顾祥林-混凝土结构设计概论

第一章混凝土结构设计概论顾祥林同济大学土木工程学院建筑工程系混凝土建筑结构设计一、引言1.建筑结构承担着建筑物在施工和使用过程中可能出现的各种环境作用合理的结构设计是建筑物安全、适用和耐久的保证。一、引言2.建筑结构的种类按建筑结构所使用的主要建筑材料混凝土结构----本课程的对象砌体结构钢结构木结构组合结构二、混凝土建筑结构形式1.结构形式层数单层结构和多高层结构工业厂房结构和民用建筑结构一般为单层结构用途一般为多高层结构二、混凝土建筑结构形式2.单层建筑结构天窗架屋架屋架下弦水平支撑排架柱基础围护墙屋面板天沟板连系梁天窗架垂直支撑托架抗风柱屋架端部垂直支撑吊车梁柱间支撑基础梁二、混凝土建筑结构形式3.多层建筑结构图面立正二、混凝土建筑结构形式4.高层建筑结构270.000176.40034.6004.100301.100372.000三、混凝土建筑结构的组成三、混凝土建筑结构的组成三、混凝土结构的设计准则1.规范及设计理论常用的规范混凝土结构设计规范建筑结构荷载规范建筑地基基础设计规范建筑抗震设计规范高层建筑混凝土结构技术规程三、混凝土结构的设计准则1.规范及设计理论允许应力设计法破坏阶段设计法极限状态设计法半经验半概率法近似概率法全概率法生命全过程设计法材料力学的方法按经验法确定安全系数混凝土结构设计规范基于概率的极限状态设计法三、混凝土结构的设计准则2.结构的功能要求、可靠性与可靠度功能要求安全性、适用性和耐久性可靠性可靠度结构在规定的时间内，规定的条件下完成预定功能的概率概率度量三、混凝土结构的设计准则3.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规定的某一功能要求极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态三、混凝土结构的设计准则4.作用和材料强度的取值所有能使结构产生内力和变形的原因统称为“作用”。荷载是作用中的一部分。概率密度荷载荷载平均值荷载标准值荷载随机变量荷载标准值根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有一定保证率（如95%）的统计特征值三、混凝土结构的设计准则4.作用和材料强度的取值强度随机变量强度标准值根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有一定保证率（如钢筋为97.73%,混凝土为95%）的统计特征值概率密度材料强度强度平均值强度标准值三、混凝土结构的设计准则5.基于概率的极限状态设计法作用效应S作用引起的内力与变形，也是随机变量结构抗力R抵抗作用效应的能力，也是随机变量结构处于可靠状态结构处于极限状态结构处于失效状态000SRZ三、混凝土结构的设计准则5.基于概率的极限状态设计法S和R符合正态分布则Z也符合正态分布概率密度Z=R-SZZpf结构的失效概率)0()(0ZPdZZfPf为简化计算，引入可靠指标22SRSRZZ)(1fP三、混凝土结构的设计准则5.基于概率的极限状态设计法目标可靠指标安全等级一级二级三级延性破坏3.73.22.7脆性破坏4.23.73.2三、混凝土结构的设计准则6.实用的设计表达式直接用目标可靠指标进行结构设计，需要大量的统计数据，比较复杂采用荷载、强度标准值，相应的分项系数和组合系数表示的实用设计表达式分项系数是按目标可靠指标，并考虑工程经验确定的，使两种方法具有相同或相近的可靠性三、混凝土结构的设计准则6.实用的设计表达式承载能力极限状态设计表达式,,,)(211100kccksskniikCiQiQikQQkGGaffRQCQCGCS,,,)'(100kccksskniikCiQiQikGGaffRQCGCS三、混凝土结构的设计准则6.实用的设计表达式正常使用极限状态设计表达式)211niikCiQikQkGkQCQCGCS标准组合)1niikqiQikGkQCGCS准永久值组合)2111niikCiQikfQkGkQCQCGCS频遇组合四、混凝土建筑结构设计步骤准备工作确定结构方案结构布置结构计算简图结构分析和设计计算了解工程背景掌握设计所需原始资料收集设计参考资料制定工作计划上部结构楼盖基础荷载计算结构内力分析荷载效应组合构件截面设计构造要求结构设计说明结构设计计算书结构设计图纸时间上和空间上