最新第三章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.教學(xué)講義PPT.ppt

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1、第三章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.◆耐久性Durability結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下應(yīng)有足夠的耐久性。完好使用到設(shè)計(jì)規(guī)定的年限。如，混凝土不發(fā)生嚴(yán)重風(fēng)化、腐蝕、脫落，鋼筋不發(fā)生銹蝕等?！艚Y(jié)構(gòu)的可靠性reliability■可靠性——安全性、適用性和耐久性的總稱指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)，在規(guī)定的條件下（正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的能力。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：指一個(gè)工程結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，能夠滿足其可靠度的時(shí)間?！鼋Y(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價(jià)投資越大?！鋈绾卧诮Y(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟(jì)之間取得均衡，就是設(shè)計(jì)方

2、法要解決的問題。二.結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的定義LimitState整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，這個(gè)特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。能完成預(yù)定的各項(xiàng)功能時(shí)，結(jié)構(gòu)處于有效狀態(tài)；反之，則處于失效狀態(tài)，有效狀態(tài)和失效狀態(tài)的分界，稱為極限狀態(tài)，是結(jié)構(gòu)開始失效的標(biāo)志。a.承載力能力極限狀態(tài)UltimateLimitState結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)?！魳?gòu)件的截面因強(qiáng)度不足而發(fā)生破壞（包括疲勞破壞）◆結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移）◆結(jié)構(gòu)

3、塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用◆結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸）◆結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長(zhǎng)受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）安全系數(shù)法的缺點(diǎn)：沒有定量的考慮抗力和荷載效應(yīng)的隨機(jī)性，而是靠經(jīng)驗(yàn)或工程判斷的方法確定，帶有主觀成分。定的高或低依據(jù)不充分。以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法：本質(zhì)是將荷載效應(yīng)S及結(jié)構(gòu)抗力R看作是兩個(gè)隨機(jī)變量應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的理論去研究結(jié)構(gòu)的可靠度。以概率論為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法分為三個(gè)水準(zhǔn)：水準(zhǔn)Ⅰ－半經(jīng)驗(yàn)半概率法；水準(zhǔn)Ⅱ－近似概率法；水準(zhǔn)Ⅲ－全概率法。三.失效概率失效－指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部

4、分不能滿足設(shè)計(jì)所規(guī)定的某一功能要求，即達(dá)到或超過了承載能力極限狀態(tài)或正常使用極限狀態(tài)中的某一極限。失效概率－指結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)下的概率pf。結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)函數(shù)又稱結(jié)構(gòu)功能函數(shù)當(dāng)時(shí)，結(jié)構(gòu)已達(dá)極限狀態(tài)，稱為極限狀態(tài)方程。Z=R-S若僅以荷載效應(yīng)S，結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力R作為兩個(gè)基本隨機(jī)變量，功能函數(shù)表示為Probabilityoffailure結(jié)構(gòu)功能的表達(dá)(極限狀態(tài)方程）Z=R-S>0,或SR失效極限狀態(tài)方程Z=0或R-S=0RSZ<0失效區(qū)Z>0可靠區(qū)重疊區(qū)

5、的大小反映了抗力R和荷載效應(yīng)S之間的概率關(guān)系，即結(jié)構(gòu)的失效概率從結(jié)構(gòu)安全的角度，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力R，減小抗力R和荷載效應(yīng)S的離散程度，可以提高結(jié)構(gòu)的可靠程度，即提高μR－μS，減小σR、σS可使失效概率降低。f(r,s)S，RSRμSμRmR-mS結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)下的概率，稱為可靠概率ps，ps=1-pf。標(biāo)準(zhǔn)差σS、σR平均值分別為μS、μRf(Z)bszmzpfZ=R-SZ<0則pf=P(Z<0)=P(R

6、準(zhǔn)差σS、σR。令Z=R-SZ是服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量四.可靠指標(biāo)reliabilityindex五.結(jié)構(gòu)安全級(jí)別1Ⅰ水工建筑物級(jí)別水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別2，3Ⅱ4，5Ⅲ六.目標(biāo)可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，要保證其完成預(yù)定功能的概率不低于某一允許水平而要求設(shè)計(jì)所達(dá)到的可靠指標(biāo)，稱為目標(biāo)可靠指標(biāo)βT。β≥βT3、βT與破壞性質(zhì)有關(guān)；由于結(jié)構(gòu)延性破壞和脆性破壞的性質(zhì)不同，前者有明顯預(yù)兆，可及時(shí)采取補(bǔ)救措施，目標(biāo)可靠指標(biāo)可定的稍低一些；后者為突發(fā)性破壞，破壞前無明顯預(yù)兆，目標(biāo)可靠指標(biāo)應(yīng)定的高一些。破壞類型安全

7、等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)[β]確定βT的原則1、建立在對(duì)原規(guī)范校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上；2、βT與結(jié)構(gòu)安全級(jí)別有關(guān)；4、βT與不同的極限狀態(tài)有關(guān)。第三節(jié)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值荷載的分類又稱恒荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間，其值不隨時(shí)間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略的荷載，如結(jié)構(gòu)的自重、土壓力，固定設(shè)備等；又稱活荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間其值隨時(shí)間而變化，如樓面堆放荷載、吊車荷載、靜水壓力、風(fēng)荷載、雪荷載等；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持

8、續(xù)時(shí)間很短的荷載，如爆炸力、撞擊力等；按隨時(shí)間的變異性和出現(xiàn)的可能性：永久荷載GPermanentload可變荷載QVariableload偶然荷載Accidentalload荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值。指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間的正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法確定的具有一定概率的最大荷載值稱為荷載的標(biāo)準(zhǔn)值Sk。f(S)SSkμSv1-vasss一.荷載的