文档介绍：结构设计原理
广西工学院土木工程系
第二章
结构按极限状态法设计计算的原则
本章的主要内容
设计计算方法的历史与基本思想
结构的功能要求
极限状态的概念、概率极限状态设计方法
现有《公规范》采用的设计方法、原则、表达方式、各系数的含义
材料强度取值、作用分类、各种作用组合
建筑结构的基本计算原则
§ 概述
一、结构设计的目的
设计满足功能要求的结构,也就是把外界作用对结构的效应与结构本身的抵抗力来加以比较,以达到结构设计既安全又经济的目的。
具体说也就是确定结构的截面尺寸、配筋和满足构造要求。
二、结构设计的发展
从伽利略至今三百余年里,结构设计经历了各种演变,可从以下两个方面进行归纳:
1、从结构设计理论上
弹性理论极限状态理论
2、从设计方法上
定值设计法概率设计法
三、结构设计计算的理论和方法有:
容许应力法
破损阶段设计法
多系数极限状态设计法
基于可靠性理论的概率极限状态法
钢筋混凝土构件:
混凝土应力
钢筋应力
式中: 分别为安全系数
一、基本概念
§ 容许应力法
容许应力法——构件在外界作用下,某截面的最大应力达到或超过材料的容许应力时,构件即失效(破坏),即要满足:
以钢筋混凝土构件为例:
弹性假定:钢筋和混凝土均为弹性材料
平截面假定:变形前的平截面变形后保持变形
假定混凝土为不抗拉材料
钢筋与混凝土相接触的混凝土的应变相等
b
钢筋混凝土构件容许应力计算简图
二、特点
1、安全系数K是个大于1的数字
K越大,结构的安全度就越高,同时材料的用量就越多
2、没有考虑结构功能的多样性要求
对于结构一方面要考虑承载能力,另一方面也许考虑其正常使用时裂缝、变形。
3、安全系数的确定主要凭借经,缺乏严格科学依据。
三、适用情况
当结构是非杆件结构(如大体积坝体、空间薄壳结构等)时,因规范没有给出明确的计算公式,则弹性力学方法仍是较实用的分析方法。