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混凝土结构基本
设计原则
土木工程专业混凝土结构课程配套电子课件
第三章 混凝土结构基本设计原则
本章摘要
本章主要介绍以概率理论为基础的极限状态设计方法的一些基本知识,是学习本课程及其他结构设计类课程的理论基础。由于内容涉及新的概念和名词术语较多,又牵涉到数理统计和概率论方面的内容,有一定的难度,,讨论的是关于建筑结构设计和安全度的基本内容和定义,也是砌体结构,钢结构等其他建筑结构的设计原则,,要求能懂得,,要理解和掌握其内涵,以便今后学习与工作中能够正确运用.
结构是由不同受力构件组成的承受各种外部作用的骨架。混凝土结构建筑物可大体上区分为楼板、梁、柱、墙以及基础等不同部分,这些不同的部分统称为构件.
楼板的主要作用是承受竖向荷载,并将荷载传递到梁上,后者则支撑在柱上。,梁主要承受弯矩和剪力,,,板或梁所承受的荷载经由墙传递到基础上.
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结构的功能要求
一、混凝土结构的组成与作用
所谓结构上的作用是指施加在结构上的集中荷载或分布荷载(包括永久荷载、可变荷载等),以及引起结构外加变形或约束变形的原因,如基础沉降,温度变化,混凝土收缩,焊接等作用.
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引起结构外加变形和约束变形的其他作用称为间接作用.
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施加在结构上的集中荷载和分布荷载称为直接作用.
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二、结构上作用、结构抗力
结构上作用F、《标准》按下列原则分类:
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按随时间的变异分类：
永久作用⑵可变作用⑶偶然作用.
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按随空间位置的变异分类：⑴固定作用⑵可动作用
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按结构的反应分类：静态作用、动态作用
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作用效应S:这些作用使结构产生的内力和变形(如轴力,弯矩,剪力,扭矩,挠度,转角和裂缝等)称为作用效应。
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若作用为直接作用,则其效应也可称为荷载效应.
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结构抗力R:结构或结构构件承受内力和变形能力(如构件的承载能力,刚度等).
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结构设计的目的就是要使结构建成后能满足各项预定的“功能要求”.
结构的功能要求,概括为以下三个方面:
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安全性:结构在正常的设计,施工和使用条件下,应该能够承受可能出现的各种作用,在偶然荷载作用下,或偶然事件发生时或发生后,结构应能保持必要的整体稳定性,不致倒塌.
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适用性:建筑结构在正常使用时应能满足预定的使用要求,有良好的工作性能,其变形,裂缝或振动等均不超过规定的限度.
三、结构的功能要求
耐久性:建筑结构在正常使用,,裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀,混凝土不得风化,不得在化学腐蚀环境的情况下影响结构预定的使用期限等.
上述功能概括称为结构的可靠性.
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结构可靠性为结构在规定的时间内(即设计所假定的基准使用期),在规定的条件下(结构正常的设计,施工,使用和维护条件),完成预定功能(如强度,刚度,稳定性,抗裂性,耐久性等)的功能.
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我国取结构的设计基准期T为50年.
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设计时应根据结构破坏可能产生的各种后果(是否危及人的生命,造成怎样的经济损失,产生如何的社会影响等等)的严重性,对不同的建筑结构采用不同的安全等级.
四、结构的可靠性与安全等级