混凝土结构设计的基本原则.ppt

第3章混凝土结构设计的基本原则教学提示：《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068—2001)和《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)是混凝土结构设计宜遵守的基本原则。本章结合《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)，介绍了结构极限状态的基本概念、近似概率的极限状态设计法及其极限状态实用设计表达式。教学要求：本章要求学生掌握工程结构极限状态的基本概念，包括结构的作用、对结构的功能要求、设计基准期、两类极限状态等；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。由于结构上的作用是不确定的随机变量，所以作用效应S一般说来也是一个随机变量。以下主要讨论荷载效应，荷载与荷载效应S之间，可以近似地按线性关系考虑，即：(3-1)式中，常数C为荷载效应系数。例如，简支梁在均布荷载作用下，跨中最大弯矩为，M就是荷载效应，就是荷载效应系数，为梁的计算跨度。由于荷载是随机变量，根据式(3-1)可知，荷载效应也应为随机变量。结构抗力是指结构或构件承受作用效应的能力，如构件的承载力、刚度、抗裂度等。影响结构抗力的主要因素是材料性能(承载力、变形模量等物理力学性能)、几何参数以及计算模式的精确性等。考虑到材料性能的变异性、几何参数及计算模式精确性的不确定性，所以由这些因素综合而成的结构抗力也是随机变量。3.1.2结构的功能要求3.1.5结构的设计状况设计状况指代表时段的一组物理条件，设计应做到结构在该时段内不超越有关的极限状态。建筑结构设计时，应根据在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列3种设计状况：①持久状况。在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状态。持续期一般与设计使用年限为同一数量级。②短暂状态。在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如结构施工和维修等。③偶然状况。在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况，如火灾、爆炸、撞击等。对于不同的设计状况，可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等。对建筑结构的3种设计均应进行承载力极限状态设计；对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计；对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计。图3.1Z的概率密度分布曲线