钢筋混凝土结构设计计算原理.ppt

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1、水工钢筋砼结构水工钢筋砼结构Hydraulic Reinforced Concrete Structure第第2章章 钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构设计计算原理设计计算原理Fundamental Theory of Concrete Structure 2.5 水工钢筋砼结构设计规范水工钢筋砼结构设计规范的的实用设计表达式实用设计表达式Utility Design Equation In Code水工规范：水工规范：水工混凝土结构设计规范水工混凝土结构设计规范老规范：老规范：SL/T191-96SL/T191-96、DL/T5057-96DL/T5057-96相同：采用相同：采用5 5个分个分项

2、系数项系数，来保证结构的可靠度。，来保证结构的可靠度。新规范：新规范：SL191-08SL191-08、DL/T5057-09DL/T5057-09基本相同基本相同 DL/T5057-09DL/T5057-09采用采用概率论概率论基础的基础的5 5个分项系数个分项系数 SL191-08SL191-08采用采用多个分项系数多个分项系数分析的分析的安全系数安全系数2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时采用的分项系数(Partial Coeffic

3、ient)采用采用5个分项系数：个分项系数：结构重要性系数结构重要性系数0、设计状设计状况系数况系数、结构系数结构系数d、荷载分项系数荷载分项系数G和和Q、材材料分项系数料分项系数 c和和s。2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时采用的分项系数1.结构重要性系数结构重要性系数 0 结构安全级别为结构安全级别为、级的结构构件，级的结构构件，0分别分别取为取为1.1、1.0及及0.9（P44表表2-3），反映不同，反映不同安全级别安全级别的的可靠

4、度水平要求不同的的可靠度水平要求不同。2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时采用的分项系数2.设计状况系数设计状况系数 1 1）意义：）意义：结构在施工、安装、运行、检修等不同时期可能结构在施工、安装、运行、检修等不同时期可能出现不同的结构体系、荷载及环境条件，所以在设出现不同的结构体系、荷载及环境条件，所以在设计时应考虑分不同状况考虑。计时应考虑分不同状况考虑。2 2）三种状态：）三种状态：(1)(1)持久状况持久状况:结构在长期运行过程中

5、出现的设计状况结构在长期运行过程中出现的设计状况(2)(2)短暂状况短暂状况:施工、安装、检修或使用过程施工、安装、检修或使用过程中中短暂短暂出出现的设计状况。现的设计状况。(3)(3)偶然状况偶然状况:使用过程中使用过程中，出现，出现概率很小概率很小，持续，持续时间时间很短很短的设计状况，如遭遇的设计状况，如遭遇地震地震或或校核洪水位校核洪水位。2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时采用的分项系数2.设计状况系数设计状况系数 3 3）取值：

6、）取值：设计状况系数设计状况系数反映不同设计状况其反映不同设计状况其可靠度水平可靠度水平要求不同。要求不同。取值：取值：持久持久-1.0/短暂短暂-0.95(P43)/偶然偶然-0.85(P45)2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时采用的分项系数3.荷载分项系数荷载分项系数 G、Q1 1）意义：）意义：用来考虑荷载用来考虑荷载超过标准值超过标准值的可能性，在水工建筑的可能性，在水工建筑物设计中，它实质上就是物设计中，它实质上就是“超载系数超

7、载系数”。2 2）荷载设计值：）荷载设计值：荷载标准值荷载标准值乘以相应的乘以相应的荷载分项系数荷载分项系数后即为后即为荷载荷载设计值设计值。G、Q分别对应分别对应永久荷载永久荷载和和可变荷载可变荷载。2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时采用的分项系数3.荷载分项系数荷载分项系数 G、Q3 3）荷载分项系数的依据荷载分项系数的依据：依据荷载的依据荷载的变异程度大小变异程度大小。4 4）取值：）取值：按按水工建筑物荷载设计规范水工建筑物荷载设

8、计规范取用取用 对某些对某些可控制可控制使其不超出规定限值的使其不超出规定限值的可变作用可变作用(荷荷载载)，如所规定的，如所规定的分项系数分项系数小于小于1.10时，应取为时，应取为1.10；对对其他其他可变作用可变作用(荷载荷载)，如所规定的，如所规定的分项系数分项系数小于小于1.20时，则应取为时，则应取为1.20。当永久荷载对结构当永久荷载对结构有利有利时，应取为时，应取为0.95。未规定的按照未规定的按照表表2-4。2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2

9、.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时采用的分项系数4.材料材料分项系数分项系数c、s1 1）意义：）意义：考虑材料的考虑材料的离散性离散性和和施工偏差施工偏差带来的材料实际强带来的材料实际强度度低于其强度标准值低于其强度标准值，在承载能力极限状态引入，在承载能力极限状态引入材材料强度分项系数料强度分项系数。2 2）材料强度设计值：）材料强度设计值：材料强度标准值材料强度标准值除以相应的除以相应的材料分项系数材料分项系数后即为后即为材料强度设计值材料强度设计值。c、s分别对应分别对应砼砼和和钢筋钢筋。2.5 水工钢筋砼结构设计

10、规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时采用的分项系数4.材料材料分项系数分项系数c、s3 3）取值：）取值：砼砼：fck/1.4，ftk/1.4；设计值；设计值 fc、ft钢筋：钢筋：抗拉：热轧钢筋抗拉：热轧钢筋：b b/1.1；设计值设计值 fy 预应力钢筋：预应力钢筋：0.85b b/1.2;设计值设计值 fpy 抗压：钢筋的抗压：钢筋的抗压强度设计值抗压强度设计值fy则是由砼的极限则是由砼的极限压应变压应变cucu=0.002）与钢筋弹性模量）与钢筋弹性模量Es

11、的乘积，同时的乘积，同时规定规定fy不大于钢筋的抗拉强度设计值不大于钢筋的抗拉强度设计值fy。2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时采用的分项系数4.材料材料分项系数分项系数c、s4 4）说明：）说明：设计值不能保证相同保证率设计值不能保证相同保证率 实际采用设计值（已隐含分项系数）实际采用设计值（已隐含分项系数）取值见：取值见：附录附录2 2表表1 1，3 3，4 42.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用

12、设计表达式2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5 2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时采用的分项系数5.结构系数结构系数d1 1）意义：）意义：用来考虑荷载分项系数和材料强度系数用来考虑荷载分项系数和材料强度系数没能反映没能反映的对结构可靠度有影响的因素，如荷载效应和抗力的对结构可靠度有影响的因素，如荷载效

13、应和抗力计算模式的计算模式的不定性不定性。2 2）确定方法：）确定方法：利用近似概率法，根据利用近似概率法，根据目标可靠指标目标可靠指标，其他，其他4 4项分项分析系数已定的条件下求得该系数。析系数已定的条件下求得该系数。具体根据具体根据7 7种构件、种构件、5 5种材料、种材料、5 5种荷载、若干可变种荷载、若干可变和永久荷载效应得比值下的结构系数的加权平均。和永久荷载效应得比值下的结构系数的加权平均。2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.1 承载能力极限状态时采用的分项系数承载能力极限状态时

14、采用的分项系数5.结构系数结构系数d3 3）取值：）取值：用用P44表表2-62.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.2 承载能力极限状态的设计表达式承载能力极限状态的设计表达式 应按照荷载效应的应按照荷载效应的基本组合基本组合和和偶然组合偶然组合分别进行分别进行承载能力极限状态计算。承载能力极限状态计算。1.基本组合基本组合1 1）组合：）组合：持久持久状况或状况或短暂短暂状况下状况下永久荷载永久荷载与与可变荷载可变荷载效应效应组合。组合。2 2）公式：）公式：2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实

15、用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式),(122110kyckQQkQQGkGdaffRRSSSSRS（2-20）（2-21）（2-22）2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.2 承载能力极限状态的设计表达式承载能力极限状态的设计表达式1.基本组合基本组合3 3）参数含义：）参数含义：2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式 0 结构重要性系数（结构重要性系数（1.1 1.0 0.91.1 1.0 0.9）设计状况系数（设计状况系数（1.0 0.9 0.851.0 0.9 0.85）S荷载效应组合荷载效应组合组合设计值组

16、合设计值 SGk、SQ1k、SQ2k永久永久、一般可变一般可变、可控可变可控可变标准标准荷载荷载效应效应 R结构构件抗力结构构件抗力设计值设计值，结构承载力公式计算，结构承载力公式计算 d结构系数结构系数 G,Q1,Q2永久永久荷载、荷载、一般一般可变、可变、可控可变可控可变荷载分项系数荷载分项系数 R()结构构件的抗力结构构件的抗力函数函数 fc、fy材料强度的设计值材料强度的设计值 ak结构构件几何结构构件几何尺寸尺寸的标准值的标准值),(122110kyckQQkQQGkGdaffRRSSSSRS2.5.1 DL/T5057-09规范规范2.5.1.2 承载能力极限状态的设计表达式承载能力极限状态的设计表达式1.基本组合基本组合4 4）说明：）说明：2.5 水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式水工钢筋砼结构设计规范的实用设计表达式S 的含义的含义：设计值设计值，荷载在结构上产生的内力，荷载在结构上产生的内力 MD,ND,VD,TD(2-21)式式R 的含义的含义：设计值设计值，结构的，结构的极限承载力极限承载力 MuNuVuTu（设计值（设计值 2-27式）式）不同时出现的不同