） 0.25
0.35
0.40
主页 目录 上一章 下一章 帮助
混凝土结构基本原理
第二章
§2.６ 雪荷载
sk = μr s0
…2－2
式中： μr ––– 屋面积雪分布系数;
s0 ––– 50年一遇的基本雪压（kN/m2）。
基本雪压值
n
10
50
100
长沙地区
W0（ kN/m2） 0.35
面和屋面活载，风荷载、雪荷载、吊车荷载、 车辆荷载等；
上一章 下一章
2.2.3 偶尔荷载
定义：结构使用期间可能不出现，一旦出现，时间短、
帮助
效应大的荷载，如爆炸力，撞击等。
混凝土结构基本原理
第二章
§2.3 荷载代表值
2.3.1 永久荷载
主页
标准值：结构使用期间可能出现的最大值。
目录
2.3.2 可变荷载