第2章钢筋混凝土结构设计计算原理

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1、Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 1水工钢筋混凝土结构学水工钢筋混凝土结构学第第2 2章章 钢筋混凝土结构设计计算原理钢筋混凝土结构设计计算原理Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 2第第2 2章章 钢筋混凝土结构设计计算原理钢筋混凝土结构设计计算原理结构设计理论的发展结构设计理论的发展结构的功能要求结构的功能要求概率极限状态设计法概率极限状态设计法荷载及荷载代表值荷载及荷载代表值材料强度标准值材料强度标准值实用设计表达式实用设计表达式Changsha U

2、niversity of Science & Technology2012第 2 章 32.1 钢筋混凝土结构设计理论的发展钢筋混凝土结构设计理论的发展许可应立法（容许应力法）许可应立法（容许应力法）破坏阶段法（破损阶段法）破坏阶段法（破损阶段法）极限状态设计法极限状态设计法2.1 结构设计理论的发展结构设计理论的发展Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 4一、按许可应力法设计一、按许可应力法设计1 1、设计公式、设计公式ccccfK2.1 结构设计理论的发展结构设计理论的发展（2-1）ysssfK（2-2）使用荷载作用下构件

3、截面上的混凝土最大压应力和使用荷载作用下构件截面上的混凝土最大压应力和钢筋的最大拉应力；钢筋的最大拉应力；sc,混凝土的许可压应力和钢筋的许可拉应力；混凝土的许可压应力和钢筋的许可拉应力；,ccscKK ,混凝土和钢筋的安全系数。混凝土和钢筋的安全系数。Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 5概念明确，方法简单概念明确，方法简单以弹性理论为基础以弹性理论为基础使用荷载凭经验取值使用荷载凭经验取值2.1 结构设计理论的发展结构设计理论的发展2 2、许可应力法方法的特点、许可应力法方法的特点Changsha University

4、of Science & Technology2012第 2 章 6二、按破坏阶段法设计二、按破坏阶段法设计1 1、设计公式、设计公式KMMu（2-3）M 使用荷载作用下的弯矩；使用荷载作用下的弯矩；Mu 构件截面在最终破坏时的极限承载力；构件截面在最终破坏时的极限承载力；K 安全系数。安全系数。2.1 结构设计理论的发展结构设计理论的发展Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 72 2、破坏阶段法破坏阶段法方法的特点方法的特点u概念非常清楚，计算简便概念非常清楚，计算简便u计算得出的极限内力可由试验验证计算得出的极限内力可由试

5、验验证u验证了构件截面的最终破坏情况验证了构件截面的最终破坏情况u无法确定构件在正常使用期间的情况无法确定构件在正常使用期间的情况2.1 结构设计理论的发展结构设计理论的发展Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 8三、按极限状态法设计三、按极限状态法设计半经验半概率极限状态设计法半经验半概率极限状态设计法近似概率极限状态设计法近似概率极限状态设计法全概率极限状态设计法全概率极限状态设计法2.1 结构设计理论的发展结构设计理论的发展直接可靠度设计法直接可靠度设计法实用设计表达式实用设计表达式Changsha University

6、 of Science & Technology2012第 2 章 9三、极限状态设计法方法特点三、极限状态设计法方法特点u把单一安全系数改为多个分项系数把单一安全系数改为多个分项系数u把影响可靠度的因素视为随机变量把影响可靠度的因素视为随机变量u以失效概率或可靠指标度量结构可靠度以失效概率或可靠指标度量结构可靠度u反映结构的全面性能反映结构的全面性能2.1 结构设计理论的发展结构设计理论的发展Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 102.2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力结构的功能要求、荷载效应与结构抗力一、结构的功能一

7、、结构的功能安全性安全性适用性适用性耐久性耐久性工程结构设计的基本目的是使结构在预定的使用期工程结构设计的基本目的是使结构在预定的使用期限内能满足设计所预定的各项功能要求，做到安全限内能满足设计所预定的各项功能要求，做到安全可靠和经济合理。可靠和经济合理。Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 111 1、安全性、安全性结构在正常施工和使用情况下能承受可能出现结构在正常施工和使用情况下能承受可能出现的各种荷载和变形。的各种荷载和变形。在偶然事件（如校核洪水位、地震）发生时和在偶然事件（如校核洪水位、地震）发生时和发生后，结构应能

8、保持整体承载力和稳定性。发生后，结构应能保持整体承载力和稳定性。Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 122 2、适用性、适用性结构在正常使用荷载下，具有良好的工作性能。结构在正常使用荷载下，具有良好的工作性能。如不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、侧如不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、振幅，或产生过大的裂缝宽度。移）、振幅，或产生过大的裂缝宽度。Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 133 3、耐久性、耐久性结构的承载力和刚度不应结构的承载力和

9、刚度不应随时间随时间有过大的减小，有过大的减小，导致结构在其预定使用期间内导致结构在其预定使用期间内降低安全性和适用降低安全性和适用性性，缩短使用寿命。，缩短使用寿命。Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 144 4、结构的功能要求、结构的功能要求1 1、在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用、在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用（安全性）（安全性）2 2、在正常使用时具有良好的工作性能、在正常使用时具有良好的工作性能（适用性）（适用性）3 3、在正常维护下具有足够的耐久性能、在正常维护下具有足够的耐久性

10、能（耐久性）（耐久性）4 4、在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的、在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性整体稳定性（安全性）（安全性）上述三方面的功能要求统称为结构的可靠性。上述三方面的功能要求统称为结构的可靠性。Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 15二、结构可靠度的定义二、结构可靠度的定义v结构可靠度指在规定时间内、规定的条件下，结构可靠度指在规定时间内、规定的条件下，结构完成结构完成预定功能预定功能的概率。的概率。v规定时间指设计基准期规定时间指设计基准期T。v规定的条件指正常设计

11、、正常施工和正常使用。规定的条件指正常设计、正常施工和正常使用。Changsha University of Science & Technology2012第 2 章 16三、极限状态的定义及分类三、极限状态的定义及分类1 1、极限状态的定义、极限状态的定义结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。功能的极限状态。一旦超过这种状态，结构就进入失效状态。一旦超过这种状态，结构就进入失效状态。Changsha University of Science &