作用效应和结构抗力.ppt
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作用效应和结构抗力.ppt
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第30章设计方法,可靠性reliability:
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可靠度degreeofreliability:
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的概率失效概率probabilityoffailure:
结构不能完成预定功能的概率可靠指标reliabilityindex:
由-1(pf)定义的代替失效概率pf的指标,其中-1(*)为标准正态分布函数的反函数设计基准期designreferenceofperiod:
为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数设计使用年限designworkinglife:
设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时间极限状态limitstate:
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,此特定状态为该功能的极限状态,一些基本概念,作用action:
施加在结构上的集中力或分布力(直接作用,也称为荷载)和引起结构外加变形或约束变形的原因(间接作用)作用代表值representativevalueofanaction:
设计中用以验证极限状态所采用的作用值。
作用代表值包括标准值、组合值、频遇值和准永久值作用标准值characteristicvalueofanaction:
作用的基本代表值,为设计基准期内最大作用概率分布的某一分位值组合值combinationvalue:
对可变作用,使组合后的作用效应在设计基准期内的超越概率与该作用单独出现时的相应概率趋于一致的作用值;或组合后使结构具有统一规定的可靠指标的作用值,准永久值quasi-permanentvalue:
对可变作用,在设计基准期内被超越的总时间为设计基准期一半的作用值作用设计值designvalueofanaction:
作用代表值乘以作用分项系数所得的值材料性能标准值characteristicvalueofamaterialproperty:
符合规定质量的材料性能概率分布的某一分位值材料性能设计值designvalueofamaterialproperty:
材料性能标准值除以材料性能分项系数所得的值作用效应effectofanaction:
由作用引起的结构或结构构件的反应,例如内力、变形和裂缝等抗力resistance:
结构或结构构件承受作用效应的能力,如承载能力等,一、设计方法1、结构的功能要求
(1)安全性;
(2)适用性;(3)耐久性2、结构的极限状态整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能的要求时,此特定状态称为该功能的极限状态。
承载能力极限状态和正常使用极限状态承载能力极限状态:
对应于结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形正常使用极限状态:
对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值,30.1概念,3、结构上的作用、作用效应和结构抗力
(1)结构上的作用:
指使结构产生内力、变形、应力或应变的所有原因。
(2)作用效应:
指各种作用施加在结构上,使结构产生的内力和变形。
(3)结构抗力:
是指整个结构或构件承受内力或变形的能力4、结构的可靠度与可靠指标Z=R-S0:
结构可靠Z=R-S0:
结构失效Z=R-S0:
结构处于极限状态5、概率极限状态设计法采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,以可靠指标度量结构构件的可靠度,采用分项系数的设计表达式进行计算,二、特点1、荷载分项系数同混凝土结构2、材料性能分项系数和施工质量有关施工质量控制等级categoryofconstructionqualitycontrol根据施工现场的质保体系、砂浆和混凝土的强度、砌筑工人技术等级综合水平划分的砌体施工质量控制级别。
在设计中,一般情况下为B级。
A级,强度乘以1.05;C级,强度乘以0.89。
一般不允许采用C级,但也不随意采用A级。
一、承载能力极限状态,30.2表达式,SGk、SQ1k、SQik:
永久荷载标准值的效应、在基本组合中起控制作用的一个可变荷载标准值的效应、第i个可变荷载标准值的效应R():
结构构件的抗力函数;,二、正常使用极限状态砌体结构应按承载能力极限状态设计,并满足正常使用极限状态的要求,一般情况下可由相应的构造措施保证三、验算整体稳定性当砌体结构做为一个刚体,需验算整体稳定性时,例如倾覆、滑移、漂浮等:
SG1k起有利作用的永久荷载标准值的效应;SG2k起不利作用的永久荷载标准值的效应;,30.3砌体强度计算指标,一、强度标准值是其平均强度概率密度分布函数的0.05分位值fkfm-1.645f=fm(1-1.645f)f:
除毛石砌体外各类砌体抗压强度取0.17,抗拉、弯、剪取0.2二、强度设计值f=fk/ff砌体结构的材料性能分项系数,一般情况下,宜按施工控制等级为B级考虑,取1.6;C级取1.8;A级取1.5,30.3.1抗压强度标准值和设计值,烧结普通砖和烧结多孔砖的抗压强度设计值(MPa),30.3.2轴拉、弯拉、抗剪强度设计值,沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴拉、弯拉和抗剪强度设计值(MPa),30.3.3调整系数a,有吊车房屋砌体、跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体、跨度不小于7.5m的梁下烧结多孔砖等砌体,混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体,a为0.90对无筋砌体构件,其截面面积小于0.3m2时,a为其截面面积加0.7。
对配筋砌体构件,当其中砌体截面面积小于0.2m2时,a为其截面面积加0.8。
构件截面面积以m2计当砌体用水泥砂浆砌筑时,对抗压强度的数值,a为0.9;对轴拉、弯拉、抗剪强度的数值,a为0.8;对配筋砌体构件,当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时,仅对砌体的强度设计值乘以调整系数a当施工质量控制等级为C级时,a为0.89;A级时,a为1.05。
但配筋砌体不允许采用C级施工中房屋的构件时,a为1.1。
施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体的强度和稳定性,可按砂浆强度为零进行验算砌体局部受压计算时,可不考虑a的影响,30.4静力计算基本规定,一、荷载传递1、竖向荷载2、水平荷载,二、空间工作及其影响因素,1、空间工作纵横墙共同承受水平荷载,楼盖为水平荷载的传递构件2、影响因素1)、屋盖水平梁在自身平面内的刚度2)、山墙间距3)、山墙在其自身平面内的刚度,1)、两端无山墙;2)、山墙间距很大;3)、山墙间距很小;4)、山墙间距介于2、3之间,3、山墙间距,三、房屋的静力计算方案,对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋,应按弹性方案考虑。
四、刚性和刚弹性方案房屋的横墙的要求,横墙中开有洞口时,洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50%横墙的厚度不宜小于180mm单层房屋的横墙长度不宜小于其高度,多层房屋的横墙长度不宜小于H/2(H为横墙总高度)当横墙不能同时符合上述要求时,应对横墙的刚度进行验算。
如其最大水平位移值umaxH/4000时,仍可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙符合刚度要求的一段横墙或其他结构构件(如框架),也可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。
五、受压构件的计算高度H0,对于上端为自由端的构件,H0=2H自承重墙的计算高度应根据周边支承或拉结条件确定构件高度H:
在房屋底层,为楼板顶面到构件下端支点的距离。
下端支点的位置,可取在基础顶面。
当埋置较深且有刚性地坪时,可取室外地面下500mm处;在房屋的其他楼层,为楼板或其他水平支点间的距离,
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