第二章 混凝土及砌体结构设计方法概述

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第二章 混凝土及砌体结构设计方法概述

第二章主要介绍了混凝土及砌体结构设计的基本方法与原则。混凝土和砌体结构作为土木工程中应用最广泛的结构形式,其设计需综合考虑安全性、适用性、耐久性和经济性。本章首先阐述了结构设计的基本要求,包括承载能力极限状态和正常使用极限状态的概念,强调结构在各种荷载作用下应具备足够的强度、刚度和稳定性。随后,介绍了以概率理论为基础的极限状态设计法,即“分项系数法”,通过引入荷载分项系数和材料分项系数,科学合理地反映结构的不确定性因素,提高设计的可靠性。

对于混凝土结构,重点说明了钢筋混凝土构件(如梁、板、柱)的设计流程,包括截面设计、配筋计算及构造要求,并简要提及预应力混凝土的基本原理。对于砌体结构,则分析了砖石、砌块等材料的力学性能,介绍了无筋和配筋砌体构件的承载力计算方法以及墙体高厚比、局部受压等关键设计内容。此外,本章还强调了结构整体性与抗震构造措施的重要性,尤其是在地震区,必须满足相应的抗震设计规范。

最后db44/t 1975-2017 轻质抹灰砂浆,本章指出,随着建筑材料和技术的发展,结构设计也逐步向标准化、信息化和智能化方向发展,BIM技术、性能化设计等新理念正不断融入实际工程中。掌握科学的设计方法,是确保混凝土及砌体结构安全、经济、耐久的关键所在。

2.2.2结构的设计使用年限:定义:指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限。设计年限可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定,也可经过主管部门的批准按业主的要求确定。桥梁结一般房屋结构为50年;构和水工结构超过50年,可根据业主要求确定;结构使用时间超过规定的年限后,可靠性降低,但不一定不能用。注意:区别建筑物的设计使用年限与建筑物的使用寿命。

2.2.3.结构的安全等级(1)确定原则:根据破坏后果的严重性分为三个等级;(2)等级标准:

2.2.4两类极限状态

结构能够满足功能要求而良好地工作,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”。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某一功能要求。极限状态的分类:承载力极限状态(安全性)正常使用极限状态(耐久性)

(1)承载力极限状态承载力能力极限状态:结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形时的状态。是判别结构是否满足安全性要求的标准,指结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续加载的变形。结构或构件丧失承载能力或不能继续承载的状态:①结构构件或连接因材料强度被超过而破坏,或因过度的塑性变形而不适于继续承载;②结构转变为机动体系;③结构或构件丧失稳定;④整个结构或构件的一部分失去平衡(如倾覆、滑移)。

2.2.4两类极限状态

(2)正常使用极限状态正常使用极限状态:结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态。是判别结构是否满足正常使用和耐久性要求的标准,指结构或构件达到正常使用或耐久性的某些规定限值。①影响正常使用或外观的过大变形;②影响适用性或耐久性的局部损坏;③影响正常使用的振动;④达到影响正常使用的特定状态。(3)两种极限状态之间的关系:结构或构件必须进行承载力极限状态计算,必要时进行正常使用极限状态验算。

2.2.4两类极限状态

2.3荷载效应和结构抗力

S:荷载效应荷载(如荷载、不均匀沉降、温度变形、收缩变形、地震等)引起的结构或构件的内力、应力、变形、裂缝(如弯矩M、轴力N、剪力V、扭矩T、挠度f、裂缝宽度w等)荷载代表值:标志值、组合值、频遇值、准永久值。

2.3荷载效应和结构抗力

2.4两类极限状态的设计表达式

2.4.1荷载分项系数、材料分项系数、结构重要性系数为什么要引入分项系数?荷载分项系数为荷载的设计值与荷载的标准值的比值。

材料分项系数为材料强度的标准值与材料强度的设计值的比值。

2.4两类极限状态的设计表达式

结构重要性系数γ0安全等级为一级或使用年限为100年以上γ0=1.1安全等级为二级或使用年限为50年以上γ0=1.0安全等级为三级或使用年限为5年以上γ0=0.9抗震设计中,不考虑重要性系数。

压力表、温度计安装技术交底2.4两类极限状态的设计表达式

2.4.2承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态应采用基本组合、偶然组合进行荷载效应组合,并采用下列设计表达式:

γ0——结构重要性系数S——荷载效应组合的设计值;R——结构构件抗力的设计值。

2.4.3.正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态应采用标准组合、频遇组合、准永久组合进行效应组合,并采用下列设计表达式:

S≤CC——结构或构件正常使用要求的规定限值。

注意事项:①荷载采用标准值,材料强度用标准值②不计入结构重要性系数。

2.4两类极限状态的设计表达式

某教学楼的内廊为简支在砖墙上的现浇钢筋混凝土板,计算跨度,板厚为100mm。楼面的材料作法为:采用水磨石地面(10厚面层,20mm厚水泥砂浆打底),自重为,板底抹灰厚15mm混合砂浆,楼面活荷载的标准值为,试计算该楼板的弯矩设计值。

解题思路:本题为现浇板内力计算问题。求解这一类题目时,一般先选取计算单元(现浇板的一般选1m板宽作为计算单元),然后计算作用计算单元上楼板的面荷载标准值(恒载、活载),再计算线荷载标准值三亚会所工程施工组织设计,然后再根据两种荷载控制的效应组合,确定出荷载的设计值,进而计算出现浇板的最大内力(弯矩)。

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