【正文】 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 TY 昆明理工大學建工學院 本章要點 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 （ The Design Approach） ? 了解結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力的概念及其隨機特性； ? 了解混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的理論基礎(chǔ) —— 可靠度理論； ? 掌握我國規(guī)范的設(shè)計方法 ——概率極限狀 態(tài)設(shè)計法。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 TY 昆明理工大學建工學院 概 述 ◆ 進行工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的是保證其安全可靠、經(jīng)濟合理，滿足實際使用的各種要求 。 ◆ 然而，在實際工程結(jié)構(gòu)中存在多種不確定性因素（荷載作用、結(jié)構(gòu)尺寸、材料強度；計算簡圖、計算理論與實際情況；人為錯誤等），需要盡可能詳細了解結(jié)構(gòu)在不同情況下（施工、使用、破壞）可能受到的各種外界影響的大小和變化情況； ◆ 結(jié)構(gòu)設(shè)計方法就是研究工程設(shè)計中的各種不確定性問題，掌握結(jié)構(gòu)尺寸、材料強度等的變異情況，以便科學合理的選定結(jié)構(gòu)可靠度，取得安全可靠與經(jīng)濟合理之間的均衡。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 TY 昆明理工大學建工學院 1. 現(xiàn)行規(guī)范的設(shè)計方法 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本規(guī)定 設(shè)計基準期是為確定可變作用及與與時間有關(guān)的材料性能等取值而選用的 時間參數(shù) （ 如 ， 風 、 雪；最小保護層等 ） 。 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 取用的設(shè)計基準期為 50年 ， 《 公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 》 取用的設(shè)計基準期為 100年。 2. 設(shè)計基準期 我國現(xiàn)行 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 GB 50010202 《 公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 》 JTG D622022均采用 “ 以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法 ” 。 分別依據(jù) 《 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準 》 及 《 工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計統(tǒng)一標準 》的原則制定 。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 TY 昆明理工大學建工學院 3. 建筑 結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限 100 紀念性建筑和特別重要建筑 ４ 50 普通房屋和構(gòu)筑物 ３ 25 易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件 ２ 5 臨時性結(jié)構(gòu) １ 結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限（年） 結(jié)構(gòu)類型 類別 4. 結(jié)構(gòu)的安全等級 結(jié)構(gòu)的安全等級表示房屋的 重要性 程度 一級： 大型公共建筑等 二級： 一般住宅和辦公樓 三級： 小型和臨時性建筑 建筑結(jié)構(gòu)的安全等級： 橋涵結(jié)構(gòu)的安全等級： 一級： 特大橋、重要大橋 二級： 大橋、中橋、重要小橋 三級： 小橋、涵洞 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 TY 昆明理工大學建工學院 結(jié)構(gòu)能承受在正常施工 、 正常使用情況下可能出現(xiàn)的各種作用 （ 如荷載 、 溫度和收縮變形 、 基礎(chǔ)不均勻沉降 ） ,構(gòu)件不發(fā)生破壞；在偶然事件 ， 如地震 、 爆炸發(fā)生時和發(fā)生后結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持整體穩(wěn)定性 , 防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的連續(xù)倒塌 ， 如火災(zāi)發(fā)生時 ， 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)可保持足夠的承載力 。 安全性 Safety 結(jié)構(gòu)的功能要求 Functions of Structure 結(jié)構(gòu)在正常使用期間具有良好的工作性能 。 如不發(fā)生影響正常使用的過大的變形 、 振動 ， 或產(chǎn)生讓使用者感到不安的過大的裂縫寬度 。 適用性 Serviceability 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 TY 昆明理工大學建工學院 結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護條件下，在設(shè)計使用年限內(nèi)，在指定的工作環(huán)境中滿足既定功能要求的性能。結(jié)構(gòu)要具有足夠的耐久性能，應(yīng)要求結(jié)構(gòu)材料的風化、腐蝕和老化不超過一定限度。 耐久性 Durability 結(jié)構(gòu)的可靠性 reliability 可靠性 —安全性、適用性和耐久性 的總稱。 可靠性： 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi) ， 在規(guī)定的條件下 （正常 設(shè)計、正常施工、正常使用和維護） ，完成預定結(jié)構(gòu)功能的 能力。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 TY 昆明理工大學建工學院 可靠度： 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi) ， 在規(guī)定的條件下 （正常設(shè)計 、 正常施工 、 正常使用和維護 ） ， 完成預定結(jié)構(gòu)功能的概率 。 結(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價投資越大， 如何在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟之間取得均衡，就是設(shè)計方法要解決的主要問題。 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) Limit State 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 TY 昆明理工大學建工學院 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 ” 。 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)。 極限狀態(tài)的分類： 承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 TY 昆明理工大學建工學院 Ultimate Limit State 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最大承載力 、 出現(xiàn)疲勞破壞 、 發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形或 因結(jié)構(gòu)局部破壞而引發(fā)的連續(xù)倒塌 。 承載力極限狀態(tài)設(shè)計包括以下內(nèi)容： （ 1） 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進行承載力 （ 包括失穩(wěn) ） 計算； （ 2） 直接承受重復荷載的構(gòu)件應(yīng)進行疲勞驗算； （ 3） 有抗震設(shè)防要求時 ， 應(yīng)進行抗震承載力計算； （ 4） 必要時尚應(yīng)進行結(jié)構(gòu)的傾覆 、 滑移 、 漂浮驗算； （ 5） 對于可能遭受偶然作用 、 且倒塌可能引起嚴重后果的重要結(jié)構(gòu) ， 宜進行防連續(xù)倒塌設(shè)計 。 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 TY 昆明理工大學建工學院 超過 該極限狀態(tài) ， 結(jié)構(gòu)就不能滿足預定的安全性功能要求 。 ① 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因所受應(yīng)力超過材料強度而破壞 ， 或因過 度變形而不適于繼續(xù)承載； ② 結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡 （ 如傾覆 、 滑移 ） ③ 結(jié)構(gòu)形成機動體系 （ 超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸 ） ； ④ 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定 （ 如細長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn) ） ； ⑤ 結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌； ⑥ 地基喪失承載能力而破壞； ⑦ 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的疲勞破壞 （ 如由于多次重復荷載而破壞 ） 。 Ultimate Limit State 任何承載的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件都需要 按承載力極限狀態(tài)進行設(shè)計 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 3章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 2022 T