华中科技大学土力学课件
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《土力学课件》课件
土的渗透性：土的渗透性是指水在土中的流动能力，是影响土的排 水性能和抗渗性能的重要因素
土的工程分类
岩石：坚硬、不易变形，常用于建 筑基础和道路工程
砂土：颗粒较大，易变形，常用于 填筑工程
黏土：颗粒较小，易变形，常用于 防渗工程
粉土：颗粒极小，易变形，常用于 地基处理和防渗工程
淤泥：颗粒极小，易变形，常用于 地基处理和防渗工程
剪切破坏：地基在荷载作用 下产生的剪切破坏
地基承载力计算方法
荷载效应： 计算地基 承受的荷 载效应
地基承载 力：计算 地基的承 载力
地基变形： 计算地基 的变形量
地基稳定 性：计算 地基的稳 定性
地基承载 力与变形 的关系： 分析地基 承载力与 变形之间 的关系
地基承载 力与变形 的计算方 法：介绍 地基承载 力与变形 的计算方 法
数值模拟目的：通过计算机模拟，预测土的变形、强度等特性，为工程设计提供依据
实验操作流程与注意事项
实验准备：确保 实验器材齐全， 包括土样、仪器、 工具等
实验步骤：按照 实验指导书进行， 包括土样制备、 测试、数据处理 等
注意事项：确保 实验环境安全， 遵守实验室规定， 注意操作规范， 避免实验误差
端承桩：适用 于坚硬、密实 的土层，如岩
石、砂土等
摩擦桩：适用 于软土层，如 淤泥、黏土等
端承摩擦桩： 适用于坚硬、 密实的土层和 软土层交界处
复合桩：适用 于多种土层， 如岩石、砂土、 淤泥、黏土等
桩基设计需要 考虑的因素： 土层性质、桩 基类型、桩基 长度、桩基直
径等
桩基设计原则与步骤
确定桩基类型：根据工程地质条件、建筑物荷载、场地条 件等因素选择合适的桩基类型。
实验结果分析： 根据实验数据， 分析土力学特性， 得出结论，撰写 实验报告
土的工程分类
岩石：坚硬、不易变形，常用于建 筑基础和道路工程
砂土：颗粒较大，易变形，常用于 填筑工程
黏土：颗粒较小，易变形，常用于 防渗工程
粉土：颗粒极小，易变形，常用于 地基处理和防渗工程
淤泥：颗粒极小，易变形，常用于 地基处理和防渗工程
剪切破坏：地基在荷载作用 下产生的剪切破坏
地基承载力计算方法
荷载效应： 计算地基 承受的荷 载效应
地基承载 力：计算 地基的承 载力
地基变形： 计算地基 的变形量
地基稳定 性：计算 地基的稳 定性
地基承载 力与变形 的关系： 分析地基 承载力与 变形之间 的关系
地基承载 力与变形 的计算方 法：介绍 地基承载 力与变形 的计算方 法
数值模拟目的：通过计算机模拟，预测土的变形、强度等特性，为工程设计提供依据
实验操作流程与注意事项
实验准备：确保 实验器材齐全， 包括土样、仪器、 工具等
实验步骤：按照 实验指导书进行， 包括土样制备、 测试、数据处理 等
注意事项：确保 实验环境安全， 遵守实验室规定， 注意操作规范， 避免实验误差
端承桩：适用 于坚硬、密实 的土层，如岩
石、砂土等
摩擦桩：适用 于软土层，如 淤泥、黏土等
端承摩擦桩： 适用于坚硬、 密实的土层和 软土层交界处
复合桩：适用 于多种土层， 如岩石、砂土、 淤泥、黏土等
桩基设计需要 考虑的因素： 土层性质、桩 基类型、桩基 长度、桩基直
径等
桩基设计原则与步骤
确定桩基类型：根据工程地质条件、建筑物荷载、场地条 件等因素选择合适的桩基类型。
实验结果分析： 根据实验数据， 分析土力学特性， 得出结论，撰写 实验报告
《土力学教学课件》课件
实例五：某水利工程土石坝渗漏问题
实例三：某桥梁桩基承载力问题
实例六：某港口码头地基承载力问题
实际工程中土力学应用
地基处理：利用土力学原理进 行地基加固和稳定
边坡稳定：利用土力学原理进 行边坡稳定分析和设计
隧道工程：利用土力学原理进 行隧道设计和施工
地下工程：利用土力学原理进 行地下工程设计和施工
THEME TEMPLATE
土的稳定性分析
土的强度：包括抗压强度、抗剪 强度、抗拉强度等
影响因素：土的性质、结构、应 力状态、地下水等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
土的稳定性：包括抗滑移稳定性、 抗倾覆稳定性等
稳定性分析方法：包括极限平衡 法、有限元法、数值模拟法等
滑坡治理措施
监测预警：建立滑坡监测系统， 实时监测滑坡动态
土力学工程应用 ：包括地基处理 、边坡稳定、隧 道工程等
土力学实验：包 括土的物理性质 实验、土的力学 性质实验、土的 工程性质实验等
课件结构
引言：介绍土力学的基本概念和重要性
案例分析：通过案例分析加深对土力 学的理解
理论部分：介绍土力学的基本原理和 理论
总结：总结土力学的核心内容和学习 要点
实践部分：介绍土力学在实际工程中的 应用
粉土：颗粒极小，易于流动，常用 于地基处理和填筑
淤泥：颗粒极小，易于流动，常用 于地基处理和填筑
冻土：在低温下冻结，常用于地基 处理和道路建设
土压力理论
章节副标题
静止土压力
概念：土压力是指土体对挡土墙或其他建筑物产生的压力 产生原因：土体自重、土体变形、土体渗透等因素 计算方法：静止土压力的计算方法包括朗肯土压力理论、库仑土压力理论等 应用：静止土压力理论在土力学、岩土工程等领域有广泛应用
华中科技大学土力学课件第7章资料
0
h / 2) f sd As (h0 as ) 0 N d es f cd bh(h0
式中：
— es
— 按
h 2 e0 as es
计算。
2018年11月25日星期日
已知：b h 求： As 解：（1）求受压区高度x
Nd
Md
f cd
f sd
f sd
l0
As
'
2[ 0 N d es f A (ho a )] x ho h f cd b
2 o ' sd ' s ' s
2018年11月25日星期日
华中科技大学
29/88
当 2as
x b h0
x
2018年11月25日星期日 华中科技大学
2as
时，大偏心受压截面计算图式
23/88
' （3）当偏心距很小即小偏心受压情况下，且 As 配筋较多， 较少，这时的截面应力分布如图. 为防止钢筋 As 过少, As 应 当满足下列条件：
As 大偏心受压： As 1% ~ 3% A
As As 小偏心受压： 0.5%~ 2% A
（4） 箍筋（复合箍筋）
2018年11月25日星期日
华中科技大学
7/88
§7.1
偏心受压构件正截面受力特点和破坏形态
一、偏心受压构件的破坏形态 N
N M（=Ne0）
e0
偏心受压构件图
2018年11月25日星期日 华中科技大学
h / 2) f sd As (h0 as ) 0 N d es f cd bh(h0
式中：
— es
— 按
h 2 e0 as es
计算。
2018年11月25日星期日
已知：b h 求： As 解：（1）求受压区高度x
Nd
Md
f cd
f sd
f sd
l0
As
'
2[ 0 N d es f A (ho a )] x ho h f cd b
2 o ' sd ' s ' s
2018年11月25日星期日
华中科技大学
29/88
当 2as
x b h0
x
2018年11月25日星期日 华中科技大学
2as
时，大偏心受压截面计算图式
23/88
' （3）当偏心距很小即小偏心受压情况下，且 As 配筋较多， 较少，这时的截面应力分布如图. 为防止钢筋 As 过少, As 应 当满足下列条件：
As 大偏心受压： As 1% ~ 3% A
As As 小偏心受压： 0.5%~ 2% A
（4） 箍筋（复合箍筋）
2018年11月25日星期日
华中科技大学
7/88
§7.1
偏心受压构件正截面受力特点和破坏形态
一、偏心受压构件的破坏形态 N
N M（=Ne0）
e0
偏心受压构件图
2018年11月25日星期日 华中科技大学
《土力学》第一章总结 ppt课件
《土力学》
第一章 总结
§1.1 土的形成与特征
一、土的概念
岩石经过风化作用在不同条件下形成的自然历史产物
二、土的种类
1. 残积土(sedentary or residual soil) 2. 运积土(sedimentary soil) 1)坡积土(cliff soil)；2)洪积土(flood soil)；3)冲积土 (alluvial soil)；4)湖泊沼泽沉积土：5)海相沉积土：6) 冰积土：7)风积土
2. 其它六个常用指标(换算指标)
– (1) 特定条件下的密度（重度）
• ① 干密度(dry density)d • ② 饱和密度 (water-saturated density) sat • ③ 有效密度(浮密度buoyant density)
– (2) 表示土中孔隙含量的指标
①孔隙比(void ratio)e ②孔隙率( porosity) n
§1.2 土的三相组成
一、土的固体颗粒（土粒）
1. 土的颗粒级配曲线分析
不均匀系数Cu = d60 / d10 ，曲率系数Cc =
2. 土粒矿物成份
d320 d10 d60
➢ 一类是原生矿物，如石英、长石、云母等，粗粒土的土粒往往都是原 生矿物；
➢ 另一类是次生矿物，土中的次生矿物主要是粘土矿物，蒙脱石，伊里 石，高岭土是三种最常见的粘土矿物。
m dsVs w (1 w) ds w (1 w)
V Vs (1 e)
1 e
经变换得：e ds (1 w)w 1
错误做法：
证明题要详细的证
证明：
明，计算题可以用 结论
ds (1 w)w
1 e
右
ds (1 w)w
第一章 总结
§1.1 土的形成与特征
一、土的概念
岩石经过风化作用在不同条件下形成的自然历史产物
二、土的种类
1. 残积土(sedentary or residual soil) 2. 运积土(sedimentary soil) 1)坡积土(cliff soil)；2)洪积土(flood soil)；3)冲积土 (alluvial soil)；4)湖泊沼泽沉积土：5)海相沉积土：6) 冰积土：7)风积土
2. 其它六个常用指标(换算指标)
– (1) 特定条件下的密度（重度）
• ① 干密度(dry density)d • ② 饱和密度 (water-saturated density) sat • ③ 有效密度(浮密度buoyant density)
– (2) 表示土中孔隙含量的指标
①孔隙比(void ratio)e ②孔隙率( porosity) n
§1.2 土的三相组成
一、土的固体颗粒（土粒）
1. 土的颗粒级配曲线分析
不均匀系数Cu = d60 / d10 ，曲率系数Cc =
2. 土粒矿物成份
d320 d10 d60
➢ 一类是原生矿物，如石英、长石、云母等，粗粒土的土粒往往都是原 生矿物；
➢ 另一类是次生矿物，土中的次生矿物主要是粘土矿物，蒙脱石，伊里 石，高岭土是三种最常见的粘土矿物。
m dsVs w (1 w) ds w (1 w)
V Vs (1 e)
1 e
经变换得：e ds (1 w)w 1
错误做法：
证明题要详细的证
证明：
明，计算题可以用 结论
ds (1 w)w
1 e
右
ds (1 w)w
华中科技大学土力学课件第1章
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
18/62
2018年11月6日星期二
华中科技大学
19/62
2018年11月6日星期二
华中科技大学
20/62
2018年11月6日星期二
华中科技大学
21/62
2018年11月6日星期二
华中科技大学
22/62
锥塞式锚具
2018年11月6日星期二
华中科技大学
23/62
镦头锚具
2018年11月6日星期二
2018年11月6日星期二 华中科技大学 5/62
按预应力度分类 （1）预应力度：由预加应力大小确定的消压弯矩M0与外 荷载产生的弯矩Ms的比值。 M0 Ms M0：消压弯矩，也就是构件抗裂边缘预压应力抵消到0时的 弯矩； Ms：按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩。 （2）分类： 全预应力砼构件：λ≥1 部分预应力砼构件：1＞ λ ＞0（分为A类和B类） A类：拉而有限 B类：裂而有限 钢筋砼构件：不施加预应力的砼构件，即λ＝0
2018年11月6日星期二 华中科技大学 46/62
2、冷拔
指在常温下，将小直径的圆盘钢筋强行拉伸通过比
原直径还小的硬质合金拔丝模孔，变成直径较原来小的 钢丝的方法。 冷拔可提高抗拉、抗压强度，冷拔后的钢筋没有 明显的屈服点和流幅。
2018年11月6日星期二
华中科技大学
47/62
§12.4 预应力混凝土结构的三种概念 一、预应力混凝土结构的分类： 按照钢筋与砼之间的粘结情况分： 有粘结预应力结构和无粘结预应力结构。 按照钢筋是否布置在砼截面内分： 体内预应力砼结构和体外预应力砼结构。
2018年11月6日星期二 华中科技大学 14/62
3、后张法工艺流程图
18/62
2018年11月6日星期二
华中科技大学
19/62
2018年11月6日星期二
华中科技大学
20/62
2018年11月6日星期二
华中科技大学
21/62
2018年11月6日星期二
华中科技大学
22/62
锥塞式锚具
2018年11月6日星期二
华中科技大学
23/62
镦头锚具
2018年11月6日星期二
2018年11月6日星期二 华中科技大学 5/62
按预应力度分类 （1）预应力度：由预加应力大小确定的消压弯矩M0与外 荷载产生的弯矩Ms的比值。 M0 Ms M0：消压弯矩，也就是构件抗裂边缘预压应力抵消到0时的 弯矩； Ms：按作用（或荷载）短期效应组合计算的弯矩。 （2）分类： 全预应力砼构件：λ≥1 部分预应力砼构件：1＞ λ ＞0（分为A类和B类） A类：拉而有限 B类：裂而有限 钢筋砼构件：不施加预应力的砼构件，即λ＝0
2018年11月6日星期二 华中科技大学 46/62
2、冷拔
指在常温下，将小直径的圆盘钢筋强行拉伸通过比
原直径还小的硬质合金拔丝模孔，变成直径较原来小的 钢丝的方法。 冷拔可提高抗拉、抗压强度，冷拔后的钢筋没有 明显的屈服点和流幅。
2018年11月6日星期二
华中科技大学
47/62
§12.4 预应力混凝土结构的三种概念 一、预应力混凝土结构的分类： 按照钢筋与砼之间的粘结情况分： 有粘结预应力结构和无粘结预应力结构。 按照钢筋是否布置在砼截面内分： 体内预应力砼结构和体外预应力砼结构。
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3、后张法工艺流程图
土力学课件ppt
环境工程中的土力学
总结词
环境保护、土壤修复
详细描述
在环境工程中，土力学主要关注土壤污染和修复、土壤保持和土地复垦等方面。它研究土壤污染物的 迁移转化规律，提出土壤修复和改良的方法和技术，为环境保护和土地资源可持续利用提供科学依据 。
地质工程中的土力学
总结词
岩土工程、地质灾害防治
详细描述
地质工程中的土力学主要研究岩土体的稳定性、变形和渗流 等问题，涉及到边坡工程、地下工程、地基处理等方面的应 用。同时，它也涉及到地质灾害的防治，如滑坡、泥石流等 自然灾害的预测和治理。
04
渗流基本概念
渗流
土中水流在土壤孔隙中的流动现象。
孔隙压力
土壤孔隙中的流体压力。
渗透力
水流在土壤孔隙中流动时对土壤颗粒产生的动水 压力。
达西定律
达西定律描述了水在土壤孔隙中流动 时的速度与压力梯度之间的关系，即 水流的速率与孔隙压力梯度成正比。
达西定律是渗流理论的基本定律，适 用于描述土壤和岩石等连续介质的渗 流。
的数学模型。
常见的固结方程有太沙 基固结方程、剑桥固结
方程等。
土力学在工程中的
07
应用
土木工程中的土力学
总结词
基础建设、建筑安全
详细描述
土力学在土木工程中主要用于研究和解决地基与基础的问题，确保建筑物的安 全性和稳定性。它涉及到土的强度、变形、渗透等基本特性，以及如何进行合 理的地基设计、基础选型和施工方法选择。
土压力理论
02
静止土压力
静止土压力是指土体在无外力作用或外力作用平衡时产生的土压力，通常表现为 土体内部的应力状态。
静止土压力的大小与挡土墙的刚度和位移有关，计算公式为：P = K * γ * H，其 中K为静止土压力系数，γ为土的容重，H为挡土墙高度。
华中科技大学土力学课件
2020年8月1日星期六
华中科技大学
5/88
§2.0.1 容许应力法
一、基本概念
容许应力法——构件在外界作用下，某截面的最大应力
达到或超过材料的容许应力时，构件即失效（破坏），
即要满足：
材料强度 安全系数
钢筋混凝土构件：
c
c
fc kc
s
s
fs ks
式中：kc、ks 分别为安全系数
2020年8月1日星期六
备注：
材料强度，根据统计后按照一定的保证率，取其下限分位值
荷载值也尽可能根据各种荷载的统计资料，按照一定的保证
率，取其下限分位值
材料强度系数、荷载系数仍按经验确定，对不同的荷载变异
大小，取用不同的系数
2020年8月1日星期六
华中科技大学
14/88
二、特点 1、安全系数的选取已经从纯经验性到了部分采用概率统计值 2、设计方法的本质依然是一种半经验半概率的方法
2020年8月1日星期六
华中科技大学
13/88
承载能力极限多系数状态表达式：
M( niqik ) mMu( ks fs ,kc fc ,a, )
式中：qik 为标准荷载或效应，ni 为相应的超载系数，fs , fc 为
钢筋及混凝土的强度，ks ,kc 为相应的均质系数，m 为工作条
件系数，a 为截面几何特性
2020年8月1日星期六
华中科技大学
11/88
二、特点 1、考虑了材料塑性和强度的充分发挥，极限荷载可以直接 由试验验证，构件的总安全度较为明确 2、安全系数的确定依赖经验，且是一个定值 3、没有考虑结构功能的多样性要求
由于采用了极限平衡的理论，对荷载作用下结构的应力 分布及位移变化，无法做出适当的预计。
土力学_绪论PPT课件
绪 论：土力学的学科特点
➢土的特点
天然性（自然变异性）：自然界的产物，具有非均匀性、各向异性、结构 性、时空变异性；
碎散性：岩石风化的产物，是非连续介质，受力以后易变形、 体积变化主 要是孔隙变化、剪切变形主要由颗粒相对位移引起；
三相性：由固相（土颗粒）、液相（水）和气相（空气）组成，受力后由 土骨架和孔隙介质共同承担、存在复杂的相互作用、孔隙流体流动。
绪 论：土力学的发展概况
➢快速发展阶段
1957年，D.C.Drucker提出了土力学与加工硬化塑性理论，对土的本构模型研究起了很大的推动作 用； 1963年，英国Cambridge大学的Roscoe等人提出了剑桥模型（Cam clay model），该模型的提出是现 代土力学的开端； 自60年代后，随着电子计算机的出现和计算技术的高速发展，使土力学的研究进入了一个全新的 阶段； 1993年D.C.Fredrund出版《非饱和土力学》(Unsaturated Soil Mechanics)专著，标志着非饱和土的研 究进入了一个新的历时时期。
绪 论：土力学的发展概况
Karl von Terzaghi (1883 - 1963)
1925年，他被派往麻省理工学院担任访问教授，四年后回到维也纳技术大学 任教授。 1938 年德国占领奥地利后， Terzaghi 前往美国，并在哈佛大学任教， 直 到 1956 年 退 休 。 在 此 期 间 的 1943 年 ， 他 还 出 版 了 《 Theoretical Soil Mechanics 》，在这部不朽的著作中， Terzaghi 就固结理论、沉降计算、承载力、 土压理论、抗剪强度及边坡稳定等问题进行了阐述。 1963 年 10 月 25 日 , Terzaghi 在马萨诸塞州的温彻斯特逝世。
土力学(全套318页PPT课件)
苏州名胜虎丘塔
土 • 虎丘塔共七层，高47.5m，底层直径13.7m。 呈八角形，全为砖砌，在建筑艺术风格上有独 特的创意，被国务院公布为全国重点文物保护 单位。
力 • 目前该塔倾斜严重塔顶偏离中心线2.31m。经 勘探发现，该塔位于倾斜基岩上，复盖层一边 深3.8m，另一边为5.8m。由于在一千余年前
土 • 作为建筑地基、建筑介质或建筑材料的地壳表 层土体是土力学的研究对象。
• 土力学不仅研究土体当前的性状，也要分析其 性质的形成条件，并结合自然条件和建筑物修
力 建后对土体的影响，分析并预测土体性质的可 能变化，提出有关的工程措施，以满足各类工 程建筑的要求。
学 • 土力学是一门实践性很强的学科，它是进行地 基基础设计和计算的理论依据。
• 土力学研究对象：与工程建设有关的土
上部结构、基础和地基三者之间的关系
土 • 地基（Ground） 由于建筑
物的修建，使一定范围内土层
的应力状态发生变化，这一范
力
围内的地层称为地基。
• 基础（Foundation）指与地基
接触的建筑物下部结构。
学 • 一般建筑物由上部结构 （Superstructure）和基础两 部分组成。
坏或不能正常使用，这类问题在土力学中叫做 变形问题。
力 • 如果土受力超过了它所能承受的能力，土便要 被破坏，建筑物将随之倒毁或不能使用。土体 的破坏，在力学中亦称为稳定性丧失。研究土
学 体是否会破坏这一类问题称为稳定问题，土的 稳定性取决于它的强度。
二、土力学研究特点.内容与方法
土 • 土力学是研究与工程建筑有关的土的变形和强度 特性，并据此计算土体的固结与稳定，为各项专 门工程服务。
学 • 掌握土体变形与强度指标的测定方法及在工程实践中 的应用。 • 掌握土的动力特性的基本概念。来自三、土力学发展简史与趋势
土力学基本知识ppt课件
稠度状态与含水量有关
稠度状态 固态 半固态
强结合水 含水量
塑态 弱结合水
流态 自由水
w
稠度界限 缩限WS 塑限wp
液限wL Ip wl wp
强结合水膜最大
出现自由水
粘性土的稠度反映土中水的形态
吸附弱结合 水的能力
塑性指数
粘性土四种物理状态状态：固态、半固态、可塑状 态及流动状态
界限含水率
粘性土从一种状态过渡到另一种状态，可用某一界限含水 率来区分，这种界限含水率称为稠度界限或阿太堡界限
h hm
Δh x
z k1
v
k2
H1 H2 H
H Hm
等效渗透系数:
hm
vHm km
vm
km
hm Hm
vH h
kz
vH kz
vHm km
k3
H3
承压水
H
1
kz
Hm H
1 km
kz
Hm km
H1 1.0m, k1 0.01m / day
算例
H2 1.0m, k 2 1m / day
(1) 水平渗流
1
2 Δh
x
条件:
im
i h L
qx qmx
q1x
z k1
H1
q2x
k2
H2 H
q3x
k3
H3
H Hm
等效渗透系数:
qx=vxH=kxiH Σqmx=ΣkmimHm
1
L
2 不透
水层
1
kx H
Hmkm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Hm H
km
层状地基的等效渗透系数
相关主题
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c
s ci
c
bx c 2
x
h
As b
2018年11月6日星期二
s
钢筋混凝土构件容许应力计算简图
华中科技大学
s As
7/88
二、特点 1、安全系数K是个大于1的数字 K越大，结构的安全度就越高，同时材料的用量就越多 2、没有考虑结构功能的多样性要求 对于结构一方面要考虑承载能力，另一方面也许考虑其 正常使用时裂缝、变形。 3、安全系数的确定主要凭借经验，缺乏严格科学依据。
2018年11月6日星期二
华中科技大学
3/88
二、结构设计的发展 从伽利略至今三百余年里，结构设计经历了各种演变，可 从以下两个方面进行归纳： 1、从结构设计理论上
弹性理论
2、从设计方法上 定值设计法
极限状态理论
概率设计法
2018年11月6日星期二
华中科技大学
4/88
三、结构设计计算的理论和方法有：
2018年11月6日星期二
华中科技大学
13/88
承载能力极限多系数状态表达式：
M ( ni qik ) mMu ( ks f s ,kc fc ,a,)
qik 为标准荷载或效应，ni 为相应的超载系数，f s , f c 为 式中：
钢筋及混凝土的强度， k s , kc 为相应的均质系数，m 为工作条 件系数， a 为截面几何特性 备注： 材料强度，根据统计后按照一定的保证率，取其下限分位值
容许应力法
破损阶段设计法 多系数极限状态设计法 基于可靠性理论的概率极限状态法
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§2.0.1 容许应力法 一、基本概念 容许应力法——构件在外界作用下，某截面的最大应力
达到或超过材料的容许应力时，构件即失效（破坏），
即要满足：
材料强度 安全系数
荷载值也尽可能根据各种荷载的统计资料，按照一定的保证
率，取其下限分位值 材料强度系数、荷载系数仍按经验确定，对不同的荷载变异 大小，取用不同的系数
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二、特点 1、安全系数的选取已经从纯经验性到了部分采用概率统计值 2、设计方法的本质依然是一种半经验半概率的方法 《公路桥涵设计规范》采用了多系数、单系数表达的极
c
x h
bx fc 2
h0
As
f s As
b
钢筋混凝土构件破损阶段计算简图
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二、特点
1、考虑了材料塑性和强度的充分发挥，极限荷载可以直接
由试验验证，构件的总安全度较为明确 2、安全系数的确定依赖经验，且是一个定值 3、没有考虑结构功能的多样性要求 由于采用了极限平衡的理论，对荷载作用下结构的应力 分布及位移变化，无法做出适当的预计。
材料强度取值、作用分类、各种作用组合
建筑结构的基本计算原则
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§2.0
概
述
一、结构设计的目的 设计满足功能要求的结构,也就是把外界作用对结 构的效应与结构本身的抵抗力来加以比较，以达到结构
设计既安全又经济的目的。
具体说也就是确定结构的截面尺寸、配筋和满足 构造要求。
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§2.0.3 多系数极限状态设计法
一、基本概念
1、构件的极限状态，不仅包括承载力的极限状态，而且包括 挠度（变形）及裂缝宽度的极限状态，这已经包含了安全 性和适用性的一些概念 2、对于承载能力极限状态，针对荷载、材料的不同变异性， 不再采用单一系数，即多系数法。
c c
fc kc
fs ks
混凝土应力
钢筋混凝土构件：
s s
钢筋应力
式中：kc、k s 分别为安全系数
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以钢筋混凝土构件为例：
弹性假定：钢筋和混凝土均为弹性材料 平截面假定：变形前的平截面变形后保持变形 假定混凝土为不抗拉材料 钢筋与混凝土相接触的混凝土的应变相等
限状态设计法
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§2.0.4 基于可靠性理论的概率极限状态设计法 一、发展历史 20世纪 40年代美国学者A.M.Freadentbal提出了结构可 靠性理论，到了60~70年代结构可靠性理论有了很大的发展， 70年代以来，国际上的结构可靠度理论在土木工程领域逐
步进入了实用阶段。
我国从20世纪70年代中期才开始研究，但至80年代后期 就在建筑结构领域率先进入了实用阶段，先后出版了下列 国家标准：
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《建筑结构可靠度设计统一标准》(GBJ68-84) 《工程结构可靠度设计统一标准》(GB50153-92) 《港口工程结构可靠度设计统一标准》(GB 50158-92) 《铁路工程结构可靠度设计统一标准》(GB 50216-94) 《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T 50283-1999)
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三、适用情况 当结构是非杆件结构（如大体积坝体、空间薄壳结构等）
时，因规范没有给出明确的计算公式，则弹性力学方法仍
是较实用的分析方法。
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§2.0.2 破损阶段设计法——20世纪30年代 一、基本概念
破损阶段设计法：构件在外界作用下，某截面的内力达到
第二章 结构按极限状态法设计计算的原则
Design and Calculation Principle of Structure under Limit State Method
本章的主要内容 设计计算方法的历史与基本思想 结构的功能要求 极限状态的概念、概率极限状态设计方法 现有《公规范》采用的设计方法、原则、表达方式、各 系数的含义
某极限内力时，构件即失效（破坏），以受弯构件为例，
其计算表达式为：
M Mu k
式中：
M u为截面所能承安全系数
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以钢筋混凝土构件为例 以构件破坏阶段为计算依据 不考虑混凝土的拉力 受压区混凝土应力分布为曲边形，计算时等效为矩形应力图