混凝土建筑结构设计混凝土结构设计概论

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,第一章 混凝土结构设计概论顾祥林混凝土建筑结构设计,1,一、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1.建筑结构承担着建筑物在施工和使用过程中可能,2,一、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,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,3,二、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 1.结构形式层数单层结构和多高,4,二、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 2.单层建筑结构天窗架屋架屋架,5,二、混凝土建筑结构形式,3.多层建筑结构,二、混凝土建筑结构形式 3.多层建筑结构,6,二、混凝土建筑结构形式,4.高层建筑结构,二、混凝土建筑结构形式 4.高层建筑结构,7,三、混凝土建筑结构的组成,三、混凝土建筑结构的组成,8,三、混凝土建筑结构的组成,三、混凝土建筑结构的组成,9,三、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.规范及设计理论常用的规范,10,三、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 1.规范及设计理论允许应力设,11,三、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 2.结构的功能要求、可靠性与,12,三、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 3.极限状态整个结构或结构的,13,三、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所有,14,三、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 4.作用和材料强度的取值强度,15,三、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,三、混凝土结构的设计准则 5.基于概率的极限状态设计法,16,三、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,Z,p,f,结构的失效概率,为简化计算，引入可靠指标,三、混凝土结构的设计准则 5.基于概率的极限状态设计法,17,三、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,3.7,3.2,2.7,脆性破坏,4.2,3.7,3.2,三、混凝土结构的设计准则 5.基于概率的极限状态设计法,18,三、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.实用的设计表达式直接用目,19,三、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,三、混凝土结构的设计准则 6.实用的设计表达式承载能力,20,三、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,标准组合,准永久值组合,频遇组合,三、混凝土结构的设计准则 6.实用的设计表达式正常使用,21,四、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,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,22,