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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第,3,章,混凝土結構設計基本原理,一、結構的作用、作用效應及結構抗力,結構上的作用是指,施加在結構上的各種力,(直接作用)以及,引起結構變形的各種原因,(間接作用)。,1,、按時間的變異分,類,:,永久作用、可變作用、偶然作用,2,、按結構的反應分類:,靜態(tài)作用、動態(tài)作用,作用的分類:,(一)作用,3.1,結構可靠度及設計方法,(二)作用效應,S,施加在結構上的作用產生的內力(彎矩、剪力、軸力、扭矩等)和變形(撓度、轉角、裂縫等 )稱為作用效應。,S = cQ,作用為荷載,Q,,在結構上產生的效應為荷載效
2、應,S,為,:,c,荷載效應系數,;,Q,荷載,.,例:,簡支梁在均布荷載作用下跨中彎矩,:,簡支梁在跨中一集中荷載作用下跨中彎矩:,(,荷載效應系數,為 ),(,荷載效應系數,為 ),(三)結構抗力,R,結構抗力是指結構或構件承受作用效應的能力。如結構構件承載力、抵抗變形、抗裂性等。,結構抗,力,的影響因素,:,材料性能的不確定性,材料幾何參數的不確定性,計算模式的不確定性,本課程主要講述各種構件的結構抗力的計算,作用效應的計算在結構力學課程中已講述。,Z, 0,,,即,RS,結構可靠,Z,= 0,,,即,R=S,結構處于極限狀態(tài)。,即,RS,結構失效,Z, 0,,,即,RS,結構可靠,Z,
3、= 0,,,即,R=S,結構處于極限狀態(tài)。,即,RS,結構失效,Z, 0,,,Z = R S,結構,的功能函數:,S,結構的作用效應,R,結構的抗力,三、結構的功能函數和極限狀態(tài)方程,3.4,極限狀態(tài)設計的實用表達式,一、承載能力極限狀態(tài)設計表達式,結構構件截面設計表達式可采用,內力,或,應力,表達。,(一)基本表達式,對持久設計狀況、短暫設計狀況和地震設計狀況,用內力形式的表達式:,0,S,R,R= R,(,f,c,,,f,s,,,.)/,Rd,0,結構,重要性系數,;,在持久設計狀況和短暫設計狀況下,,對,安全,等級為,一、二、三級,的結構構件,,分別,不應小于,1.1, 1.0, 0.9
4、,,,對地震設計狀況性下應取,1.0,;,S,承載能力極限狀態(tài)下作用,組合,的效應,設計值,;,對持久設計狀,況和短暫設計狀況按作用的基本組合計算;對地震設計狀況,按作用的地震組合計算;,R,結構構件,的抗,力設計值,。,Rd,結構構件的抗力模型不定性;,靜力設計取,1.0,,對不確定性,較大的結構構件根據具體情況取大于,1.0,的數值;抗震設計,用承載力抗震調整系數,RE,代替,Rd,。,(二)荷載效應組合的設計值,S,(只有一種可變荷載),S,GK,永久,作用,標準值,G,K,的效應;,S,QK,可變作用,標準值,Q,K,的效應,。,1,、由可變荷載效應控制的組合,2,、由永久荷載效應控制
5、的組合,對持久和短暫設計狀況,應采用,基本組合:,G,永久荷載分項系數,。,按以下規(guī)定取值:,1,、當其效應對結構不利時:,對由可變荷載效應控制的組合,取,1.2,;,對由永久荷載效應控制的組合,取,1.,35,;,2,、,當其效應對結構有利時:,一般情況下,取1.0,。,Q,可變,荷載分項系數。,一般情況取,1.4,;,當樓面活荷載標準值大于4,kN/m,2,,,取,1.3,。,可變荷載組合值系數,,查,荷載規(guī)范,。,風荷載為,0.6,,大部分可變荷載為,0.7,。,荷載分項系數、可變荷載組合值系數,實例:,一辦公樓的設計使用年限為,50,年,樓蓋中的一簡支梁作用均布荷載,跨度為,6,米,作
6、用其上的永久,荷,載標準值,g,k,=3kN/m,;可變,荷載標準值,q,k,=6kN/m,,,可變,荷載,組合值,系數,C,= 0.7,。,計算,該梁按承載能力極限狀態(tài)計算的荷載,基本,效應,組合,的設計值(,跨中彎矩、支座剪力,),。,二、正常使用極限狀態(tài)設計表達式,結構或構件超過正常使用極限狀態(tài)時所造成的財產和生命損失要小于超過承載力極限狀態(tài)的后果,故其可靠度指標要低一些。,正常使用極限狀態(tài)常采用荷載效應的標準組合、頻遇組合或準永久組合,其表達式如下:,S,C,S,正常使用極限狀態(tài)的荷載效應的設計值;如變形、裂縫寬度等;,C,結構構件達到正常使用要求所規(guī)定的變形、裂縫寬度等的限值。,見 附表,14,、,16,。,正常使用極限狀態(tài),荷載組合,效應,設計值,S,(,只有一種可變荷載,),S,GK,由,永久荷載,的,標準值,G,K,計算的荷載效應值,。,S,QK,由可變,荷載,的,標準值,Q,K,計算的荷載效應值,。,1,、標準組合:,2,、頻遇組合:,3,、準永久組合:,可變荷載的頻遇值系數。,可變荷載的準永久值系數。,本講結束,