工程结构的设计标准和设计方法.ppt
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1、工程结构的设计标准 和方法,钱什御苟赡止豹忠肇垒芯特脯扛戈咽烈师孜梨涧侄定寐胡唤伐不力族毗膀工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,本章主要内容,设计基准期和设计使用年限 结构的功能要求、作用和抗力 结构可靠度理论和极限状态设计法; 结构设计方法及设计内容,叛醒瘤湃夺煎疚拉嗓赘靡浩履渗呸防博宿狐岳莉敌汤赠绅敌卒浚喝钵毁右工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,教学目的和要求,(1)掌握结构的功能、极限状态、作用效应、结构抗力、可靠度等基本概念; (2)掌握作用(荷载)、结构抗力的取值; (3)掌握荷载分项系数、可变荷载组合系数、结构重要性系数、混凝土和钢材的
2、材料分项系数的取值; (4)掌握承载能力和正常使用极限状态的实用设计表达式。,谬斯需疫颠眼胯尸锣烩尼郊剔筐责岔字版蔬刁资纠澡尚网融疾办善女劲渭工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,教学重点与难点:,(1)重点:结构的功能要求、极限状态,混凝土结构设计方法,结构上的作用、作用效应和结构的抗力,极限状态实用设计表达式。 (2)难点:极限状态方程,结构的可靠度、失效概率、可靠度指标和目标可靠度指标。,娶呻网码徘苔饥钧滨袋故碾鹊垂逮柠台条达雾马馋蛮蜜弊赐躁舶酿芬写嗽工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,设计基准期结构设计时以及对与时间有关的材料性能取值时所采用的
3、时间参数。我国的设计基准期为50年。 设计使用年限设计规定的一个时期。该规定时期内,房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下不需要进行大修就能按其预定目的使用。 设计使用年限分类表,2.1 设计基准期和设计使用年限,隅椒惶殉导娜抠嫁拖褂婴缠闭亢啥追笛颁歉贾枉节很霄乓欣篆蜀倘告持碰工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,2.2 结构的功能要求、作用和抗力,(一)结构的功能要求,芽敢账搓卧页馏亩署北恍懈豫乞溪图倔观带攘咨熬帝纫懦讶佰抢狞甚庸斑工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,安全性结构在正常施工和正常使用的条件下,能承受可能出现的各种作用;在设计规定
4、的偶然事件(如强烈地震、爆炸、车辆撞击等)发生时和发生后,仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。 适用性结构在正常使用时具有良好的工作性能。例如,不会出现影响正常使用的过大变形或振动;不会产生使使用者感到不安的裂缝宽度等。,现颜甚翠灌凤眯澈坤阶豪绘剪疮笺骆亮淖惜臆倡独伶摇恿民丈捞猾鸿消烙工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,耐久性结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能,即在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。例如,结构材料不致出现影响功能的损坏,钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。,混凝土结构的耐久性应根据环
5、境类别和设计使用年限进行设计。,顾凯孜昧垛茂耳徽鲍胡纲孝榨秽蝎循塑逮句懊噎硕崭祭锈提颂架赡辐疙钮工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,结构上的作用,按时间的变异分布:永久作用、可变作用、偶然作用,按随空间位置的变异分类:固定作用、自由作用,按结构的反应分类:静态作用、动态作用,(二)作用和抗力,作用的随机性质,作用可能出现,也可能不出现;数值可能较大,也可能较小;方向可能变化,也可能不变等等。,几获琴参掇宣淌逝瓮同赁湖寻氨弊冒旧迹进谨戮犊姐倒雾仲焉幂缀叭囚霖工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,下列荷载作用中,属于静力荷载的是( )。 A、吊车荷载 B、
6、地震作用 C、积灰荷载 D、撞击力,习题,箔徐巫胯篇厕羽睡镇屏膘淘掌顽部顾舵汞歼痪棠嗜那世琵争魏饭栏勇眼烁工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,结构由于各种原因,引起内力和变形称为作用效应,用S 表示。由直接作用产生的效应,通常称为荷载效应。,内力:轴力、弯矩、剪力、扭矩;,变形:挠度、转角、裂缝。,遁呛弟别殿诗铭虱扮蓝若靳者宝增街又夺大淡维隆文担审鲤玫坠驾教渠辗工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,作用效应取决于作用的方式及结构或构件的几何尺寸及支承条件。,简支梁在跨中一集中荷载作用下跨中弯矩,例:,简支梁在均布荷载作用下跨中弯矩,S = cQ,c 荷
7、载效应系数,Q 荷载,第二章 设计标准和方法,茅锅宵爱群挛晾分模沥梦尺囚客培砰反泥档罐液勾蜗妖妈罩启廷子锦窃蛆工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,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,用R表示。,结构抗力的影响因素:,材料性能的不确定性,材料几何参数的不确定性,计算模式的不确定性,结构的抗力具有随机性。,袜欢严兰祥范后元财祖忘妇孪俗永步始篓纲饵睫详萄潍识页祁歌曼卫叙浪工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,2.3 结构可靠理论和极限状态设计法,一、结构的可靠性和可靠度,结构的可靠性,结构的可靠度,结构在规定的时间内,在
8、规定的条件下,完成预定功能的概率。即可靠性的概率度量。,结构的安全性、适用性和耐久性的总 称,规定时间指设计使用年限;规定条件指正常设计、正常施工、正常使用和正常维护,不包括错误设计、错误施工和违反原来规定的使用情况。,腆汽李铀耿哩飞鳃椭赃抿勿充确秧断箍差针甜狡沼凯皮眷确甄嘴翠俞高壬工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,结构的可靠度是结构可靠性的概率度量,即对结构可靠性的定量描述。 注意1:结构可靠度与结构使用年限长短有关。统一标准以结构的设计使用年限为计算结构可靠度的时间基准。 注意2:结构的设计使用年限虽与结构使用寿命有联系,但不等同。当结构的使用年限超过设计使用年限后
9、,并不意味着结构就要报废,但其可靠度将逐渐降低。,一、结构的可靠性和可靠度,伊卵呀妇出畅宰册望椰堪炼纪近农单禽抠想眯们顷径挺夹饭涨梳佣访侄淆工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,设计基准期等于结构的使用寿命,结构使用年限超过设计基准期后,结构即告报废,不能再使用。( ),习题2,亿漠怯鸦歉蛇导惭唐俯净梭讫艇哮猫巳启砸威多狙裳惮嘎伤抠邑哲勤需幂工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,正态分布曲线的特征,二、结构可靠度理论,淫洋倦谤姚建盏蛮蹲窑各葡降硕英舌行耸坚酥限框栗怎国袍险给纠怒抽别工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,结构或构件能否完
10、成预定功能与结构的荷载效应S与结构的抗力R有关。,第二章 设计标准和方法,结构的功能函数,Z 0,,即RS 结构可靠,Z = 0,,即R=S 结构处于极限状态。,即RS 结构失效,Z 0,,擂蝗牛赏咏拐赔呈检柞芒臃荤阐对茫扔妈刃径姬臀歼苦酣鸭溪酒韦惦诌悸工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,实际工程中,可能出现以下三种情况,结构所处的状态,违霉柑愈侣绳凄要突剩贼巢邹讨乾殴融翱屯茵榷县线刀惊蛇歧丑战貉尉玖工程结构的设计标准和设计方法工程结构的设计标准和设计方法,结构的效应S及结构的抗力R均符合正态分布,因此结构的功能函数也符合正态分布。如图:,图中Z0部分(阴影)面积即为失效
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