混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法-文庫吧
2024-12-22 17:15 本頁面
【正文】 使用環(huán)境和情況 ， 以及業(yè)主的要求 ， 提高設(shè)計水準(zhǔn) ， 增加結(jié)構(gòu)的可靠度 。 ■ 經(jīng)濟(jì)的概念不僅包括第一次建設(shè)費(fèi)用 ， 還應(yīng)考慮維修 ，損失及修復(fù)的費(fèi)用 。 8 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 極限狀態(tài) 極限狀態(tài)及結(jié)構(gòu)的功能表達(dá) Limit State ◆ 結(jié)構(gòu)能夠滿足功能要求而良好地工作，則稱結(jié)構(gòu)是 “ 可靠” 的或 “ 有效 ” 的。反之，則結(jié)構(gòu)為 “ 不可靠 ” 或 “ 失效 ”。 ◆ 區(qū)分結(jié)構(gòu) “ 可靠 ” 與 “ 失效 ” 的臨界工作狀態(tài)稱為 “ 極限狀態(tài) ” 鋼筋混凝土簡支梁的可靠、失效和極限狀態(tài)概念 結(jié)構(gòu)的功能 可靠 極限狀態(tài) 失效 安全性 受彎承載力 M M u M = M u M M u 適用性 撓度變形 f [ f ] f = [ f ] f [ f ] 耐久性 裂縫寬度 w m a x [ w m a x ] w m a x = [ w m a x ] w m a x [ w m a x ] 一、極限狀態(tài) 定義： 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的 極限狀態(tài) 。 9 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 極限狀態(tài) Ultimate Limit State 超過該極限狀態(tài) ， 結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的安全性功能要求 ◆ 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡； ◆ 結(jié)構(gòu) 、 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連接因超過材料強(qiáng)度而破壞 ， 或因過度的塑性變形 而不能繼續(xù)承載； ◆ 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系； ◆ 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定 。 所謂 承載能力極限狀態(tài) ， 是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。它是結(jié)構(gòu)安全性功能極限狀態(tài)。 極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài) 10 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 極限狀態(tài) Serviceability Limit State 超過該極限狀態(tài) ， 結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的適用性和耐久性的功能要求 。 ◆ 影響正常使用或外觀的變形； ◆ 影響正常使用或耐久性的局部損壞 (如 ， 鋼筋混凝土構(gòu)件的 裂縫寬度超過某個限值 )； ◆ 影響正常使用的振動 （ 不舒適 ） ； ◆ 影響正常使用的其他特定狀態(tài) 。 所謂 正常使用極限狀態(tài) 是指對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的某項限值的狀態(tài)，它是結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性功能極限狀態(tài) 。 11 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 極限狀態(tài) 二、結(jié)構(gòu)功能的表達(dá) 按作用 (或荷載 )隨時間的變化情況可分為永久作用、可變作用和偶然作用三類： 永久作用 ： 在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)量值不隨時間變化，或其變化值與平均值比較可忽略不計。 但是永久作用 (或荷載 )的取值具有隨機(jī)性，例如構(gòu)件自重，由于材料容重的變化和構(gòu)件尺寸的偏差可能與計算值不符，是隨機(jī)變量。 可變作用 ： 在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)隨時間變化，且變化值與平均值比較不可忽略。如，作用于橋梁上的車輛荷載和人群荷載的作用位置和數(shù)值大小都是變化的，其隨機(jī)性很明顯。 偶然作用 ： 在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)其值很大，且持續(xù)時間很短。 例如罕遇地震，車輛或船舶撞擊力等。 ： 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因。 （如荷載、不均勻沉降、 溫度變形、收縮變形、地震等） 12 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 極限狀態(tài) （ S ） 結(jié)構(gòu)上的作用引起的效應(yīng)。 （ 如彎矩 M、軸力 N、剪力 V、扭矩 T、 撓度 f、裂縫寬度 w 等） （ R） 結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力。 (如受彎承載力 Mu、受剪承載力 Vu、 容許撓度 [f]、容許裂縫寬度 [w]) 結(jié)構(gòu)抗力的大小，主要取決于結(jié)構(gòu)所 用材料強(qiáng)度和構(gòu)件的幾何尺寸。結(jié)構(gòu)抗力具有隨機(jī)性 。 S R 可靠 S = R 極限狀態(tài) S R 失效 結(jié)構(gòu)功能的表達(dá) S = CQ S— 作用 (或荷載 )效應(yīng) Q— 作用 (或荷載 ) C— 作用 (或荷載 )效應(yīng)系數(shù) 13 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 由于結(jié)構(gòu)工程中的不確定性，為取得安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的均衡，在設(shè)計中需要考慮這些不確定性的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計方法就是處理這種安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的矛盾。 ◆ 容許應(yīng)力設(shè)計法 kf?? ][??◎ 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能不是彈性的； ◎ 結(jié)構(gòu)中一點(diǎn)達(dá)到容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)即認(rèn)為失效； ◎ 沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求； ◎ 安全系數(shù)是憑經(jīng)驗(yàn)確定
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