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结构设计原理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§§、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???安全系数材料强度??????kf??????sssskf????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sckk、一、基本概念§——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。