混凝土结构第三章课件

1、一、作用的定义一、作用的定义使结构产生内力、变形或应力、应变的原因。使结构产生内力、变形或应力、应变的原因。二、作用的分类二、作用的分类1.按作用的方式分：按作用的方式分：直接作用：荷载直接作用：荷载间接作用：外加变形、约束变形间接作用：外加变形、约束变形2.按作用随时间的变异性划分按作用随时间的变异性划分永久作用：永久作用： 在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的作用。值的作用。可变作用：可变作用： 在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化

2、与平均值在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的作用。相比不可以忽略不计的作用。偶然作用：偶然作用： 在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。续时间很短的荷载。三、作用是随机变量三、作用是随机变量3.1.2 3.1.2 结构设计的要求结构设计的要求一、结构的功能要求一、结构的功能要求1.1.安全性：安全性：结构在正常施工、正常使用时能承受各种荷结构在正常施工、正常使用时能承受各种荷载和变形。偶然事件发生时和发生后，能保载和变形。偶然事件发生时和发生后，能保持整体稳定性。持整体稳定性。2.2.适

3、用性：适用性：结构在正常使用时有良好的工作性能。结构在正常使用时有良好的工作性能。3.3.耐久性：耐久性：结构在正常使用和正常维护条件下有足够的结构在正常使用和正常维护条件下有足够的耐久性。耐久性。安全等级设计使用年限三、结构的极限状态1.定义： 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足规定的某一功能要求，则这一特定状态称为该功能的极限状态。2分类（P2-P3）承载能力极限状态： 结构或构件达到极限承载力或不适于继续承载的变形.正常使用极限状态： 结构或构件达到正常使用或耐久性的某项限值规定。四、结构的功能函数和极限状态方程四、结构的功能函数和极限状态方程(1)作用效应作用效应 作用在

4、结构上产生的反应，如内力、应力、作用在结构上产生的反应，如内力、应力、位移、应变、裂缝等，称为作用效应。用位移、应变、裂缝等，称为作用效应。用S S表示表示(2) 结构抗力结构抗力 整个结构或结构构件承受内力和变形的能力整个结构或结构构件承受内力和变形的能力, ,用用“”表示。是材性、几何参数及计算模表示。是材性、几何参数及计算模式的函数。式的函数。1.1.作用效应和结构抗力作用效应和结构抗力2.2.举例举例（）拉杆拱hqlS82考察钢拉杆：荷载q产生的轴心拉力拉杆所能抵抗的拉力 syAfR SR 令 hqlAfsy82承载能力极限状态方程 （2）简支钢梁EIqlS38454荷载q作用下钢梁产

5、生的最大挠度规范规定的允许挠度限值 fR SR 令 EIqlf38454正常使用极限状态方程 SRZ0 0= 0= 00 0结构可靠结构可靠结构失效结构失效极限状态极限状态3.3.极限状态方程：极限状态方程： R RS S一、结构的可靠性1.定义：结构在规定的时间内，规定的条件下完成预定功能的能力。规定的时间：设计使用年限，结构设计时的参考时间坐标规定的条件：正常设计、正常施工、正常使用、正常维修预定功能：三项功能要求2.可靠性与经济性 二者相矛盾，寻求科学的设计方法在二者之间选择最佳平衡，即以经济、合理的设计方法确保结构具有适当的可靠性。设，设， zz 2s2RsRzz 式中：式中： 结构抗

6、力的平均值和标准差；结构抗力的平均值和标准差； 作用效应的平均值和标准差。作用效应的平均值和标准差。RR 、ss 、平均值zf (z)反弯点zpspr可靠概率失效概率Z0Z0失效可靠标准差正态分布正态分布 变异系数变异系数z=z/z则可靠指标为则可靠指标为2.2.失效概率失效概率ZRRRRR11SSZSSS11二、二、材料强度及荷载的标准值和设计值材料强度及荷载的标准值和设计值1.1.材料强度标准值：材料强度标准值：取具有不小于取具有不小于95%保证率的特征保证率的特征值。值。 混凝土：混凝土： 钢筋：钢筋： ffffkf212yffffkf645. 11645. 1（一）材料强度（一）材料强

7、度2.材料强度设计值材料强度设计值: :等于其标准值除以分项系数。等于其标准值除以分项系数。 混凝土：混凝土： , 钢筋：钢筋： ,cckc ff ctkt ff syky ff syky ff 建筑工程中：建筑工程中：桥梁工程中桥梁工程中： 混凝土：混凝土： , 钢筋：钢筋： ,ckcdcff tktdcff sksdsff sksdsff 混凝土的材料分项系数；建筑工程取混凝土的材料分项系数；建筑工程取1.4, 公路桥涵工程取公路桥涵工程取1.45； 钢筋的材料分项系数；建筑工程对热轧钢钢筋的材料分项系数；建筑工程对热轧钢筋取筋取1.1，对钢丝、钢绞线、热处理钢筋，对钢丝、钢绞线、热处理钢

8、筋取取1.2；公路桥涵工程对热轧钢筋取；公路桥涵工程对热轧钢筋取1.2，对钢绞线、热处理钢筋取对钢绞线、热处理钢筋取1.25。c s 式中：式中：QQQKQkcQckfQfkqQ可变荷载的组合值系数可变荷载的组合值系数qKGGGGKQQQQ2. 承载能力极限状态的设计方法承载能力极限状态的设计方法 结构重要性系数；结构重要性系数； 安全等级为一级或使用年限为安全等级为一级或使用年限为100年时，年时， 安全等级为二级或使用年限为安全等级为二级或使用年限为50年时，年时， 安全等级为三级或使用年限为安全等级为三级或使用年限为5年时，年时， 荷载效应组合的设计值荷载效应组合的设计值 结构构件抗力设

9、计值。结构构件抗力设计值。0 1 . 10 0 . 10 9 . 00 SRn 计算公式计算公式RkksRS0n 设计方法设计方法 CS 式中：式中： 正常使用极限状态下荷载效应组正常使用极限状态下荷载效应组合值合值; 达正常使用要求时的变形、裂缝、达正常使用要求时的变形、裂缝、应力等的限值；应力等的限值；SC3. 按正常使用极限状态的设计方法按正常使用极限状态的设计方法n 荷载效应组合值荷载效应组合值 标准组合：主要用于当一个极限状态被超越时将标准组合：主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性损坏的情况。产生严重的永久性损坏的情况。 频遇组合：主要用于当一个极限状态被超越时将频遇组合：主要用于当一个极限状态被超越时将产生局部损坏