混凝土结构设计的基本原则PPT课件

（（21））结影构响构正件常或使连用接或发外生观材的料变强形度。破坏，或因过度变形而不适于 继（续2）承影载响。正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝）。 （3）结影构响转正变常为使机用动的体 振系 动。 （4）结影构响或正构常件使丧用失的稳 其定 他（ 特如 定压 状屈 态等 。）。 （5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。
1.混凝土结构定义与分类
结构：由不同受力构件组成的承受各种外部作用的骨架
按空间位置和力的传递 关系分为： 水平承重结构、竖向承 重结构、地下承重结构
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2021/2/27
一、 结构的功能要求
2.结构上的作用、作用效应和结构抗力
直接作用 ：指施加在结构上的荷载，如恒荷载、风荷载等
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二、 结构的极限状态
结构的极限状态(limit state) 临界状态
承载能力极限状态 正常使用极限状态
安全性 适用性、耐久性
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二、 结构的极限状态方程和可靠度
2、结构的功能函数和极限状态方程
结构构件的工作状态可用包括各有关变量在内的结构功能 函数来表达。
作用
间接作用 ：指引起结构外加变形和约束变形的其它作用， 如地基沉降、温度变化、混凝土收缩等。
作用的分类 结构的反应特点分
静态作用：使结构产生的加速度可以忽略不计的作用，如自重
动态作用：使结构产生的加速度不可忽略的作用，如地震、吊
车荷载等
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一、 结构的功能要求
Z g( X1, X 2 , , X n ) —— 功能函数
当功能函数中仅包括作用效应 S 和结构抗力R 两个基本变量时，可得
Z g(R, S) R S 当 Z 0 时，结构处于可靠状态 当 Z 0 时，结构处于失效状态 当 Z 0 时，结构处于极限状态 Z g( X1, X 2 , , X n ) 0 —— 极限状态方程
缝然不等发事。生件锈（蚀如等地。震、校核洪水位等）发生时和发生后，结构仍能保
持必需的承载力和稳定性，不致发生倒塌或连续破坏而造成生命
财产的严重损失。
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一、 结构的功能要求
4.结构的可靠性与安全等级 设计使用年限 可靠性：结构或构件在规定的时间内，规定的条件下完 成预定功能的能力。
第三章 混凝土结构基本
设计原则
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本章重点
➢ 理解结构上的作用、作用效应和结构抗力的概念及 其随机特性；
➢ 了解混凝土结构设计方法的理论基础——可靠度理
论；
➢ 掌握我国规范的设计方法——概率极限状态设计法。
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一、 结构的功能要求
规定的条件
正常设计、施工、使用和维护条件下
预定功能
安全性、适用性、耐久性
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一、 结构的功能要求
可靠性与经济性相协调
根据破坏后果的严重性，将建筑物划分为三个安全 等级。
安全来自百度文库等级
破坏 后果
建筑物 类型
一级 二级 三级
很严重 严重 不严重
重要建筑 一般建筑 次要建筑
可动作用：在结构上一定范围内可任意分布的作用，如人群荷载
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一、 结构的功能要求
作用效应和结构抗力
指作用引起的结构 或构件的内力、变
形和裂缝等
指结构或构件承受作用 效应的能力，如承载力、
刚度和抗裂度等
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一、 结构的功能要求
设计使用年限是设计规定的结构或构件不需进行大修就 能按预期目的使用、完成预定功能的时期，即结构在规 定的条件下所应达到的使用年限。
设计基准期为确定可变作用及与时间有关的材料性能等 取值而选用的时间参数。
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一、 结构的功能要求
可靠性：指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。 可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。
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二、 结构的极限状态
1. 极限状态定义与分类
若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，此状态即为该功能的极限状态。承载能力极限状态和 正常使用极限状态。
承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载能力或不适于承载的过大变形。 正（常1使）用整极个限结状构态或：结结构构的或一构部件分达作到正为常刚使体用失或去耐平久衡性（能如的倾某项覆规等定）的。限值。
按时间变异性分 永久作用：在设计基准期内量值基本不变，如自重、土压力等
可变作用：在设计基准期内量值随时间变化且其变化与平均值 相比不可忽略，如楼面活荷载、吊车荷载等 偶然作用：在设计基准期内不一定出现，而一旦出现，其量值 很大且持续时间很短的作用，如地震、爆炸、冲击等 按空间位置的变异性分 固定作用：在结构上具有固定的分布，如自重、固定设备荷载等
◆◆◆适安耐用全久性性性SDSeaurfvreiatcybeialibtiylity
可靠性
结结构构在在在正正正常常常使使设用用计荷、、载维施作护工用条、下件使具下用有应情良有况好足下的够能工的承作耐受久性可性。能。如出完不现好产的使生各用影种到响
使直设用计接的规作过定用大的和变年间形限接或。作振如用幅，，，混如不凝施发土加生不的足发荷以生载让严、使重外用风加者化变感、形到腐、不蚀约、安束脱的变落过形，宽;在钢的偶筋裂
3. 结构设计中的不确定性
g+q
M 1 (g q)l 2 8
随机变量
a. 恒载 g与构件尺寸、材料容重等有关 b. 活载 q的数值是随时在变化的 c. 计算跨度 l 的不准确
Mu
f y As h0
0.5
f y As
f
c
b
a.材料强度 fy 和 fc 的离散 b.截面尺寸h0和 b 的施工误差
虽设计保证 M M u
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不一定安全（可靠）!
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一、 结构的功能要求
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一、 结构的功能要求
3.结构的功能要求
结构设计的目的：在一定的经济条件下，使结构在预定 的使用期限内能满足设计所预期的各种功能要求，包括 安全性、适用性和耐久性。