混凝土结构设计的基本原则.pptx

学习目标▲掌握极限状态的基本概念；▲了解结构可靠度的基本原理；▲熟悉近似概率极限状态设计法在混凝土结构设计中的应用。第三章混凝土结构设计的基本原则

教学提示首先应明确《建筑结构可靠度设计统一标准》和《建筑结构荷载规范》是结构设计宜遵守的基本原则。本章应重点介绍结构上的作用、对结构的功能要求、设计基准期、两类极限状态以及极限状态的实用设计表达式。

工程结构需要安全适用、经济合理；这只有技术先进才能实现。实际工程结构中存在多种不确定性；工程结构的基本设计原则就是研究各种不确定性问题，实现可靠性与经济性的最佳平衡。

一、作用的概念：使结构产生内力或变形的原因，分直接作用和间接作用两种。直接作用：是指施加在结构上的集中力或分布力，即荷载。间接作用：是指引起结构外加变形或约束变形的原因（混凝土收缩、温度变化、基础差异沉降、地震等）。3.1极限状态和设计状况结构上的作用3.1极限状态和设计状况

二、作用的分类：第三章混凝土结构基本设计原则3.1极限状态和设计状况（按随时间的变异性可分为三类）1、永久作用：在结构使用期间，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。2、可变作用：在结构使用期间，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。如楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、汽车荷载、温度变化等。3、偶然作用：在结构使用期间不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。如爆炸力、撞击力、罕遇的地震等。

荷载标准值是荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载概率分布的某个分位值。永久荷载标准值：按设计尺寸与材料重力密度的乘积计算。一般相当于设计基准期内最大荷载概率分布的0.5分位值。可变荷载标准值：为设计基准期内最大荷载概率分布的某个分位值。对于建筑结构，查荷载规范GB50009。对于道桥结构，查公路桥涵通用规范JTGD60。

3.1.2结构的功能（包括安全性、适应性和耐久性）一、结构的安全等级根据结构破坏后果的影响程度分为三级。安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的建筑物二级严重一般的建筑物三级不严重次要的建筑物建筑结构的安全等级

安全等级破坏后果桥梁类型一级很严重特大及重要大桥二级严重大、中桥及重要小桥三级不严重小桥、涵洞桥梁结构的安全等级

1、结构的设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。2、结构的设计使用年限不同于实际寿命和设计基准期。二、结构的设计使用年限和设计基准期类别设计使用年限（年）示例15临时性结构225易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建筑物建筑结构设计使用年限分类

设计基准期：指为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。建筑结构的设计基准期为50年。桥梁结构的设计基准期为100年。

三、结构的功能（包括安全性、适应性和耐久性）1、安全性结构在设计规定的使用年限内，能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用。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。▲设计使用年限：一般为50年。▲各种作用：指荷载、外加变形和约束变形（如温度和收缩变形受到约束时）；▲偶然事件：如地震、爆炸、火灾、撞击等；▲整体稳定性：指建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。

3、耐久性2、适用性第三章混凝土结构基本设计原则3.1极限状态和设计状况构在设计规定的使用年限内，在正常维护下具有足够的耐久性能。耐久性能：指在各种因素（混凝土碳化、钢筋锈蚀等）的影响下，结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而降低使用寿命。结构在设计规定的使用年限内，在正常使用时具有良好的工作性能。良好的工作性能：指不发生影响正常使用的过大的变形、振动，或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度等。

3.1.3极限状态第三章混凝土结构基本设计原则3.1极限状态和设计状况▲结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构为可靠（或有效）。反之，则结构为不可靠（或失效）。▲区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限状态”一、极限状态的概念整个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，此特定状态为该功能的极限状态。二、两类极限状态承载能力极限状态与正常使用极限状态。

概念：承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形。------安全性。1、