混凝土結(jié)構(gòu)設計的基本原則ppt課件

1、混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章第二章第二章 混凝土構(gòu)造設計的根本原那么混凝土構(gòu)造設計的根本原那么混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章本章重點本章重點構(gòu)造上的作用、作用效應和構(gòu)造抗力的概念及其隨機特性； 混凝土構(gòu)造設計方法的實際根底混凝土構(gòu)造設計方法的實際根底可靠可靠 度實際；度實際； 我國規(guī)范的設計方法我國規(guī)范的設計方法概率極限形狀設概率極限形狀設 計法。計法?；炷翗?gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2.1.1 構(gòu)

2、造上的作用構(gòu)造上的作用定義：凡能使構(gòu)造產(chǎn)生內(nèi)力、應力、位移、應變、定義：凡能使構(gòu)造產(chǎn)生內(nèi)力、應力、位移、應變、裂痕的要素，都稱之為構(gòu)造上的作用。裂痕的要素，都稱之為構(gòu)造上的作用。 直接作用：荷載；直接作用：荷載；分類：分類： 間接作用：溫度、收縮、徐變、地基不均勻沉降、間接作用：溫度、收縮、徐變、地基不均勻沉降、地震等。地震等。2.1構(gòu)造上的作用、作用效應與構(gòu)造抗力構(gòu)造上的作用、作用效應與構(gòu)造抗力混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2.1.2 作用效應作用效應 定義：凡能使構(gòu)造產(chǎn)生內(nèi)力、應力、位移、應變、裂定義：凡能使構(gòu)造產(chǎn)生內(nèi)力、應

3、力、位移、應變、裂 縫的要素，都稱之為構(gòu)造上的作用?？p的要素，都稱之為構(gòu)造上的作用。2.1.3 構(gòu)造抗力構(gòu)造抗力 定義：構(gòu)造抵抗作用效應的才干。定義：構(gòu)造抵抗作用效應的才干?；炷翗?gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2.2荷載分類荷載分類2.2.1 永久荷載永久荷載(恒荷載恒荷載) 定義：大小、方向、作用點不隨時間改動的荷載，如定義：大小、方向、作用點不隨時間改動的荷載，如 自重，土壓力，預應力等；自重，土壓力，預應力等；2.2.2 可變荷載可變荷載(活荷載活荷載) 定義：大小、方向、作用點隨時間改動的荷載，如樓定義：大小、方向、作用點隨時

4、間改動的荷載，如樓 面和屋面活載，風荷載、雪荷載、吊車荷載、面和屋面活載，風荷載、雪荷載、吊車荷載、 車輛荷載等；車輛荷載等；2.2.3 偶爾荷載偶爾荷載 定義：構(gòu)造運用期間能夠不出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，時間短、定義：構(gòu)造運用期間能夠不出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，時間短、 效應大的荷載，如爆炸力，撞擊等。效應大的荷載，如爆炸力，撞擊等。 混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2.3.1 永久荷載永久荷載2.3荷載代表值荷載代表值規(guī)范值：構(gòu)造運用期間能夠出現(xiàn)的最大值。規(guī)范值：構(gòu)造運用期間能夠出現(xiàn)的最大值。規(guī)范值：構(gòu)造運用期間能夠出現(xiàn)的最大值，也是可規(guī)范值：構(gòu)

5、造運用期間能夠出現(xiàn)的最大值，也是可變荷載的根本代表值變荷載的根本代表值 。2.3.2 可變荷載可變荷載組合值：當有兩個或兩個以上可變荷載同時作用十組合值：當有兩個或兩個以上可變荷載同時作用十的代表值的代表值 。組合值組合值 = c 規(guī)范值規(guī)范值 混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章頻遇值：常遇值頻遇值：常遇值,計算裂痕變形時用。計算裂痕變形時用。準永久值：可變荷載中，較穩(wěn)定的那一部分值，計準永久值：可變荷載中，較穩(wěn)定的那一部分值，計算裂痕變形時用。算裂痕變形時用。頻遇值頻遇值 = f 規(guī)范值規(guī)范值 t/T0.12.3.3 偶爾荷載：按

6、運用特點定。偶爾荷載：按運用特點定。準永久值準永久值 = q 規(guī)范值規(guī)范值 t/T=0.5t為設計基準期內(nèi)荷載到達和超越該值的總繼續(xù)時間，為設計基準期內(nèi)荷載到達和超越該值的總繼續(xù)時間，T為設計基準期。為設計基準期?；炷翗?gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章規(guī)范值查荷載規(guī)范規(guī)范值查荷載規(guī)范2.4樓面和屋面活荷載樓面和屋面活荷載荷載規(guī)范中的荷載值不包括隔墻重和二次裝修重。荷載規(guī)范中的荷載值不包括隔墻重和二次裝修重。 2kN/m0 . 5 直升飛機坪：直升飛機坪： 樓面：樓面：2kN/m0 . 2 屋面：不上人屋面屋面：不上人屋面 上人屋面上人屋

7、面 屋頂花園屋頂花園2kN/m5 . 02kN/m0 . 22kN/m0 . 3 混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章當計算主要承重構(gòu)造時當計算主要承重構(gòu)造時2.5風荷載風荷載wk = zs z w0 21式中：式中： z 高度高度Z處的風振系數(shù)處的風振系數(shù); s 體型系數(shù)體型系數(shù);z 風壓高度變化系數(shù)，按地面粗糙程度風壓高度變化系數(shù)，按地面粗糙程度 A、B、C、D四級定，四級定， A 海岸、湖海岸、湖 區(qū)；區(qū)； B 鄉(xiāng)村、市郊；鄉(xiāng)村、市郊； C 普通城市普通城市 市區(qū)；市區(qū)； D有密集高層建筑市區(qū)有密集高層建筑市區(qū) ;混凝土構(gòu)造根本

8、原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章n1050100長沙地域長沙地域 w0 0.250.350.40根本風壓值根本風壓值 w0 50年一遇的根本風壓年一遇的根本風壓 。2kN/m2kN/m混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章n1050100長沙地域長沙地域 W0 0.350.450.50根本雪壓值根本雪壓值2kN/m2. 雪荷載雪荷載sk = r s0 22式中：式中： r 屋面積雪分布系數(shù)屋面積雪分布系數(shù); s0 50年一遇的根本雪壓。年一遇的根本雪壓。2kN/m混凝土構(gòu)造根本原理混凝土

9、構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2.7構(gòu)造的設計運用年限與平安等級構(gòu)造的設計運用年限與平安等級2.7.1 構(gòu)造的設計運用年限構(gòu)造的設計運用年限類類別別構(gòu)造類型構(gòu)造類型構(gòu)造的設計運構(gòu)造的設計運用年限年用年限年暫時性構(gòu)造暫時性構(gòu)造5易于交換的構(gòu)造構(gòu)件易于交換的構(gòu)造構(gòu)件25普通房屋和構(gòu)筑物普通房屋和構(gòu)筑物50留念性建筑和特別重要建筑留念性建筑和特別重要建筑1002.7.2 構(gòu)造的平安等級構(gòu)造的平安等級按構(gòu)造的重要性劃分按構(gòu)造的重要性劃分一級：重要建筑一級：重要建筑二級：普通建筑二級：普通建筑三級：次要建筑三級：次要建筑 混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二

10、章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章定義：整個構(gòu)造或構(gòu)造的一部分超越某一特定形狀定義：整個構(gòu)造或構(gòu)造的一部分超越某一特定形狀就不能滿足設計指定的某一功能要求，這個特定的就不能滿足設計指定的某一功能要求，這個特定的形狀稱之為該功能的極限形狀。形狀稱之為該功能的極限形狀。 承載才干極限形狀：超越這一極限形狀時構(gòu)造承載才干極限形狀：超越這一極限形狀時構(gòu)造將發(fā)生破壞、倒塌或失穩(wěn)等景象。將發(fā)生破壞、倒塌或失穩(wěn)等景象。分類：分類： 正常運用極限形狀：超越這一極限形狀時構(gòu)造將出正常運用極限形狀：超越這一極限形狀時構(gòu)造將出現(xiàn)過大的變形、過寬的裂痕或出現(xiàn)鋼筋嚴重銹蝕、現(xiàn)過大的變形、過寬的裂痕

11、或出現(xiàn)鋼筋嚴重銹蝕、混凝土腐蝕、風化、剝落等景象?；炷粮g、風化、剝落等景象。2.8構(gòu)造的極限形狀及其分類構(gòu)造的極限形狀及其分類混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章構(gòu)造的可靠性：指構(gòu)造的平安性、適用性、耐久性。構(gòu)造的可靠性：指構(gòu)造的平安性、適用性、耐久性。構(gòu)造的可靠度：指構(gòu)造在規(guī)定時間內(nèi)、規(guī)定條件下構(gòu)造的可靠度：指構(gòu)造在規(guī)定時間內(nèi)、規(guī)定條件下完成預定功能的概率，是構(gòu)造可靠性的概率度量。完成預定功能的概率，是構(gòu)造可靠性的概率度量。2. 構(gòu)造的可靠性和可靠度構(gòu)造的可靠性和可靠度平均值zf (z)反彎點zpspr可靠概率失效概率Z0Z0失

12、效 可靠標準差正態(tài)分布正態(tài)分布 = 2 0 0，構(gòu)造可靠；，構(gòu)造可靠；= 0= 0，極限形狀；，極限形狀；0 0，構(gòu)造失效。，構(gòu)造失效。 變異系數(shù)變異系數(shù)z=z/z=z/zz混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章式中：式中： 構(gòu)造抗力的平均值和規(guī)范值；構(gòu)造抗力的平均值和規(guī)范值；作用效應的平均值和規(guī)范值。作用效應的平均值和規(guī)范值。RR 、ss 、2.10構(gòu)造的目的構(gòu)造的目的現(xiàn)行設計方法以概率實際為根底，用可靠目的度量，采現(xiàn)行設計方法以概率實際為根底，用可靠目的度量，采用多個分項系數(shù)表達。設，那么用多個分項系數(shù)表達。設，那么zz 242s2

13、RsRzz 混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章 按承載才干極限形狀設計時按承載才干極限形狀設計時 按正常運用極限形狀設計時按正常運用極限形狀設計時破壞類型破壞類型平安等級平安等級一級一級二級二級三級三級塑性破壞塑性破壞3.73.22.7脆性破壞脆性破壞4.23.73.2根據(jù)其可逆程度可取根據(jù)其可逆程度可取0 0.5。混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2.11.1 計算公式計算公式2.11按承載力極限形狀的設計方法按承載力極限形狀的設計方法及其荷載組合及其荷載組合 25RS

14、 0 式中：式中： 構(gòu)造重要性系數(shù)；構(gòu)造重要性系數(shù)； 平安等級為一級或運用年限為平安等級為一級或運用年限為100年時，年時， ； 平安等級為二級或運用年限為平安等級為二級或運用年限為50年時，年時， ； 平安等級為三級或運用年限為平安等級為三級或運用年限為5年時，年時， 。 荷載效應組合的設計值，用根本組合或偶荷載效應組合的設計值，用根本組合或偶 然組合；然組合； 構(gòu)造構(gòu)件抗力設計值。構(gòu)造構(gòu)件抗力設計值。0 1 . 10 0 . 10 9 . 00 SR混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2.11.2 荷載效應組合荷載效應組合 普通構(gòu)

15、造構(gòu)件：選以下計算中較大者普通構(gòu)造構(gòu)件：選以下計算中較大者 由可變荷載控制時由可變荷載控制時 由永久荷載控制時由永久荷載控制時 26kQc2QQ1kQ1GkGiiniiSSSS 27kQc1QGkGiiniiSSS 根本組合根本組合混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章式中：式中： 荷載分項系數(shù)，當其效應對構(gòu)造不利時，荷載分項系數(shù)，當其效應對構(gòu)造不利時， 公式公式7中的中的 ，公式，公式8中的中的 ；當其效應對構(gòu)造有利時，普通；當其效應對構(gòu)造有利時，普通 情況下取情況下取1.0，驗算傾覆、滑移或漂浮時，驗算傾覆、滑移或漂浮時 取取0.9

16、； 活載分項系數(shù)，普通情況下取活載分項系數(shù)，普通情況下取1.4，當活，當活 載規(guī)范值大于載規(guī)范值大于 的工業(yè)房屋樓面結(jié)的工業(yè)房屋樓面結(jié) 構(gòu)取構(gòu)取1.3； 恒載規(guī)范值所產(chǎn)生的內(nèi)力；恒載規(guī)范值所產(chǎn)生的內(nèi)力； 活載規(guī)范值所產(chǎn)生的內(nèi)力，活載規(guī)范值所產(chǎn)生的內(nèi)力，i=1的活荷載的活荷載 為主導活荷載；為主導活荷載；iQ G GkSkQiS2 . 1G 35. 1G 2kN/m4混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章 普通排架、框架構(gòu)造：選以下計算中較大者普通排架、框架構(gòu)造：選以下計算中較大者 由可變荷載控制時由可變荷載控制時 由永久荷載控制時由永久

17、荷載控制時 28kQ1QGkGiniiSSS 29kQc1QGkGiiniiSSS 式中：式中： 簡化式中的荷載組合系數(shù)；普通情況下簡化式中的荷載組合系數(shù)；普通情況下 取取 ，只需一個活荷載取，只需一個活荷載取 。 和和 的取值與式的取值與式67一樣。一樣。 9 . 0 0 . 1 G iQ 混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章 偶爾荷載的代表值不乘分項系數(shù)；偶爾荷載的代表值不乘分項系數(shù)； 偶爾組合偶爾組合 與偶爾荷載同時出現(xiàn)的其它荷載采用適當?shù)拇碇担慌c偶爾荷載同時出現(xiàn)的其它荷載采用適當?shù)拇碇担?各種情況下荷載效應的設計值公式由有

18、關(guān)規(guī)范另定。各種情況下荷載效應的設計值公式由有關(guān)規(guī)范另定?；炷翗?gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2.11.3 構(gòu)造抗力設計值構(gòu)造抗力設計值 R取決于截面尺寸大小和資料強度高低。取決于截面尺寸大小和資料強度高低。資料強度高低分為規(guī)范值和設計值。資料強度高低分為規(guī)范值和設計值。 資料強度規(guī)范值資料強度規(guī)范值 資料強度設計值資料強度設計值 砼：砼：ckftkf 鋼筋：鋼筋：ykf保證率：保證率：95 645. 1 f 砼：砼： 鋼筋：鋼筋：cckc ff ctkt ff syky ff 混凝土構(gòu)造根本原理混凝土構(gòu)造根本原理第二章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章式中：式中： 砼的資料分項系數(shù)；建筑工程取砼的資料分項系數(shù)；建筑工程取1.4，公路，公路 橋涵工程取橋涵工程取1.45。 鋼筋的資料分項系數(shù)；建筑工程對熱軋鋼鋼筋的資料分項系數(shù)；建筑工程對熱軋鋼 筋取筋取1.1，對鋼絲、鋼絞線、熱處置鋼筋取，對鋼絲、鋼絞線、熱處置鋼筋