文档介绍：1
第 2 章钢筋混凝土结构设计计算原理
水工钢筋混凝土结构学
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本章重点
1、了解极限状态设计法的基本原理;
2、掌握荷载和材料强度的取值方法;
3、掌握极限状态设计表达式的基本概念及其应用。
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随着钢筋混凝土结构在房屋建筑、水利水电、公路桥涵等工程领域中的广泛应用。积累了丰富的实践经验,其设计理论也在不断的改进发展,大体上分为三个阶段:
按许可应力法设计
按破坏阶段法设计
按极限状态法设计
第一节混凝土结构设计方法
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1、按许可应力法设计
1)假定钢筋混凝土为弹性材料;
2)规定的“使用荷载”凭经验取值;
3)无法用试验来验证所设计的结构构件截面承载力是否安全。
4)按许可应力计算方法进行设计,概念明确,方法简单。
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2、按破坏阶段法设计
1)考虑了钢筋混凝土的塑性性能,符合钢筋混凝土的弹塑性
特性;
2)计算得出的极限内力可由试验得到验证;
3)按破坏阶段法计算方法进行设计,概念明确,方法简单。
4)此方法只验证了构件截面的最终破坏状态,无法得出构件
在正常使用阶段的应用情况(变形、裂缝)。
(举例:受弯构件内力计算)
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3、按极限状态法设计
极限状态
承载能力极限状态
正常使用极限状态
1)假定钢筋混凝土为弹塑性材料,符合钢筋混凝土的弹塑性特性;
2)可以计算破坏阶段极限承载力和正常使用阶段构件变形和
裂缝开展宽度是否满足适用性要求;
3)根据不同的荷载、材料以及工作环境,将安全系数K值改为
由多个分项系数来表达。
4)20世纪80年代,发展了以概率理论为基础的,概率极限状态设
计方法。
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结构可靠度及结构设计方法
混凝土结构构件设计计算方法:
容许应力法:最早的计算理论,沿用弹性理论假设。
破坏阶段法:与容许应力法的主要区别是在考虑材料塑性性能
极限状态设计法:明确规定结构按两种极限状态进行设计,是工程
概率极限状态设计法:在极限状态设计法的基础上考虑结构的可靠
的基础上,按破坏阶段计算构件截面的承载能力。
结构设计理论的重大发展。
水准Ⅰ—半概率法
水准Ⅱ—近似概率法
水准Ⅲ—全概率法
概率,按发展阶段,该法可分为三个水准。
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一、结构的功能要求
结构的功能应满足以下要求:
结构在正常施工、正常使用情况下能承受可能出现的各种直接作用和间接作用,在偶然事件(如地震、校核洪水位等)发生时和发生后,结构仍能保持必需的承载力和稳定性,不致发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。
第二节结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
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结构的功能要求
结构在正常使用时具有良好的工作性能。如不发生影响正常使用的过大变形(挠度、侧移)、振动(频率、振幅),或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度等。
结构在正常使用和正常维护条件下,应具有足够的耐久性。即在各种因素的影响下(混凝土碳化、钢筋锈蚀),结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低,而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性,降低使用寿命。