钢筋混凝土结构培训资料

编号：时间：2021年x月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共12页钢筋混凝土结构辅导资料主题：第三章第3节——实用设计表示部分的内容学习时间：2011年5月2日-5月8日内容：我们这周主要学习第三章第三节的内容，通过本周的学习，掌握承载力极限状态和正常使用极限状态的实用设计表达式，理解材料和荷载的分项系数，荷载和材料强度的标准值和设计值。一、学习要求1.掌握承载能力极限状态和正常使用极限状态实用设计表达式；2.理解荷载和材料的分项系数，荷载和材料强度的标准值和设计值；二、主要内容本章包含的基本概念如下：荷载分项系数、材料分项系数、结构重要性系数。内容组成：两类极限状态的实用设计表达式①两个分项系数：荷载分项系数、材料分项系数；②一个结构重要性系数；③两类极限状态；④两类极限状态的设计表达式：结构构件承载能力极限状态设计表达式，结构构件正常使用极限状态设计表达式。第#页共12页 编号：时间：2021年x月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共12页知识点：荷载分项系数，材料分项系数，实用设计表达式。(-)分项系数采用概率极限状态方法用可靠指标夕进行设计，需要大量的统计数据，目当随机变量不服从正态分布、极限状态方程是非线性时，计算可靠指标夕比较复杂。对于一般常见的工程结构，直接采用可靠指标进行设计工作量大，有时会遇到统计资料不足而无法进行的困难。考虑到多年来的设计习惯和实用上的简便，《建轨吉构设计统一标准》提出了便于实际使用的设计表达式将为实用设计表达式。实用设计表达式把荷载、材料、截面尺寸、计算方法等视为随机变量，应用数理统计的概率方法进行分析,采用了以荷载和材料强度的标准值分别与荷载分项系数和材料分项系数相联系的荷载设计值、材料设计值来表达的方式。这样,既考虑了结构设计的传统方式，又避免设计时直接进行概率方面的计算。分项系数按照目标可靠指标［B］值，并考虑工程经验优选确定后，将其隐含在设计表达式中。所以，分项系数以起看考虑目标可靠指标的等价作用。例如，永久荷新口可变荷载组合下的设计表达式为(1)抗力分项系数——九(2)永久荷载分项系数——%；(3)可变荷载分项系数(4)永久荷载和可变荷载的平均值——色、/。定义泰、去分别为抗力分项系数和荷载分项系数，从而得一般表达式：第#页共12页编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共12页&九$(1)Yr可见，抗力分项系数4和荷载分项系数九的来源与目标可靠指标［P］有关,所以分项系数可以按照目标可靠指标［B］通过反算来确定。这样，在设计表达式中就隐含了结构的失效概率，设计出来的构件已经具有某一可靠概率的保证。实用设计表达式是多系数的极限状态表达式，分项系数又都是由可靠指标度量的，这样就可以保证一种结构的各构件之间的可靠度水平或各种结构之间的可靠度水平基本上1：蹴一致。《混凝土结构设计规范》给出的承载能力极限状态表达式和正常使用极限状第7页共12页 编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共12页态设计表达式中的分项系数的值就是按照上述原理确定的。注意：设计中荷载包括永久荷载、可变荷载等,都是随机变量，因此必须求得各个荷载统计资料的平均值与标准差，然后利用概率的方法才能得到荷载效应S的总的平均值与标准差，抗力R包括钢筋与混凝土两种材料的强度，还有几何尺寸和计算模式的不定性等，这些随机变量不只是相加的关系，还有相乘的关系，也必须采用概率的方法才能得到抗力R的平均值与标准差，然后按近似概率的有关计算方法求得可靠指标B，最终求得失效概率七。需要I旨出的是：表达式中虽然用了统计与概率的方法，但是在概率极限状态分析中只用到统计平均值和均方差，并非实际的概率分布，并且在分离导出分项系数时还作了一些假定，运算中采用了一些近似的处理方法，因而计算结果是近似的，所以只能称为近似概率设计方法。(二)承载能力极限状态设计表达式1.承载能力极限状态设计简单表达式ros4kN/m2)1.50碎材料分项系数1351.50钢筋材料分项系数1.101.15三、典型习题(-)填空题1、结构的极限状态分为和。答案：承载力极限状态，正常使用极限状态2、钢筋混凝土结构构件按承载能力极限状态设计时的一般公式为为SWR，式中7。为系数。答案：结构重要性系数3、荷载的设计值可由荷载的标准值乘以对应的系数计算。答案：荷载分项系数4、材料强度的设计值等于材料强度的标准值除以对应的系数。答案：材料分项第11贞共12页 编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第13页共12页（二）判断题1、可变荷载的准永久组合时，可变荷载采用其准永久值。（）答案：正确2、可变荷载的准永久值大于可变荷载的标准值。（）答案：错误3、材料强度的标准值是结构设计时采用的材料性能基本代表值。（）答案：错误（三）简答题1、同一建筑物内各种结构构件的安全等级是否要相同？答：同一建筑物内的各种结构构件，一般宜采用与整个结构相同的安全等级，但如果提高某一结构构件的安全等级所需额外费用极少，又能减轻整个结构的破坏,从而极大地减少人员伤亡和财产损失，可将该结构的安全等级提高一级；相反,如果某一结构构架的破坏并不影响整个结构构件，则可将安全等级降低一级。2、如何划分结构的极限状态？答：我国规范将结构的极限状态分为两类。（1）承载能力极限状态第11贞共12页 编号：时间：2021年X月X日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第13页共12页当结构或结构构件出现下列状态时，即认为超过了承载能力极限状态：1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等2）结构构件或连接因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏或因过度的塑性变形而不适于继续承载13）结构转变为机动体系。4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等（2）正常使用极限状态结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限制的状态，为正常使用极限状态。1）影响结构正常使用或外观的变形。2）影响正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝3）影响正常使用的震动。4）影响正常使用的其他特定状态。（1）承载能力极限状态第11贞共12页