混凝土结构设计的基本原则PPT.ppt
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1、混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理学习目标学习目标掌握极限状态的基本概念;掌握极限状态的基本概念;了解结构可靠度的基本原理;了解结构可靠度的基本原理;熟悉近似概率极限状态设计法熟悉近似概率极限状态设计法 在混凝土结构设计中的应用。在混凝土结构设计中的应用。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理教学提示教学提示首先应明确首先应明确建筑结构可靠度设计统一建筑结构可靠度设计统一 标准标准和和建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范是结构是结构 设计宜遵守的基本原则。设计宜遵守的基本原则。本章应重点介绍结构上的作用、对结构本章应重点介绍结构上的作用、对结构 的功能要求、设计基准期、两类极限状的功能要求、设计基
2、准期、两类极限状 态以及极限状态的实用设计表达式。态以及极限状态的实用设计表达式。第三章 混凝土结构基本设计原则 工程结构需要工程结构需要这只有这只有技术技术先进先进才能实现。才能实现。实际实际工工程结构中程结构中存在存在多种多种不确定性不确定性;工工程结构的程结构的基本设计原则基本设计原则就是就是研究研究各种各种不确定性不确定性问题,实现问题,实现可靠性可靠性与与经济性经济性的最佳平衡。的最佳平衡。一、作用的概念:一、作用的概念:使结构产生使结构产生内力内力或或变形变形的原因,分的原因,分直接作用直接作用和和 间接作用间接作用两种。两种。直接作用直接作用:是指施加在结构上的:是指施加在结构上
3、的集中力集中力或或分布力分布力,即即荷载荷载。间接作用间接作用:是指引起结构:是指引起结构外加变形外加变形或或约束变形约束变形的原的原 因(混凝土收缩、温度变化、基础差异因(混凝土收缩、温度变化、基础差异 沉降、地震等)。沉降、地震等)。第三章 混凝土结构基本设计原则 3.1极限状态和设计状况 在在结构使用期间,结构使用期间,其量值不随时间变化,或其其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。变化与平均值相比可以忽略不计的作用。结构自重、土压力、预应力、地基沉降、焊接等。结构自重、土压力、预应力、地基沉降、焊接等。在在结构使用期间,结构使用期间,其量值随时间变化,且其变其量值随
4、时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的作用。化与平均值相比不可忽略的作用。楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、汽车荷载汽车荷载、温度变化等。温度变化等。在在结构使用期间结构使用期间不一定出现,而一旦出现其量不一定出现,而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。值很大且持续时间很短的作用。爆炸力、撞击力、罕遇的地震等。爆炸力、撞击力、罕遇的地震等。第三章 混凝土结构基本设计原则 3.1极限状态和设计状况 第三章 混凝土结构基本设计原则 是荷载的是荷载的基本代表值基本代表值,为设计基准期内,为设计基准期内最大荷载最大荷载概概率分布的某个分位值。率分布的某个
5、分位值。按按设计尺寸设计尺寸与与材料重力密度材料重力密度的的乘积计算。一般相当于设计基准期内乘积计算。一般相当于设计基准期内最大荷载最大荷载概率分布概率分布的的0.5分位值。分位值。为设计基准期内为设计基准期内最大荷载最大荷载概率分布的某个分位值。概率分布的某个分位值。,查荷载规范,查荷载规范GB50009。,查公路桥涵通用规范,查公路桥涵通用规范JTG D60。3.1极限状态和设计状况 3.1极限状态和设计状况 (包括(包括安全性安全性、适应性适应性和和耐久性耐久性)第三章 混凝土结构基本设计原则 安全等级安全等级破坏后果破坏后果建筑物类型建筑物类型一级一级很严重很严重重要的建筑物重要的建筑
6、物二级二级严严 重重一般的建筑物一般的建筑物三级三级不严重不严重次要的建筑物次要的建筑物第三章 混凝土结构基本设计原则 安全等级安全等级破坏后果破坏后果桥梁类型桥梁类型一级一级很严重很严重特大及重要大桥特大及重要大桥二级二级严严 重重大、中桥及重要小桥大、中桥及重要小桥三级三级不严重不严重小桥、涵洞小桥、涵洞3.1极限状态和设计状况 第三章 混凝土结构基本设计原则 1 1、结构的设计使用年限、结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构是指设计规定的结构或结构构件件不需进行大修不需进行大修即可按其即可按其预定目的预定目的使用的时期。使用的时期。2 2、结构的设计使用年限、结构的设计使用年限不同
7、于不同于实际寿命实际寿命和和设计基准期设计基准期。类别类别设计使用年设计使用年限(年)限(年)示例示例15临时性结构临时性结构225易于替换的结构构件易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建筑物纪念性建筑和特别重要的建筑物 建筑结构设计使用年限分类建筑结构设计使用年限分类3.1极限状态和设计状况 3 3、设计基准期:、设计基准期:指为确定指为确定可变作用可变作用及及与时间有关的材与时间有关的材料性能料性能等取值而选用的等取值而选用的时间参数时间参数。建筑结构建筑结构的设计基准期为的设计基准期为50年。年。桥梁结构桥梁结构的设计基准期为的设计基准期
8、为100年。年。第三章 混凝土结构基本设计原则 3.1极限状态和设计状况 (包括(包括安全性安全性、适应性适应性和和耐久性耐久性)结构在结构在设计规定的使用年限设计规定的使用年限内,能承受在正常施工和内,能承受在正常施工和正常使用时可能出现的正常使用时可能出现的各种作用各种作用。在设计规定的。在设计规定的偶然事件偶然事件发生时及发生后,仍能保持必需的发生时及发生后,仍能保持必需的整体稳定性。整体稳定性。第三章 混凝土结构基本设计原则 一般为一般为50年年。指荷载、外加变形和约束变形(如温度和收缩变形受指荷载、外加变形和约束变形(如温度和收缩变形受到约束时);到约束时);如地震、爆炸、火灾、撞击
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