第2章结构基本设计原则.ppt

第二章 结构基本设计原则;主要内容：;2.1 结构上的作用与结构抗力;;约束变形;2.1.2 作用效应 ——结构对所受作用的反应，如：内力、应力、位移、 应变、裂缝等，称为作用效应。; 2.1.3 结构抗力 定义：结构抵抗作用效应的能力，称为结构抗力。 它是结构材料性能和几何参数等的函数。 ;2.2.1 作用（荷载）的分类 按作用时间的长短和性质，荷载分为三类： 1.永久作用　在结构设计使用年限内，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。 2.可变作用　在结构设计基准期内其值随时间而变化，其变化与平均值不可忽略的荷载。 3.偶然作用　在结构设计基准期内不一定出现，一旦出现，其作用时间短、效应大的荷载。;编号;2.2.2 作用（荷载）的代表值 1.标准值 是作用的基本代表值，是正常使用情况下可能出现的保证率为95%的偏大值。是永久作用的唯一代表值，可变作用的基本代表值。 2.组合值 当有两个或两个以上可变作用同时出现时的代表值。 组合值= 标准值 ;3.频遇值 可变作用中可能出现的较大值，但小于标准值。 计算裂缝、变形时用。 频遇值＝标准值×频遇系数ψ1 4. 准永久值 可变作用中较稳定的那一部分值。 计算裂缝、变形时用。 准永久值＝标准值×准永久值系数 ψ2 ; 公路桥涵设计时，对不同的作用应采用不同的代表值;2.3 材料强度指标的取值原则;1、混凝土轴心抗压强度标准值与设计值;2、混凝土轴心抗拉强度标准值与设计值;3、钢筋的强度标准值和强度设计值 （1）标准值 对有明显流幅的热轧钢筋，钢筋的抗拉强度标准值采用国家标准中规定的屈服强度标准值 对于无明显流幅的钢筋，如钢丝，钢绞线、热处理钢筋，根据国家标准中规定的极限抗拉强度值确定，取 （ 为国家标准中规定的极限抗拉强度）作为设计取用的条件屈服强度（指相应于残余应变为0.2%时的钢筋应力）。;（2）分项系数 HPB235、HRB335、HRB400的材料分项系数取1.10； 对钢绞线、钢丝和热处理钢筋的材料分项系数取1.20。 （3）设计值 将钢筋的强度标准值除以相应的材料分项系数1.2或1.25，则得到钢筋抗拉强度的设计值。;2.4.1 结构可靠性与可靠度功能;◆ 适用性 ◎ 如（f ≤[ f ]） ◎ 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。 ◆ 耐久性 ◎ 如（wmax≤[ wmax]） ◎ 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。;◆ 结构的可靠性 ■ 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，在规定的条件下，完成预定结构功能的能力。 ■可靠度——可靠性的数量描述。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。 ; 规定时间（设计基准期） 设计基准期 ——进行结构可靠性分析时，考虑持久设计状况下各项变量与时间关系所采用的基准时间参数。; 结构的设计基准期与使用寿命;2.4.2 结构可靠度与极限状态;; 承载能力极限状态 ——对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形或变位的状态。 超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求。; 正常使用极限状态 ——对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。;2.4.3 极限状态方程;结构的极限状态可用下面的极限状态函数表示： 　Z=R-S 对应的： Z=R-S0 时，　结构处于可靠状态； Z=R-S=0时，　结构达到极限状态； Z=R-S0时，　结构处于失效（破坏）状态。;失效——指结构或结构的一部分不能满足设计所规定某一功能要求，即达到或超过了承载能力极限状态或正常使用极限状态中的某一限值。 失效概率——作用效应S和结构抗力R都是随机变量或随机过程，因此要绝对地保证R