混凝土结构基本设计原理

混凝土结构基本设计原理第1页，课件共90页，创作于2023年2月第三章钢筋混凝土结构的基本设计原则第一节结构设计的要求第二节极限状态第三节随机变量的统计特征第四节概率极限状态设计方法第五节实用设计表达式第2页，课件共90页，创作于2023年2月第一节建筑结构的功能要求和极限状态第3页，课件共90页，创作于2023年2月一、建筑结构的功能要求第4页，课件共90页，创作于2023年2月第5页，课件共90页，创作于2023年2月1945年7月28日上午，美国空军一架B25轰炸机由于云雾，撞在当时世界最高（381m）的建筑物纽约帝国大厦上，撞击位置在278m高处的79层北侧，外墙撞出5.5×6m的孔洞，机翼剪断，飞机的二个发动机撞脱，一个横穿楼层并通过南侧外墙飞落到另一街区的建筑物屋顶上，另一个则击穿该楼层的电梯井壁，跌落在电梯井中。第6页，课件共90页，创作于2023年2月伦敦RonanPoint公寓是22层的装配式钢筋混凝土板式结构体系。1968年5月16日，住在18层一单元住户在厨房清晨点火煮水时因夜间煤气泄漏引起爆炸。爆炸压力破坏了该单元二侧的外墙板和局部楼板，上一层的墙板在失去支承后也同时坠落，坠落的构件依次撞击下层造成连续破坏，使得22层高楼的一个角区从上到下一直坍到底层的现浇结构为止。RonanPoint公寓的连续倒塌事故引起了国际结构工程界的高度重视并开展了广泛的讨论，由此确立了结构设计的又一个重要原则，即结构内发生一处破坏不应造成整体的连续倒塌。为吸取这一教训，各国的设计规范几乎都作了相应的修订。第7页，课件共90页，创作于2023年2月第8页，课件共90页，创作于2023年2月第9页，课件共90页，创作于2023年2月第10页，课件共90页，创作于2023年2月第11页，课件共90页，创作于2023年2月第12页，课件共90页，创作于2023年2月第13页，课件共90页，创作于2023年2月第14页，课件共90页，创作于2023年2月第15页，课件共90页，创作于2023年2月第16页，课件共90页，创作于2023年2月二、极限状态第17页，课件共90页，创作于2023年2月第18页，课件共90页，创作于2023年2月第19页，课件共90页，创作于2023年2月第二节极限状态设计方法一、影响结构可靠性的因素二者都是随机变量。第20页，课件共90页，创作于2023年2月按作用时间和性质分永久作用：可变作用：自重、土压力楼面活荷载、风荷载、雪荷载偶然作用：爆炸、撞击、地震等永久作用：在结构设计使用期间，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计可变作用：在结构设计使用期内其值随时间而变化，其变化与平均值相比不可忽略偶然作用：在结构设计使用期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短荷载分类第21页，课件共90页，创作于2023年2月二、分项系数荷载分项系数材料分项系数第22页，课件共90页，创作于2023年2月直接计算不好计算，为简化计算，将对值的控制等效地转化为以分项系数表达的设计表达式，满足分项系数设计表达式即等效于结构可靠指标达到或接近预定要求。

[][]的取值与构件的破坏类型及结构的重要性有关。第23页，课件共90页，创作于2023年2月第24页，课件共90页，创作于2023年2月三、按承载能力极限状态计算第25页，课件共90页，创作于2023年2月内力组合设计值（1）基本组合：（按承载能力极限状态设计时）对由可变荷载效应控制的组合，按下式计算对由永久荷载效应控制的组合，按下式计算对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：第26页，课件共90页，创作于2023年2月G–––永久荷载分项系数，当永久荷载效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合一般取1.2；对由永久荷载效应控制的组合一般取1.35；当永久荷载效应对结构有利时取1.0。第27页，课件共90页，创作于2023年2月对于一般排架、框架结构，基本组合可采用简化规则，并应按下列组合值中取最不利值确定：由可变荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合第28页，课件共90页，创作于2023年2月四、按正常使用极限状态验算结构或构件超过正常使用极限状态时所造成的财产和生命损失要小于超过承载力极限状态的后果，故其可靠度指标要低一些。在荷载效应及结构抗力计算中均采用标准值作为其代表值。结构或构件在持荷作用下，其裂缝和变形会随时间的推移而发展，因此讨论其荷载组合时应考虑标准组合和准永久组合进行设计。第29页，课件共90页，创作于2023年2月荷载的标准组合Sk：荷载的准永久组合Sq：第30页，课件共90页，创作于2023年2月变形验算式中f–––受弯构件按荷载短期效应组合并考虑长期效应组合影响计算的最大挠度。fmax–––《规范》允许挠度…3－6f

f

max变形的验算第31页，课件共90页，创作于2023年2月《规范》按使用阶段对结构构件裂缝的不同要求，将裂缝控制等级分为三级：一级：严格要求不裂，使用阶段不允许出现拉应力。二级：一般要求不裂，使用阶段允许出现拉应力，但应作限制。三级：允许开裂，应验算裂缝宽度max

lin…3－124.裂缝宽度的验算第32页，课件共90页，创作于2023年2月五、耐久性规定第33页，课件共90页，创作于2023年2月第34页，课件共90页，创作于2023年2月第35页，课件共90页，创作于2023年2月第36页，课件共90页，创作于2023年2月第37页，课件共90页，创作于2023年2月第38页，课件共90页，创作于2023年2月第39页，课件共90页，创作于2023年2月第40页，课件共90页，创作于2023年2月第41页，课件共90页，创作于2023年2月第42页，课件共90页，创作于2023年2月第43页，课件共90页，创作于2023年2月第44页，课件共90页，创作于2023年2月第45页，课件共90页，创作于2023年2月第46页，课件共90页，创作于2023年2月第47页，课件共90页，创作于2023年2月第48页，课件共90页，创作于2023年2月第49页，课件共90页，创作于2023年2月第50页，课件共90页，创作于2023年2月第51页，课件共90页，创作于2023年2月第52页，课件共90页，创作于2023年2月第53页，课件共90页，创作于2023年2月第54页，课件共90页，创作于2023年2月第55页，课件共90页，创作于2023年2月第56页，课件共90页，创作于2023年2月第57页，课件共90页，创作于2023年2月数理统计的基本概念

1.随机事件和随机变量随机事件：对于有多种可能发生的结果，而究竟不知道哪一种结果事先不能确定的事件。随机变量：表示随机事件各种结果的变第58页，课件共90页，创作于2023年2月2.平均值、标准差和变异系数（1）平均值：表示随机变量的波动中心，即代表随机变量的平均水平的特征值（用表示）。第59页，课件共90页，创作于2023年2月（2）标准差：表示随机变量X取值离散程度的特征值。

第60页，课件共90页，创作于2023年2月（3）变异系数：反映随机变量相对离散程度的特征值。

第61页，课件共90页，创作于2023年2月公式：4.正态分布

f(x)--某一随机变量在大量事件中出现的频率第62页，课件共90页，创作于2023年2月5.保证率

对随机变量数列中其数值不小于或大于某一随机变量出现的概率，称为保证率。

第63页，课件共90页，创作于2023年2月第64页，课件共90页，创作于2023年2月第65页，课件共90页，创作于2023年2月

第66页，课件共90页，创作于2023年2月

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第72页，课件共90页，创作于2023年2月第73页，课件共90页，创作于2023年2月第74页，课件共90页，创作于2023年2月第75页，课件共90页，创作于2023年2月第76页，课件共90页，创作于2023年2月第77页，课件共90页，创作于2023年2月第78页，课件共90页，创作于2023年2月第79页，课件共90页，创作于2023年2月第80页，课件共90页，创作于2023年2月第81页，课件共90页，创作于2023年2月第8