混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原理

混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原理第一頁，共九十頁，2022年，8月28日第三章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計原則第一節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求第二節(jié)極限狀態(tài)第三節(jié)隨機變量的統(tǒng)計特征第四節(jié)概率極限狀態(tài)設(shè)計方法第五節(jié)實用設(shè)計表達式第二頁，共九十頁，2022年，8月28日第一節(jié)建筑結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)第三頁，共九十頁，2022年，8月28日一、建筑結(jié)構(gòu)的功能要求第四頁，共九十頁，2022年，8月28日第五頁，共九十頁，2022年，8月28日1945年7月28日上午，美國空軍一架B25轟炸機由于云霧，撞在當(dāng)時世界最高（381m）的建筑物紐約帝國大廈上，撞擊位置在278m高處的79層北側(cè)，外墻撞出5.5×6m的孔洞，機翼剪斷，飛機的二個發(fā)動機撞脫，一個橫穿樓層并通過南側(cè)外墻飛落到另一街區(qū)的建筑物屋頂上，另一個則擊穿該樓層的電梯井壁，跌落在電梯井中。第六頁，共九十頁，2022年，8月28日倫敦RonanPoint公寓是22層的裝配式鋼筋混凝土板式結(jié)構(gòu)體系。1968年5月16日，住在18層一單元住戶在廚房清晨點火煮水時因夜間煤氣泄漏引起爆炸。爆炸壓力破壞了該單元二側(cè)的外墻板和局部樓板，上一層的墻板在失去支承后也同時墜落，墜落的構(gòu)件依次撞擊下層造成連續(xù)破壞，使得22層高樓的一個角區(qū)從上到下一直坍到底層的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)為止。RonanPoint公寓的連續(xù)倒塌事故引起了國際結(jié)構(gòu)工程界的高度重視并開展了廣泛的討論，由此確立了結(jié)構(gòu)設(shè)計的又一個重要原則，即結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生一處破壞不應(yīng)造成整體的連續(xù)倒塌。為吸取這一教訓(xùn)，各國的設(shè)計規(guī)范幾乎都作了相應(yīng)的修訂。第七頁，共九十頁，2022年，8月28日第八頁，共九十頁，2022年，8月28日第九頁，共九十頁，2022年，8月28日第十頁，共九十頁，2022年，8月28日第十一頁，共九十頁，2022年，8月28日第十二頁，共九十頁，2022年，8月28日第十三頁，共九十頁，2022年，8月28日第十四頁，共九十頁，2022年，8月28日第十五頁，共九十頁，2022年，8月28日第十六頁，共九十頁，2022年，8月28日二、極限狀態(tài)第十七頁，共九十頁，2022年，8月28日第十八頁，共九十頁，2022年，8月28日第十九頁，共九十頁，2022年，8月28日第二節(jié)極限狀態(tài)設(shè)計方法一、影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素二者都是隨機變量。第二十頁，共九十頁，2022年，8月28日按作用時間和性質(zhì)分永久作用：可變作用：自重、土壓力樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載偶然作用：爆炸、撞擊、地震等永久作用：在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用期間，其值不隨時間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計可變作用：在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用期內(nèi)其值隨時間而變化，其變化與平均值相比不可忽略偶然作用：在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短荷載分類第二十一頁，共九十頁，2022年，8月28日二、分項系數(shù)荷載分項系數(shù)材料分項系數(shù)第二十二頁，共九十頁，2022年，8月28日直接計算不好計算，為簡化計算，將對值的控制等效地轉(zhuǎn)化為以分項系數(shù)表達的設(shè)計表達式，滿足分項系數(shù)設(shè)計表達式即等效于結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)達到或接近預(yù)定要求。

[][]的取值與構(gòu)件的破壞類型及結(jié)構(gòu)的重要性有關(guān)。第二十三頁，共九十頁，2022年，8月28日第二十四頁，共九十頁，2022年，8月28日三、按承載能力極限狀態(tài)計算第二十五頁，共九十頁，2022年，8月28日內(nèi)力組合設(shè)計值（1）基本組合：（按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時）對由可變荷載效應(yīng)控制的組合，按下式計算對由永久荷載效應(yīng)控制的組合，按下式計算對于基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S應(yīng)從下列組合值中取最不利值確定：第二十六頁，共九十頁，2022年，8月28日G–––永久荷載分項系數(shù)，當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時，對由可變荷載效應(yīng)控制的組合一般取1.2；對由永久荷載效應(yīng)控制的組合一般取1.35；當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時取1.0。第二十七頁，共九十頁，2022年，8月28日對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，基本組合可采用簡化規(guī)則，并應(yīng)按下列組合值中取最不利值確定：由可變荷載效應(yīng)控制的組合由永久荷載效應(yīng)控制的組合第二十八頁，共九十頁，2022年，8月28日四、按正常使用極限狀態(tài)驗算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過正常使用極限狀態(tài)時所造成的財產(chǎn)和生命損失要小于超過承載力極限狀態(tài)的后果，故其可靠度指標(biāo)要低一些。在荷載效應(yīng)及結(jié)構(gòu)抗力計算中均采用標(biāo)準(zhǔn)值作為其代表值。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在持荷作用下，其裂縫和變形會隨時間的推移而發(fā)展，因此討論其荷載組合時應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合進行設(shè)計。第二十九頁，共九十頁，2022年，8月28日荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合Sk：荷載的準(zhǔn)永久組合Sq：第三十頁，共九十頁，2022年，8月28日變形驗算式中f–––受彎構(gòu)件按荷載短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)組合影響計算的最大撓度。fmax–––《規(guī)范》允許撓度…3－6f

f

max變形的驗算第三十一頁，共九十頁，2022年，8月28日《規(guī)范》按使用階段對結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的不同要求，將裂縫控制等級分為三級：一級：嚴(yán)格要求不裂，使用階段不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。二級：一般要求不裂，使用階段允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但應(yīng)作限制。三級：允許開裂，應(yīng)驗算裂縫寬度max

lin…3－124.裂縫寬度的驗算第三十二頁，共九十頁，2022年，8月28日五、耐久性規(guī)定第三十三頁，共九十頁，2022年，8月28日第三十四頁，共九十頁，2022年，8月28日第三十五頁，共九十頁，2022年，8月28日第三十六頁，共九十頁，2022年，8月28日第三十七頁，共九十頁，2022年，8月28日第三十八頁，共九十頁，2022年，8月28日第三十九頁，共九十頁，2022年，8月28日第四十頁，共九十頁，2022年，8月28日第四十一頁，共九十頁，2022年，8月28日第四十二頁，共九十頁，2022年，8月28日第四十三頁，共九十頁，2022年，8月28日第四十四頁，共九十頁，2022年，8月28日第四十五頁，共九十頁，2022年，8月28日第四十六頁，共九十頁，2022年，8月28日第四十七頁，共九十頁，2022年，8月28日第四十八頁，共九十頁，2022年，8月28日第四十九頁，共九十頁，2022年，8月28日第五十頁，共九十頁，2022年，8月28日第五十一頁，共九十頁，2022年，8月28日第五十二頁，共九十頁，2022年，8月28日第五十三頁，共九十頁，2022年，8月28日第五十四頁，共九十頁，2022年，8月28日第五十五頁，共九十頁，2022年，8月28日第五十六頁，共九十頁，2022年，8月28日第五十七頁，共九十頁，2022年，8月28日數(shù)理統(tǒng)計的基本概念

1.隨機事件和隨機變量隨機事件：對于有多種可能發(fā)生的結(jié)果，而究竟不知道哪一種結(jié)果事先不能確定的事件。隨機變量：表示隨機事件各種結(jié)果的變第五十八頁，共九十頁，2022年，8月28日2.平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)（1）平均值：表示隨機變量的波動中心，即代表隨機變量的平均水平的特征值（用表示）。第五十九頁，共九十頁，2022年，8月28日（2）標(biāo)準(zhǔn)差：表示隨機變量X取值離散程度的特征值。

第六十頁，共九十頁，2022年，8月28日（3）變異系數(shù)：反映隨機變量相對離散程度的特征值。

第六十一頁，共九十頁，2022年，8月28日公式：4.正態(tài)分布

f(x)--某一隨機變量在大量事件中出現(xiàn)的頻率第六十二頁，共九十頁，2022年，8月28日5.保證率

對隨機變量數(shù)列中其數(shù)值不小于或大于某一隨機變量出現(xiàn)的概率，稱為保證率。

第六十三頁，共九十頁，2022年，8月28日第六十四頁，共九十頁，2022年，8月28日第六十五頁，共九十頁，2022年，8月28日

第六十六頁，共九十頁，2022年，8月28日

第六十七頁，共九十頁，2022年，8月28日

第六十八頁，共九十頁，2022年，8月28日

第六十九頁，共九十頁，2022年，8月28日

第七十頁，共九十頁，2022年，8月28日

第七十一頁，共九十頁，2022年，8月28日

第七十二頁，共九十頁，2022年，8月28日第七十三頁，共九十頁，2022年，8月28日第七十四頁，共九十頁，2022年，8月28日第七十五頁，共九十頁，2022年，8月28日第七十六頁，共九十頁，2022年，8月28日第七十七頁，共九十頁，2022年，8月28日第七十八頁，共九十頁，2022年，8月28日第七十九頁，共九十頁，2022年，8月28日第八十頁，共九十頁，2022年，8月28日第八十一頁，共九十頁，2022年，8月28日第八