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第 三 章 混凝土 结构的设计方法

第 三 章 混凝土 结构的设计方法. 第三章 混凝土 结构设计方法. ◆ 工程结构的设计需要保证 安全可靠 、 经济合理. ◆ 由于实际工程结构中存在多种不确定性. ◆ 结构设计方法就是研究工程设计中的各种不确定性问题，取得 安全可靠与经济合理之间的均衡. 3. 1 结构的设计要求. 第 三 章 混凝土 结构的设计方法. § 3. 1 结构可靠度. 一 、 结构上的作用、 作用效应、结构抗力 1、作用： 使 结构产生内力、变形的原因。 直接作用：荷载 间接作用：不均匀沉降、温度变形、收缩变形、地震 2、作用分类 永久作用： 可变作用：

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第 三 章 混凝土 结构的设计方法

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Presentation Transcript

  1. 第三章 混凝土结构的设计方法 第三章 混凝土结构设计方法 ◆工程结构的设计需要保证安全可靠、经济合理 ◆由于实际工程结构中存在多种不确定性 ◆结构设计方法就是研究工程设计中的各种不确定性问题，取得安全可靠与经济合理之间的均衡 3.1 结构的设计要求

  2. 第三章 混凝土结构的设计方法 §3. 1 结构可靠度 • 一、结构上的作用、作用效应、结构抗力 • 1、作用：使结构产生内力、变形的原因。 • 直接作用：荷载 • 间接作用：不均匀沉降、温度变形、收缩变形、地震 • 2、作用分类 • 永久作用： • 可变作用： • 偶然作用： 3.1 结构可靠度

  3. 第三章 混凝土结构的设计方法 3、作用效应 作用效应（S） ：结构上的作用引起的效应 M、N、V、T、 f、w S = S(Q) 4、结构抗力 结构抗力（R ）：结构抵抗作用效应的能力。 Mu、Vu、 [f]、 [w] R = R(fc, fs, A, h0, As, …) 3.1 结构可靠度

  4. 第三章 混凝土结构的设计方法 • 二、结构的功能要求（可靠性） • 安全性 • 适用性 • 耐久性 • 可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称 • 在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力。 • 结构可靠性越高，建设造价投资越大。 • ■ 如何在可靠与经济之间取得均衡，就是设计方法要解决的问题。 3.1 结构可靠度

  5. 第三章 混凝土结构的设计方法 建筑结构的安全等级 安全等级 破坏后果 建筑物类型 一级 很严重 重要的建筑物 二级 严重 一般的建筑物 三级 不严重 次要的建筑物 三、结构安全等级 3.1 结构可靠度

  6. 第三章 混凝土结构的设计方法 fm-1.645σ fm SmSm+1.645σ §3.2 荷载和材料强度 对于结构设计而言，如何设计的安全呢？ 荷载标准值： 材料强度标准值： 1.645——保证率系数。 荷载标准值——实际荷载低于标准值的概率为95％； 材料强度标准值——实际强度高于标准值的概率为95％； 3.2 荷载和材料强度

  7. 第三章 混凝土结构的设计方法 §3.3 极限状态设计法 一、极限状态 ◆区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限状态” 3.3 极限状态设计法

  8. 第三章 混凝土结构的设计方法 承载力极限状态 超过该极限状态，不能满足安全性要求 ◆结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡 ◆结构或构件达到最大承载力 ◆结构塑性变形过大而不适于继续使用 ◆结构或构件丧失稳定 ◆结构形成几何可变体系 3.3 极限状态设计法

  9. 第三章 混凝土结构的设计方法 正常使用极限状态 超过该极限状态，不能满足适用性和耐久性的要求。 ◆过大的变形、侧移； ◆过大的裂缝； ◆过大的振动； ◆其他正常使用要求。 3.3 极限状态设计法

  10. 第三章 混凝土结构的设计方法 二、极限状态方程 结构的功能函数Z=R-S（随机变量）。 Z=R-S>0，可靠 Z=R-S=0，极限状态 Z=R-S<0，失效 Z=0 称为结构的极限状态方程。 3.3 极限状态设计法

  11. 第三章 混凝土结构的设计方法 三、结构的可靠度和可靠指标 可靠度：可靠性的概率度量。 1、可靠概率PS 2、失效概率Pf 3.3 极限状态设计法

  12. 第三章 混凝土结构的设计方法 b—可靠指标 3、可靠指标β Pf与β有着一一对应的关系 β值愈大，失效概率Pf值就愈小； β值愈小，失效概率Pf值就愈大。 3.3 极限状态设计法

  13. 第三章 混凝土结构的设计方法 安全等级 破坏类型 不同安全等级的目标可靠指标[β] 一级 二级 三级 延性 3.7 3.2 2.7 脆性 4.2 3.7 3.2 4、设计可靠指标[β] 3.3 极限状态设计法

  14. 第三章 混凝土结构的设计方法 结构的重要性系数 安全等级 重要性系数 一级 1.1 二级 1.0 三级 0.9 §3.4 极限状态设计表达式 一、承载力极限状态实用设计表达式 3.4 极限状态设计表达式

  15. 第三章 混凝土结构的设计方法 3.4 极限状态设计表达式

  16. 第三章 混凝土结构的设计方法 1、基本组合 （1）由可变荷载效应控制的组合 （2）由永久荷载效应控制的组合 2、偶然组合 3.4 极限状态设计表达式

  17. 第三章 混凝土结构的设计方法 二、正常使用极限状态实用设计表达式 S≤C 注意事项： ①荷载、材料强度采用标准值； ②不计入结构重要性系数。 3.4 极限状态设计表达式

  18. 第三章 混凝土结构的设计方法 荷载效应组合 Ⅰ. 标准组合： Ⅱ. 频遇组合 Ⅲ. 准永久组合 3.4 极限状态设计表达式

  19. 第三章 混凝土结构的设计方法 本章的主要内容 1. 结构的功能要求；结构可靠性的定义; 2. 结构的极限状态，我国《规范》采用的是什么设计方法？ 3. 熟悉结构设计中的不确定性因素; 4. 结构可靠度、可靠指标与失效概率; 5. 熟记两类极限状态的实用设计表达式; 6. 建筑结构的安全等级，熟记重要性系数; 7. 掌握荷载标准值与设计值之间、材料强度值之间的转化；熟记恒载与活载分项系数的取值; 本章主要内容

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