《混凝土结构基本原理_第9章_混凝土结构设计的一般原则和方法讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土结构基本原理_第9章_混凝土结构设计的一般原则和方法讲解（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第10章 混凝土结构设计混凝土结构设计 的一般原则和方法的一般原则和方法 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.1.1 10.1.1 建筑结构的概念及其基本形式建筑结构的概念及其基本形式 建筑结构：房屋建筑的空间受力骨架体系，由竖向承重结构、水 平承重结构和下部结构组成。 建筑结构的功能：满足使用和美观的需求，并且抵御自然界 的各种作用 建筑结构的分类： （1）按用途：工业厂房结构和民用建筑结构； （2）按体型和高度：单层结构、多层结构、高层结构和大跨结构； （3）按材料：钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构、薄膜 充气结构； （4）按主要
2、结构型式：墙体结构、框架结构、筒体结构、拱结构、 网架结构、空间薄壁结构。 10.1.2 10.1.2 混凝土建筑结构的形式混凝土建筑结构的形式 混凝土结构：素混凝土结构 钢筋混凝土结构 预应力混凝土结构 钢-混凝土组合结构 钢骨混凝土结构 钢管混凝土结构 FRP混凝土结构 常用的混凝土建筑结构形式：单层混凝土建筑结构 多高层混凝土建筑结构 大跨结构 10.1.3 10.1.3 建筑结构设计的程序和内容建筑结构设计的程序和内容 1 基本建设工作程序 介入质监和监理工作 设计任务书 技术设计阶段 投资控制选址 项目立项建议书 竣工验收 付诸施工过程 施工图审查阶段 施工图设计阶段 初步设计阶段
3、方案设计阶段 可行性研究报告 交付使用 确定设计计划 决算 编制施工图预算 修正概算 编制概算 造价估算 基本建设工作程序和内容 10.1.3 10.1.3 建筑结构设计的程序和内容建筑结构设计的程序和内容 2 房屋建筑工程的设计阶段 （1）方案设计阶（scheme design） （2）初步设计阶段（preliminary design） （3）技术设计阶段（technical design） （4）施工图设计阶段（working drawing design） 结构方案的确定：确定结构形式 确定结构体系 是结构设计中最重要的一项工作，关系着结构设计成败的 关键。 第第1010章章 混凝土结
4、构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.1.4 10.1.4 混凝土建筑结构的分析方法混凝土建筑结构的分析方法 结构分析：确定计算简图和分析方法 进行荷载（作用）计算 结构内力分析 配筋计算，构造措施 1 基本原则 对混凝土结构，合理地确定力学模型和选择分析方法是提高设 计质量、确保结构安全可靠的重要环节。 基本原则： （1）按建筑结构荷载规范(GB 50009-2010)及建筑抗震设 计规范(GB 50011-2010)等国家标准规定的作用（荷载） 及其组合，进行作用效应分析； 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.1.4
5、10.1.4 混凝土建筑结构的分析方法混凝土建筑结构的分析方法 1 基本原则 （2）结构在施工和使用期的不同阶段有多种受力状况时，应分 别进行结构分析； （3）结构分析所采用的计算图形、边界条件、荷载的取值与组 合、材料性能的计算指标、初始应力和变形状况等，应符 合实际情况并有相应的构造措施； （4）结构分析方法基于三类基本方程：平衡方程、变形协调方 程和材料本构方程； （5）宜根据结构类型、构件布置、材料性能和受力特点选择合 理的分析方法； （6）电算结果应经判断和校核。 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.1.4 10.1.4 混凝土建筑结
6、构的分析方法混凝土建筑结构的分析方法 线弹性分析方法 考虑塑性内力重分布的分析方法 塑性极限分析方法 非线性分析方法 试验分析方法 2 各种分析方法 小结：小结： 建筑结构是房屋建筑的空间受力骨架体系，由竖向承重结构、 水平承重结构和下部结构三部分组成。 混凝土结构是指以普通混凝土为主制作的结构，是土木建筑中 应用最多的一种结构形式。 建筑结构设计是在可靠与经济之间选择一种平衡，房屋建筑工 程可分为方案设计、初步设计、技术设计和施工图设计四个阶 段。 混凝土结构设计中常用的计算方法有线弹性分析方法、考虑塑 性内力重分布的分析方法、塑性极限分析方法、非线性分析方 法和试验分析方法，应根据结构的重
7、要性和使用要求、结构体 系的特点、荷载（作用）状况、要求的计算精度等合理选择。 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.1 10.2.1 结构上的作用与荷载结构上的作用与荷载 1 1 结构上的作用与荷载结构上的作用与荷载 作用（作用（actionaction）的定义及分类）的定义及分类 a. a. 定义定义 作用作用使结构产生内力或变形的原因使结构产生内力或变形的原因 b.b.分类分类 a)a)直接作用直接作用 如：各种荷载（如：各种荷载（loadload）（重力、风力）作用）（重力、风力）作用 仅与外部因素有关，与结构本身的力学特性无关仅与外
8、部因素有关，与结构本身的力学特性无关 b)b)间接作用间接作用 如：地震、收缩、温度变化、沉降、徐变、侵蚀、冻如：地震、收缩、温度变化、沉降、徐变、侵蚀、冻 融等融等 不仅与外部因素有关，还与结构本身的力学特性有关不仅与外部因素有关，还与结构本身的力学特性有关 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.2 10.2.2 荷载的分类荷载的分类 作用效应（荷载效应，作用效应（荷载效应，effect of an actioneffect of an action） 作用效应（或荷载效应）是泛指结构上的作用（或荷载作用效应（或荷载效应）是泛指结构上的作用
9、（或荷载 ）使结构产生的）使结构产生的内力内力（例如弯矩、剪力、轴力或扭矩）（例如弯矩、剪力、轴力或扭矩） 、变形变形、裂缝裂缝等。等。 荷载的分类荷载的分类 a. a. 永久荷载（永久荷载（permanent loadpermanent load，恒荷载），恒荷载） 在设计使用期内，若：在设计使用期内，若： 其值不随时间而变化，其值不随时间而变化， 其变化与平均值相比可以忽略不计，其变化与平均值相比可以忽略不计， 其变化是单调的并能趋于限值，其变化是单调的并能趋于限值， 则为永久荷载。如：结构自重、土压力、预应力等。则为永久荷载。如：结构自重、土压力、预应力等。 第第1010章章 混凝土结构
10、设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.2 10.2.2 荷载的分类荷载的分类 b.b.可变荷载（可变荷载（variable loadvariable load，活荷载），活荷载） 在设计使用期内，若：荷载在设计使用期内，若：荷载 数值、作用位置随时间而变化，数值、作用位置随时间而变化， 且其变化程度与平均值不可忽略，且其变化程度与平均值不可忽略， 则为可变荷载。如：面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪则为可变荷载。如：面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪 荷载等。荷载等。 c. c. 偶然荷载（偶然荷载（accidental loadaccidental load） 在设计使用期内
11、，若荷载：在设计使用期内，若荷载： 不一定出现，不一定出现， 一旦出现，其值很大且持续时间很短，一旦出现，其值很大且持续时间很短， 则为偶然荷载。如爆炸力、冲击力等。则为偶然荷载。如爆炸力、冲击力等。 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.3 10.2.3 荷载的代表值荷载的代表值 1. 1. 永久荷载的代表值永久荷载的代表值 实际作用在结构上的荷载大小具有不确定性，应视为随机 变量，采用数理统计的方法处理。 荷载的标准值荷载的标准值（characteristic characteristic value/nominal value/nomi
12、nal valuevalue）是具是具 有一定概率的最大荷载值有一定概率的最大荷载值，它是荷载的基本代表值。，它是荷载的基本代表值。 可变荷载的代表值：标准值、准永久值、频遇值和组合值 永久荷载的代表值：标准值。 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.3 10.2.3 荷载的代表值荷载的代表值 1. 1. 永久荷载的代表值永久荷载的代表值 在结构设计基准期T中具有不被超越的概率为pk的荷载。 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.3 10.2.3 荷载的代表值荷载的代表值 2. 2. 可变荷
13、载的代表值可变荷载的代表值 可变荷载的标准值Qk 荷载标准值实际上是结构在使用期间，在正常情况下， 可能出现的具有一定保证率的偏大荷载值 建筑结构荷载规范规定的荷载标准值，大部分仍沿 用或参照了传统习惯的数值 可变荷载的组合值Qc 可变荷载的准永久值Qq 可变荷载的频遇值Qf 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.4 10.2.4 竖向荷载竖向荷载 1. 1. 楼面及屋面荷载楼面及屋面荷载 永久荷载永久荷载 对结构自重，可根据结构的设计尺寸和材料的重力密度对结构自重，可根据结构的设计尺寸和材料的重力密度 确定确定 民用建筑楼面均布活载民用建筑
14、楼面均布活载 指的是房屋中生活或工作的人群及使用的家具、设备等指的是房屋中生活或工作的人群及使用的家具、设备等 分楼面产生的（等效）均布重力荷载。分楼面产生的（等效）均布重力荷载。 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.4 10.2.4 竖向荷载竖向荷载 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.4 10.2.4 竖向荷载竖向荷载 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.4 10.2.4 竖向荷载竖向荷载 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原
15、则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.4 10.2.4 竖向荷载竖向荷载 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.4 10.2.4 竖向荷载竖向荷载 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.4 10.2.4 竖向荷载竖向荷载 2. 2. 积雪荷载积雪荷载 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法 10.2.4 10.2.4 竖向荷载竖向荷载 2. 2. 积雪荷载积雪荷载 屋面水平投影面上的雪荷载标载标 准值值（kN/m2）按下式计计算 ： Sk雪荷载标载标 准值值（kN/m2）； ur屋面积积雪分布系数； S0基本雪压压，当地空旷平坦地面上根据气象记录资料 经统计得到的在结构使用期间（一般为50年）可能出现的 最大雪压值。 第第1010章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝
