第二章 结构计算原理

4、5
Ⅲ
0.9
(二) 设计状况系数

水工混凝土结构设计规范对不同设计状况给出 不同的设计状况系数： 持久状况 取1.0； 短暂状况 取0.9； 偶然状况 取0.85。
G 、 Q (三) 荷载分项系数
永久荷载设计值G=永久荷载标准值Gk*永久荷 载分项系数 G ；
可变荷载设计值Q=可变荷载标准值Qk*可变荷载 分项系数
材料强度取值
材料强度标准值（混凝土、钢筋）
五、《水工规范》采用的五个分项系数
(一) 结构重要性系数 (二) 设计状况系数 (三) 荷载分项系数 (四) 混凝土和钢筋强度分项系数 (五) 结构系数
(一) 结构重要性系数 0
水工建筑物级别 水工建筑物结 结构重要性系数 0 构安全级别 1 2、3 Ⅰ Ⅱ 1.1 1.0
六、承载力极限状态设计表达式
对于基本组合，承载能力极限状态设计表达式为：
0S
1
式中γ0 ——结构重要性系数； ——设计状况系数； S ——作用(荷载)效应，由荷载设计值计算的内力； γd ——结构系数； R ——结构抗力，结构构件截面所能承受的极限内力
d
R
七、正常使用极限状态设计表达式
(二) 正常使用极限状态
结构或构件达到正常使用或耐久性能的 某项规定限值，称为正常使用极限状态。 当结构或构件出现下列状态之一时，即 认为超过了正常使用极限状态： (1) 产生过宽的裂缝。 (2) 产生过大的变形。 (3) 产生过大的振动。
三、作用和作用效应
直接作用习惯上称荷载。荷载按随时间的变异分为三 类： (1) 永久荷载(恒荷载)。指在设计基准期内其值不随 时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷 载，例如结构自重，土压力等。 (2) 可变荷载(活荷载)。指在设计基准期内其值随时 间变化，且变化与平均值相比不能忽略的荷载，例如 楼面活荷载、风荷载、吊车荷载等。 (3) 续时间很短的荷载，例如 校核洪水、地震作用等。 作用效应S＝CQ
四、结构的抗力
结构或构件承受作用效应的能力，称结 构抗力，用R表示，如强度、刚度、抗裂 度等。结构的抗力取决于材料的性能、 结构的几何参数、施工质量等因素。 结构功能函数Z＝R－S
Z>0 结构可靠 Z＝0 极限状态 Z<0 结构失效
荷载取值和材料强度取值
荷载取值
荷载标准值 荷载准永久值 荷载组合值
由材料力学可知，简支梁在均布荷载作用下 跨中弯矩为
(G Q )l 0 8
2
支座剪力值为
(G Q)l n 2
跨中截面弯矩设计值 M ＝ γ0 ＝189.54 kN· m 支座边缘截面剪力设计值 V＝γ0 ＝120.04 kN

(G Q )l 0 8
2
＝0.9×1.0×(21.6＋25.2)×6.02/8
二、结构的极限状态
结构的极限状态是指结构或结构的一部 分超过某一特定状态就不能满足设计规 定的某一功能要求，此特定状态称为该 功能的极限状态。一旦超过这种状态， 结构就将丧失某一功能，既结构失效。 结构极限状态分承载能力极限状态和正 常使用极限状态两大类。
(一) 承载能力极限状态
(1) 结构或结构的一部分丧失稳定（如压 屈等）。 (2) 结构或结构的一部分形成机动体系。 (3) 结构发生滑移、倾覆等不稳定情况。 (4) 结构构件因强度不足而破坏。 (5) 结构或构件产生过大的塑性变形，不 适于继续承受荷载。
水工钢筋混凝土结构
第二章 结构计算原理
一、结构的功能要求
(1) 安全性。要求结构在正常施工和正常使 用时，能承受可能出现的各种直接作用和间 接作用；在出现偶然作用时和作用后，主体 结构仍然保持整体承载力和稳定性。 (2) 适用性。要求结构在正常使用时具有良 好的工作性能，不出现过大的变形和过宽的 裂缝。 (3) 耐久性。要求结构在正常维护下具有足 够的耐久性。 安全性、适用性、耐久性构成结构的可靠性， 统称为结构的基本功能要求。
正常使用极限状态验算的目的是保证结构构件 在正常使用条件下，裂缝宽度和挠度不超过相 应的允许值。对于有不允许裂缝出现要求的构 件在正常使用条件下应满足抗裂要求。 材料强度采用标准值不用设计值，荷载用标准 值不用设计值。
验算表达式为 γ0Ss（Gk，Qk，fk，ak）≤c1
[例1] 某四级水工建筑物有一钢筋混凝土简支 梁， h 250mm 450mm 净跨Ln=5．7m，计算跨度 ， b L0=6.0m。永久荷载(不包括梁自重)标准值Gk=15.19kN／ m ，可变荷载标准值Qk=21kN／m ，荷载分项系数 γG=1.05, γQ = 1.2。求持久状况下梁跨中截面弯矩设计值M， 支座边缘截面剪力设计值V。 解：永久荷载标准值 Gk ＝15.19kN／m 永久荷载设计值 Q ＝1.05×15.19＝21．6kN／m 可变荷载标准值 Qk ＝21kN／m 可变荷载设计值 Q ＝1.2×21＝25．2kN／m 查表，四级水工建筑物结构安全级别为Ⅲ级，结构重 要性系数γ0=0．9；持久状况，设计状况系数 取1．0 。
Q。
设计规范》。一般取 G ＝1.05， Q ＝1.2。
荷载分项系数查DL5077—97《水工建筑物荷载
(四) 混凝土和钢筋强度分项系数
为方便应用，规范直接给出了已隐含了材料分项系数的材料强度设计值（见 附录一），设计时直接查用。
(五) 结构系数
结构承载能力极限状态设计，对于荷载效应计算 模式的不定性、结构构件几何尺寸不定性、结构 构件抗力计算模式的不定性及未考虑到的其他各 种变异因素，统一由结构系数γd考虑。 《水工规范》规定的结构系数γ d如表8—2所示。

＝0.9×1.0×(21.6＋25.2)×5.7/2
(G Q)l n 2
本章练习
结构按极限状态设计时应符合条 件 。 A S=R B S≥R C S≤R 对有抗渗要求的结构构件，应进 行 。 进行抗裂的裂缝宽度验算时：荷载采用 材料强度采用 。
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