最新《混凝土结构设计》-讲义

《混凝土结构设计》串讲

第一节 混凝土结构的极限状态

一、结构的功能要求与可靠性（考点1）——P2 1．结构的“三性”及对应的四项功能要求

（1）安全性：功能要求：

⎧⎨

⎩正常施工、正常使用阶段：能承受可能出现的各种作用发生涉及规定的偶然事件后：仍能保持必需的整体稳定性

（2）适用性

功能要求：正常使用时具有良好的工作性能 （3）耐久性

功能要求：正常维护下具有足够的耐久性能 2、结构的可靠性

定义：结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的能力。

（1）规定时间：指设计使用年限，普通房屋为50年； （2）规定条件：指设计时所确定的正常设计、正常施工及正常使用条件；

（3）预定功能：是否达极限状态

二、结构的设计使用年限（考点2）——P2

我国《建筑结构可靠度设计统一标准》规定，普通房屋和构筑物的设计使用年限为50年，纪念性建筑和特别重要的建筑结构的设计使用年限为100年。

三、混凝土结构的极限状态（考点3）——P3

1、承载能力极限状态 （1）定义：结构或结构构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态；

（2）结构或构件超过承载能力极限状态后的常见破坏形态：倾覆、滑移、疲劳、丧失稳定性、变为机动体系等。

2、正常使用极限状态 （1）定义：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限度的状态；

（2）理解：结构或构件使用功能的破坏或受损害，或结构质量的恶化；

（3）结构或构件超过正常使用极限状态后的常见破坏形态：大变形、裂缝等

第二节 结构的可靠度与可靠指标

一、结构的可靠度（考点4）——P10-12

1、荷载效应

定义：荷载对结构或构件产生的内力和变形，用S 表示。 2、结构抗力

定义：结构或构件承受荷载效应的能力（承载能力、刚度），用R 表示。

3、结构的失效概率 定义：结构不能完成预定功能要求的概率，即R-S<0的概率，记为f p 。

4、结构的可靠度（填空）——P12

定义：结构在规定时间内，在规定条件下完成预定功能的概率。

理解：结构的可靠度是结构可靠性的概率度量。 二、结构的可靠指标

β

（考点5）——P12

结构的可靠指标β是在假定R 、S 均服从正态分布，且R-S=0的前提下得到的。

以概率论为基础的极限状态设计方法是以结构的可靠指标

β

来度量结构的可靠度的.

β

与

f p 的关系：β

越大

f p 就越小；

β越小

f p 就越大。

第三节 混凝土结构按近似概率的极限状态实用设计表达式

一、目标可靠指标

[]β（考点6）——P 14

定义：与失效概率限值[]f p 相对应的可靠指标，记为[]β。 二、分项系数（考点7）——P16-19 1、结构重要性系数

计算结构构件截面承载力时引入的与建筑物安全等级有关的

分项系数，用0γ表示。 取用方法：

0.1100.0.95γ≥⎧⎪

≥⎨⎪≤⎩

1 安全等级一级，或设计使用年限年1 安全等级二级，或设计使用年限50年

0 安全等级三级，或设计使用年限年注意：抗震设计中不考虑结构构件的重要性系数。 2、材料分项系数

定义：材料强度的标准值与设计值的比值，一般γ

1≥。

理解：材料强度的设计值小于材料强度的标准值 3、荷载分项系数

（1）荷载的基本分类：永久荷载、可变荷载、偶然荷载 （2）荷载的代表值：

分类：①永久荷载代表值（1种）：标准值

②可变荷载代表值（4种）：标准值、组合值、准永久

值、频遇值

理解：①荷载标准值是荷载的基本代表值；

②荷载组合值：可变荷载的标准值乘上荷载组合系数

c ψ（1c ψ≤）得到，只针对可变荷载而言的；

③荷载频遇值：荷载的标准值乘上荷载频遇值系数

f

ψ得到；

④荷载准永久值：荷载的标准值乘上荷载准永久值系

数q ψ得到；

⑤c

f q ψψψ≥≥

（3）极限状态设计中荷载代表值的选用：

①正常使用极限状态验算结构构件短期的变形以及抗裂或裂缝宽度时，采用荷载的标准值；

②荷载准永久值用于正常使用极限状态的长期效应组

合。

4、设计基准期：一般为50年

5、荷载分项系数

（1）定义：荷载设计值与荷载标准值的比值，一般

γ1≥。

（2）理解：荷载的设计值大于它的标准值 （3）取值：

.3.2 1.0 0.9 G γ⎧⎫

⎬⎪

⎭⎪=⎨

⎫⎪⎬⎪⎭⎩1 5 永久荷载效应控制荷载效应对结构不利1可变荷载效应控制一般情况下

荷载效应对结构有利时

验算结构的倾覆、滑移或漂浮时

Q 2

1.4 1.3 q>1.4kN/m γ⎧⎪=⎨⎪⎩

一般情况下

工业厂房时

三、设计表达式（考点8）——P 20 1、荷载效应组合方式：

（1）基本组合：永久荷载效应+可变荷载效应

（2）偶然组合：永久荷载效应+可变荷载效应+偶然荷载效应（偶然荷载代表值不乘分项系数） 2、承载能力极限状态设计表达式

荷载效应包括：基本组合、偶然组合

荷载效应组合的设计值应从由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合中取最不利值。

3、正常使用极限状态设计表达式 S C ≤

荷载效应组合值S 应分别采用荷载效应的标准组合、准永久组合或标准组合并考虑长期作用的影响；

C 为结构构件正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度和应力等的限值。