15钢筋混凝土结构的设计方法85课件讲解

1-5钢筋混凝土结构的设计方法知识目标1.掌握结构的作用分类2.掌握结构的极限状态的概念和分类技能目标1.能够正确判断不同结构的作用类别2.能够准确掌握建筑设计使用年限分类素质目标1.养成良好的职业品德和岗位素养2.养成严谨好学习惯教学目标钢筋混凝土结构的设计方法钢筋混凝土结构的设计方法

教学重点和难点教学重点1.结构的极限状态的概念和分类2.结构的作用概念和分类教学难点1.结构的极限状态的概念和分类2.结构的作用概念和分类1.结构的功能要求结构在预定的使用期间内（一般为50年），应能承受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各种荷载、外加变形（如超静定结构的支座不均匀沉降）、约束变形（如温度和收缩变形受到约束时）等的作用。1)安全性钢筋混凝土结构的设计方法支座不均匀沉降在偶然事件（如地震、爆炸）发生时和发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。钢筋混凝土结构的设计方法结构整体稳定结构在正常使用期间，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、侧移）、振动（频率、振幅），或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。钢筋混凝土结构的设计方法2)适用性振动裂缝

结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。即在各种因素的影响下（混凝土碳化、钢筋锈蚀），结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。钢筋混凝土结构的设计方法3)耐久性混凝土碳化钢筋锈蚀课堂讨论并回答：1.大家查阅资料，回答什么是结构的可靠性？如何提高结构的可靠性能？

钢筋混凝土结构的设计方法可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称。■就是指结构在规定的使用期限内（设计工作寿命=50年），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定结构功能的能力。■结构可靠性越高，建设造价投资越大。■如何在结构可靠与经济之间取得均衡，就是设计方法要解决的问题。1)承载能力极限状态承载能力极限状态是指结构或结构构件达到最大承载能力、出现疲劳破坏、发生不适于继续承载的变形或因结构局部破坏而引发的连续倒塌的变形状态。结构构件或其连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏)，或因变形过大而不适于继续承受荷载。2.结构的极限状态钢筋混凝土结构的设计方法a.结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）b.结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰）c.结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）d.结构因局部破坏而发生连续倒塌e.地基丧失承载能力而破坏；结构或构件的疲劳破坏钢筋混凝土结构的设计方法2)正常使用极限状态结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值时的状态，称为正常使用极限状态。当出现下列状态之一时，应认为结构或结构构件超过了正常使用极限状态：影响正常使用或外观的变形（如梁变形过大、梁挠度过大等）。钢筋混凝土结构的设计方法简支梁变形a.影响正常使用或耐久性能的局部损坏（如水池开裂漏水等）；b.影响正常使用的振动（如机器设备振动过大等）；c.影响正常使用的其它特定状态（如相对沉降量过大等）；d.

影响结构的舒适度（如自振频率过低等）

钢筋混凝土结构的设计方法水池开裂路面沉降S<R

可靠；S=R

极限状态；S>R

失效。S——作用效应

结构上的作用（使结构产生内力和变形的原因，如荷载、不均匀沉降、温度变形、收缩变形、地震等）引起的效应如弯矩M、轴力N、剪力V、扭矩T、挠度f、裂缝宽度w等。R——结构抗力

结构抵抗作用效应的能力，如受弯承载力Mu、受剪承载力Vu、容许挠度[f]、容许裂缝宽度[w]。钢筋混凝土结构的设计方法3)结构功能的表达

结构的作用是指施加在结构上的集中力或分布力，以及引起结构外加变形或约束变形的原因（地震、基础差异沉降、温度变化、混凝土收缩等）。3.结构的作用和作用效应钢筋混凝土结构的设计方法1)随时间的变异分为三类永久作用在设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。如：结构自重、土压力、预应力、地基沉降、焊接等。————课堂讨论并回答：1.大家查阅资料，回答什么是可变作用、偶然作用？列举实际中的可变作用、偶然作用？钢筋混凝土结构的设计方法可变作用偶然作用在设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。如：楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、温度变化等。如：爆炸力、撞击力、罕遇的地震等。————————钢筋混凝土结构的设计方法2)随空间位置的变异分为二类固定作用可动作用在结构上具有固定分布的作用。其特点是在结构上出现的空间位置固定不变，但其量值可能具有随机性。在结构上一定范围内可以任意分布的作用。如：房屋建筑楼面上位置固定的设备荷载、屋盖上的水箱等。如：楼面的人员荷载、吊车荷载等。————————钢筋混凝土结构的设计方法3)按结构的反应特点分为二类静态作用动态作用使结构产生的加速度可以忽略不计的作用。使结构产生的加速度不可忽略不计的作用。在结构分析时一般均应考虑其动力效应。如结构自重、住宅或办公楼的楼面活荷载.如吊车荷载、地震作用、大型动力设备的作用、高耸结构上的风荷载等。————————上述各种作用作用在结构或结构构件上，由此在结构内产生的内力和变形（如轴力、剪力、弯矩以及挠度、转角和裂缝等）称为作用效应。结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应（即内力和变形）的能力。4.结构抗力钢筋混凝土结构的设计方法影响抗力的主要因素有：材料性能的不确定性——强度、变形模量等几何参数的不确定性——构件尺寸等计算模式的不确定性——抗力计算所采用的基本假设和计算公式不够精确等。5.结构可靠性和可靠度钢筋混凝土结构的设计方法结构可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。结构可靠度就是结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。规定的时间是指设计使用年限。规定的条件是指正常设计、正常施工和正常使用的条件。预定功能指满足结构的安全性、适用性和耐久性要求。6.设计使用年限和设计基准期钢筋混凝土结构的设计方法计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。设计使用年限的概念不同于实际寿命、耐久年限或设计基准期。《建筑结构可靠度设计统一标准》规定了各类建筑结构的设计使用年限。纪念性建筑和特别重要的建筑物1004普通房屋和构筑物503易于替换的结构构件252临时性结构51示例设计使用年限（年）类别

设计使用年限分类课堂任务1.能正确陈述结构的可靠性和提高可靠性方法2.能列举实际中的可变作用、偶然作用3.能够正确掌握结构的作用的分类4.能够准确掌握建筑设计使用年限分类本节课小结1.结构的功能要求2.结构的极限状态3.结构的作用和作用效应4.结构抗力5.结构可靠性和可靠度6.设