混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法 (2)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 》 （ GB500092022），中國(guó)建筑工業(yè)出版社。 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 (GB500072022), 中國(guó)建筑工業(yè)出版社。間接作用不僅與外界因素有關(guān)，還與結(jié)構(gòu)本身的特性有關(guān)。 ，荷載可分為三類(lèi)： 1)永久荷載 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間，其值不隨時(shí)間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)，或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載。 3)偶然荷載 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載。 對(duì)于結(jié)構(gòu)自重可以根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸和材料的重力密度確定；可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值由設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)最大荷載概率分布的某個(gè)分位值確定。 風(fēng)荷載 ： 壓力、吸力和橫風(fēng)向干擾力及其合力 構(gòu)成了建筑物上的風(fēng)荷載。 對(duì)人員比較集中使用頻繁的影劇院、體育館等，安全等級(jí)宜按一級(jí)設(shè)計(jì)；建筑物中梁、柱等各類(lèi)構(gòu)件的安全等級(jí)一般應(yīng)與整個(gè)建筑物的安全等級(jí)相同。 一般建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限可為 50年。超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限的結(jié)構(gòu)并不是不能使用，而是指它的可靠度降低了。 3. 建筑結(jié)構(gòu)的功能要求 (2)適用性 結(jié)構(gòu)在正常使用過(guò)程中應(yīng)具有良好的工作性。 結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài) 極限狀態(tài)： 整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指定的某一功能要求 ， 這個(gè)特定的狀態(tài)稱(chēng)為該功能的極限狀態(tài) 。 超過(guò)承載能力極限狀態(tài)后 ， 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件就不能滿(mǎn)足安全性的要求 。 例如：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)影響正常使用的過(guò)大變形 、過(guò)寬裂縫 、 局部損壞和振動(dòng) 。 2. 結(jié)構(gòu)狀態(tài) 根據(jù) S、 R的取值不同 ， Z值可能出現(xiàn)三種情況 （ 圖31） ： 極限狀態(tài)方程 圖 31 極限狀態(tài)方程取值示意圖 Z = RS ＞ 0 時(shí) , 結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)； Z = RS ＝ 0 時(shí) , 結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)； Z = RS ＜ 0 時(shí) , 結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)。 x1， x2， … ， xn 為影響該結(jié)構(gòu) 功能的各種荷載效應(yīng)以及材料強(qiáng)度 、 構(gòu)件的幾何尺寸等 。 因此 ， 結(jié)構(gòu)的可靠度是用可靠概率 Ps來(lái)描述的 。 可靠指標(biāo)與失效概率 圖 32 R、 S的概率密度分布曲線 (1) S和 R的概率密度曲線 按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求 ， 顯然 μR應(yīng)該大于 μS。 所以 ， 加大平均值之差 μRμS， 減小標(biāo)準(zhǔn)差 σS和 σR可以使重疊的范圍減小 ， 失效概率降低 。 圖 33 可靠指標(biāo)與失效概率關(guān)系示意圖 （ 3） 可靠指標(biāo) 從圖 33可以看到 ， 陰影部分的面積與 μ Z和 σ Z的大小有關(guān)：增大 μ Z， 曲線右移 ， 陰影面積將減少；減小 σ Z，曲線變得高而窄 ， 陰影面積也將減少 。 β ≥ [β] 結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞類(lèi)型分為延性破壞和脆性破壞兩類(lèi) 。 3. 目標(biāo)可靠指標(biāo) ? ??3. 目標(biāo)可靠指標(biāo) ? ??167。 2. 荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值 S 實(shí)際上荷載效應(yīng)中的 荷載有永久荷載和可變荷載 ，并且可變荷載不止一個(gè) ， 多個(gè)可變荷載也不一定會(huì)同時(shí)發(fā)生 ， 例如 ， 高層建筑各樓層可變荷載全部滿(mǎn)載且遇到最大風(fēng)荷載的可能性就不大 。當(dāng)永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)， 取γG ≤ ； γ Q γ Qi — 可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)； γ Q γ Qi一般； ψ ci — 可變荷載的組合值系數(shù)； Gk — 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值； _ Q1k — 最大的一個(gè)可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值； Q1k、 Qik — 其余可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值； 以上不等式右側(cè)為 結(jié)構(gòu)承載力 ， 用承載力函數(shù) R（ … ） 表示 ，表明其為混凝土和鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 （ fck、 fsk） 、 分項(xiàng)系數(shù) （ γ c、 γ s） 、 幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)值 （ ak） 以及其他參數(shù)的函數(shù) 。 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí) ， 變形過(guò)大或裂縫過(guò)寬雖影響正常使用 ， 但危害程度不及承載力引起的結(jié)構(gòu)破壞造成的損失那么大 ， 所以可適當(dāng)降低對(duì)可靠度的要求 。 《 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 》 采用一個(gè)小于 1的準(zhǔn)永久值系數(shù)和頻遇值系數(shù)來(lái)考慮這種折減 。 其中 標(biāo)準(zhǔn)值稱(chēng)為基本代表值 ， 其他代表值可由基本代表值乘以相應(yīng)的系數(shù)得到 。 (1)荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合 標(biāo)準(zhǔn)組合主要用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重的永久性損害的情況 。 抽樣檢查中如發(fā)現(xiàn)某爐鋼材的屈服強(qiáng)度達(dá)不到此限值 ， 即作為廢品處理 。 1. 鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 熱軋鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值用 fyk表示 ， 取等于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)頒布的屈服強(qiáng)度的廢品限值；預(yù)應(yīng)力鋼絞線 、 鋼絲和熱處理鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值用 fPtk 表示 , 系根據(jù)極限抗拉強(qiáng)度確定 (條件屈服點(diǎn) )。 f?2. 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 f?圖 36 混凝土立方體強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)資料 3. 分項(xiàng)系數(shù)和設(shè)計(jì)值 (1)材料強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù)和設(shè)計(jì)值 鋼筋強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù) γ s 根據(jù)鋼筋種類(lèi)不同，取值范圍在 ～ ；混凝土強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù) γ C 規(guī)定為 。 設(shè)計(jì)中為了使得結(jié)構(gòu)達(dá)到規(guī)定的可靠指標(biāo) ， 在計(jì)算中應(yīng)采用荷載設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算 。 式中可靠指標(biāo)體現(xiàn)在何處 ？ 什么是荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ？ 什么是活荷載的頻遇值和準(zhǔn)永久值 ？ 什么是荷載的組合值 ？ 對(duì)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算 ， 為什么要區(qū)分荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載 的準(zhǔn)永久組合 ？ 如何考慮荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載 的準(zhǔn)永久組合 ？ 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是按什么原則確定的 ？混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是如何確定的 ？ 鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和標(biāo)準(zhǔn)值是如何確定的 ？分別說(shuō)明鋼筋和混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 、 平均值及設(shè)計(jì)值之間的關(guān)系
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