工程结构第二章建筑结构的 设.ppt

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第二章建筑结构的设计标准和设计方法
第一节设计基准期和设计使用年限

设计基准期:与荷载、材料统计有关
设计使用年限:为可靠度服务
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第二节结构的功能要求、作用和抗力
安全等级
破坏后的影响程度
建筑物的类型
一级
很严重
重要的建筑物
二级
严重
一般的建筑物
三级
不严重
次要的建筑物
结构的安全等级
建筑结构应根据破坏时可能产生的后果严重与否,区分不同的安全等级。
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结构的功能要求:
1、安全
2、适用
3、耐久
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结构上的作用
◎直接作用:荷载
◎间接作用:混凝土的收缩、温度变化、基础的差异沉降、地震等
作用在结构上并使结构产生的内力(如弯矩、剪力、轴向力、扭矩等)、变形、裂缝等作用称为作用效应或荷载效应。
荷载和荷载效应之间通常按某种关系相联系。
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荷载的分类
结构上的荷载,按其作用时间的长短和性质,可分为三类:
(1)永久荷载G 在结构设计基准期内,其值不随时间而变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计。
(2)可变荷载Q 在结构设计基准期内,其值随时间而变化,其变化与平均值不可忽略的荷载。
(3)偶然荷载Q 在结构设计基准期内不一定出现,但一旦出现其值很大且作用时间很短的荷载。
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荷载的标准值
定义
将荷载视为随机变量,采用数理统计的方法加以处理而得到的具有一定概率的最大荷载值
确定
;
,在缺少大量统计材料的条件下,可近似按随机变量来考虑。
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结构的可靠度、失效概率
结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率(或者达不到预定功能的概率--失效概率)。
因此,结构的可靠度是用结构完成预定功能的概率的大小来定量描述的。
可靠度是可靠性的概率的度量。
概念
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极限状态
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的要求,该状态称为该功能的极限状态。
结构能够满足功能要求而良好地工作,则称结构是“可靠”的或“有效”的。反之,则结构为“不可靠”或“失效”。
区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限状态”。
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:超过该极限状态,结构就不能满足预定的安全性功能要求。
结构或构件达到最大承载力(包括疲劳)
结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、滑移)
结构塑性变形过大而不适于继续使用
结构形成几何可变体系(超静定结构中出现足够多塑性铰)
结构或构件丧失稳定(如细长受压构件的压曲失稳)
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超过该极限状态,结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。
过大的变形、侧移(影响非结构构件、不安全感、不能正常使用(吊车)等);
过大的裂缝(钢筋锈蚀、不安全感、漏水等);
过大的振动(不舒适);
其他正常使用要求。