1.3极限状态设计法(课件）-《建筑结构》同步教学（北京邮电大学出版社）

建筑结构计算基本原则 模块1 1 YCF 01 钢筋混凝土受弯构件的构造要求 02 正截面承载力计算 03 斜截面承载力计算 目录 CATALOG 04 挠度和裂缝宽度验算 2 01 熟悉荷载的分类及其代表值的确定方法。 02 初步了解影响结构抗力的相关因素。 03 理解建筑结构的功能要求。 04 掌握建筑结构极限状态的定义及分类。 教学目标 05 掌握按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行结构设计的方法。 06 掌握荷载组合的相关计算过程。 03 极限状态设计法 1.3.1 承载能力极限状态实用表达式 1.3.2 正常使用极限状态实用表达式 4 1.3.1 承载能力极限状态实用表达式 对于承载能力极限状态，应按荷载的基本组合或偶然组合计算荷载组合的效应设计值，并应采用下列设计表达式进行设计。 （1-1） 式中，γ0为结构重要性系数，应按结构的安全等级、设计使用年限并考虑工程经验确定；Sd为作用组合的效应设计值；Rd为结构或结构构件的抗力设计值，应按各有关建筑结构设计规范的规定确定。 5 1.3.1 承载能力极限状态实用表达式 1）由可变荷载控制的效应设计值，应按式进行计算。 式中，为第j个永久荷载的分项系数；为第i个可变荷载的分项系数，其中为主导可变荷载的分项系数；为第i个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数，其中为主导可变荷载考虑设计使用年限的调整系数，按表采用；为按第j个永久荷载标准值计算的荷载效应值；为按第i个可变荷载标准值计算的荷载效应值，其中为诸可变荷载效应中起控制作用者；为第i个可变荷载的组合值系数；m为参与组合的永久荷载数；n为参与组合的可变荷载数。 6 1.3.1 承载能力极限状态实用表达式 （2）由永久荷载控制的效应设计值，应按式进行计算。 基本组合中的效应设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况；当对无法明显判断时，应轮次以各可变荷载效应作为，并选取其中最不利的荷载组合的效应设计值。 7 1.3.2 正常使用极限状态实用表达式 对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合，并应按下列设计表达式进行设计。 式中，C为结构或结构构件达到正常使用要求的规定限制，例如变形、裂缝、振幅、加速度、应力等的限值，应按各有关建筑结构设计规范的规定采用。 荷载标准组合主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性损害的情况。其效应设计值（）应按式进行计算。 荷载频遇组合主要用于当一个极限状态被超越时，将产生局部损害、较大变形或短暂振动的情况。其效应设计值应按式进行计算。 8 1.3.2 正常使用极限状态实用表达式 荷载准永久组合主要用于长期效应是决定性因素的情况。其效应设计值应按式进行计算。 【例】某办公楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级为二级，截面尺寸为b×h=250mm×500mm，计算跨度为l0=5m，净跨为=4.86 m；承受均布线荷载：活荷载标准值为8kN/m，恒荷载标准值为10 kN/m（不包括自重）。试计算按承载能力极限状态设计的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值（=0.7，=1.0，设计使用年限为50年）。 【解】钢筋混凝土的重度标准值为25kN/m3，故梁自重标准值为25×0.25×0.5=3.125（kN/m）。总永久荷载标准值为=10+3.125=13.125（kN/m）。 9 1.3.2 正常使用极限状态实用表达式 永久荷载产生的跨中弯矩标准值为 可变荷载产生的跨中弯矩标准值为 ==×8×=25.0kN·m 可变荷载产生的跨中弯矩标准值为 =1.0×(1.2×41.0+1.4×1.0×25.0) =84.2kN·m 10 1.3.2 正常使用极限状态实用表达式 =1.0×(1.35×41.0+1.4×1.0×0.7×25.0) =79.85（kN·m） 由永久荷载控制的跨中弯矩设计值为 跨中弯矩设计值取上述两者中的较大值为 M=84.2kN·m 永久荷载产生的支座边缘截面剪力标准值为 ==×13.125×4.86=31.9kN 可变荷载产生的支座边缘截面剪力标准值为 ==×8×4.86=19.44kN 11 1.3.2 正常使用极限状态实用表达式 由可变荷载控制的支座边缘截面剪力设计值为 =1.0×(1.2×31.9+1.4×1.0×19.44) =65.5kN 由永久荷载控制的支座边缘截面剪力设计值为 =1.0×(1.35×31.9+1.4×1.0×0.7×19.44) =62.1kN 支座边缘截面剪力设计值取上述两者中的较大值为 V=65.5kN 12 思考与练习 1.