建筑結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)

1、 混凝土結(jié)構(gòu)基本計(jì)算原則 本章提要本章提要：本章主要介紹我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范所采用的以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的基本概念。講述概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式其內(nèi)涵和應(yīng)用；給出了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的規(guī)定。第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài) 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)上的作用與作用效應(yīng)S第三節(jié) 結(jié)構(gòu)抗力R第四節(jié) 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法第五節(jié)、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài) 一、建筑結(jié)構(gòu)的功能要求一、建筑結(jié)構(gòu)的功能要求 n建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的： 使結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用的條件下，滿足各項(xiàng)預(yù)定的功能要求，并取得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。 n建筑結(jié)構(gòu)功能功能要求主要包括：安全性安全性適用性適用性耐久性耐久性 n 承

2、載能力極限狀態(tài)n 正常使用極限狀態(tài)第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài) 二二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定的狀超過某一特定的狀態(tài)態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求。極限狀態(tài)分類例題 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的可靠、失效和極限狀態(tài)概念 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)上的作用與作用效應(yīng)S一、結(jié)構(gòu)上的作用與荷載 1、作用與荷載的定義 直接施加在結(jié)構(gòu)上的力及引起結(jié)構(gòu)變形的原因統(tǒng)稱為“作用”。荷載的分類和荷載效應(yīng)荷載的分類和荷載效應(yīng) 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將結(jié)構(gòu)上的荷載作如下分類：永久荷載1、按隨時(shí)間的變異分類偶然荷載2、按隨空間位置的變異分類 可變荷載自由荷載 3、按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點(diǎn)分類 靜態(tài)

3、荷載 動(dòng)態(tài)荷載 固定荷載 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)上的作用與作用效應(yīng)S一、結(jié)構(gòu)上的作用與荷載 2、荷載的分類和荷載效應(yīng) 二、結(jié)構(gòu)上的荷載效應(yīng)S 荷載效應(yīng)是結(jié)構(gòu)由于各種作用引起的內(nèi)力和變形的總稱，用S表示。三、荷載代表值建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范將荷載分為三類： 永久荷載 可變荷載 偶然荷載 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)上的作用與作用效應(yīng)S 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范對(duì)不同功能設(shè)計(jì)的荷載給予了相應(yīng)的規(guī)定量值，這種量值，稱為荷載的代表值。 三、荷載的代表值第二節(jié) 結(jié)構(gòu)上的作用與作用效應(yīng)S幾種荷載的代表值標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 值值 由由建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范荷載規(guī)范(p387)(p387)給出給出可變荷載準(zhǔn)永久值可變荷載準(zhǔn)永久值 = 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值可變荷

4、載標(biāo)準(zhǔn)值q 可變荷載可變荷載頻遇值頻遇值 = 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值f 可變荷載可變荷載組合值組合值 =可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值c c 第三節(jié) 結(jié)構(gòu)抗力R 一、結(jié)構(gòu)抗力概念 sykyff 表示結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受和抵抗荷載效應(yīng)的能力，用R表示。如承載力、剛度、抗裂度等二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料強(qiáng)度 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用的材料性能的基本代表值，以材料強(qiáng)度概率分布的某一分位值來確定。 三、材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值 材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值用于承載力計(jì)算時(shí)的材料強(qiáng)度的代表值 。P27(式2-5) cckcff第四節(jié) 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法一、功能函數(shù)與極限狀態(tài)方程 SRSRgZ, 用來描述結(jié)構(gòu)構(gòu)件完成預(yù)定功能

5、狀態(tài)的函數(shù)稱為功能函數(shù)Z: 二、結(jié)構(gòu)的可靠度與失效概率 n可靠概率Ps 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)能能完成預(yù)定功能的概率完成預(yù)定功能的概率 n失效概率Pf（見下頁表格） 不能不能完成預(yù)定功能的概率完成預(yù)定功能的概率n可靠指標(biāo)：22SRSRZZ三、建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)和目標(biāo)可靠指標(biāo) 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重程度，將建筑結(jié)構(gòu)劃為三個(gè)安全等級(jí)：結(jié)構(gòu)安全等級(jí) 破壞后果 建筑物類型 設(shè)計(jì)使用年限 一級(jí) 很嚴(yán)重 重要建筑物 100年及以上 二級(jí)嚴(yán)重 一般建筑物 50年 三級(jí)不嚴(yán)重 次要建筑物 5年及以下 第四節(jié) 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法表2-2 結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)劃分 荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)

6、值應(yīng)從下列組合中取應(yīng)從下列組合中取最不利值最不利值確定：確定：由可變荷載效應(yīng)控制組合由可變荷載效應(yīng)控制組合由永久荷載效應(yīng)控制組合由永久荷載效應(yīng)控制組合GGkQ1Q1kQiciQik2niSSSS GGkQiciQik1niSSS 2、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式：CS 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算主要進(jìn)行變形驗(yàn)算p388和裂縫控制驗(yàn)算。P389如：屋蓋樓蓋及樓梯構(gòu)件，當(dāng)長(zhǎng)度小于7m時(shí)，撓度限制為1/200；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境類別為一類，裂縫控制等級(jí)為三級(jí)，即0.3mm（or 0.4mm;年平均濕度60%時(shí)）S_正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)(變形裂縫寬度等)組 合設(shè)計(jì)值C_結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值

7、第四節(jié) 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合： 頻遇組合頻遇組合： 準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合：kGkQ1kciQik2niSSSSfGkf1Q1kqiQik2niSSSSqGkqiQik1niSSS僅適用于荷載效僅適用于荷載效應(yīng)為線性的情況應(yīng)為線性的情況第四節(jié) 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法第五節(jié)、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性一、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 n混凝土耐久性n鋼筋銹蝕 在正常維護(hù)的條件下，預(yù)計(jì)使用時(shí)期內(nèi)和指定的工作環(huán)境中能保證結(jié)構(gòu)滿足既定功能要求的性能 。影響耐久性因素主要兩個(gè)方面： 二、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)定1、混凝土結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境的分類第五節(jié)、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)使用環(huán)境分為五大類，作為耐久性設(shè)計(jì)的主要依據(jù) ；第五節(jié)、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 二、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)定第五節(jié)、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性2、設(shè)計(jì)使用年限與耐久性等級(jí)的劃分 混凝土規(guī)范把設(shè)計(jì)使用年限與耐久性結(jié)合，將設(shè)計(jì)使用年限（耐久性）劃分為四類；第五節(jié)、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性3、結(jié)構(gòu)耐久性對(duì)混凝土的要求按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法極限狀態(tài)按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)材料強(qiáng)度和荷載取值