1.2制定目标梁的设计计划课件

2.0 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5
0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7
0.5 0.6 0.6 0.5 0.6 0.6 0.5
0.4 0.5 0.5 0.3 0.5 0.5 0.3
（1）礼堂、剧场、影院、有固定座位的 看台 （2）公共洗衣房
（1）商店、展览厅、车站、港口、机场 大厅及其旅客等候室 （2）无固定座位的看台
值。
材料强度设计值
由于材料材质的不均匀性，各地区材料的离散性、实验室环境与实 际工程的差别，以及施工中不可避免的偏差等因素，导致材料强度不稳 定，即有变异性。
考虑其变异性可能对结构构件的可靠度产生不利影响，设计时将材 料强度标准值除以一个大于1的系数，此系数称为材料分项系数。
材料强度设计值——材料强度标准值除以材料分项系数称为材料强 度设计值。在承载能力极限状态设计中，应采用材料强度设计值。
钢筋的设计指标 1.钢筋的强度标准值和强度设计值
（1）钢筋强度的变异性：按统一标准生产的钢材，不同时生产的各批钢
材之间的强度不完全相同，即使是同一炉钢轧制的钢材，其强度也会有差异。
（2）钢筋的强度标准值：是指正常情况下可能出现的最小材料强度值。
《混凝土规范》规定：钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。热 轧钢筋的强度指标系根据屈服强度确定；预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋
矩、剪力和扭矩等)和变形(如挠度、转角和裂缝等)的总称。
•荷载、荷载效应
荷载——是指施加在结构上的集中力或分布力系，如结构自重、家 具及人群荷载、风荷载等； 荷载的分类 按随时间的变异和出现的可能性，结构上的荷载可分为以下三类。
1 2 3
永久荷载 可变荷载 偶然荷载
荷载的代表值 荷载是随机变量，任何一种荷载的大小都有一定的变异性。因此， 结构设计时，对于不同的荷载和不同的设计情况，应赋予荷载不同的 量值，该量值即荷载代表值。 《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)(简称《荷载规范》)规定，
浆砌机砖砌体19。
（1）可变荷载标准值 表采用）
（民用楼面均布活荷载标准值按下
民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和永久值系数
项 次
1 2 3
类
别
标准值
(kN/m2)
组合 值系
Ψc
频偶 值系
Ψf
准永久 值系数
Ψq
（1）住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院 病房、托儿所、幼儿园 （2）教室、实验室、阅览室、会议室、 医院门诊室 食堂、办公楼中的一般资料档案室
的强度标准值系根据极限抗拉强度确定。
（3）钢筋的强度设计值：强度标准值除以材料分项系数即为材料强度设 计值 。热轧钢筋的材料分项系数为1.10。普通钢筋的强度取值见教材 P28。
1.钢筋的弹性模量
钢筋的弹性模量取值见教材P29
混凝土的设计指标 1.混凝土的强度 （1）混凝土强度的变异性：按同一标准生产的混凝土，即使是同一次 搅拌的混凝土制作的构件其强度也有差异。同钢筋相比混凝土强度具有更大 的变异性。 （2）混凝土的强度标准值：是指正常情况下可能出现的最小材料强度 值。 《混凝土规范》规定：混凝土的强度标准值应具有不小于95%的保证率。 （3）混凝土的强度设计值：混凝土的强度标准值除以材料分项系数即 为材料强度设计值 。混凝土的材料分项系数为1.4。 普通钢筋的强度取值见教材 P33。
(1) 安全性 (2) 适用性 (3) 耐久性
结构可靠性——上述功能要求概括起来称为结构的可靠性，即结
构在规定的时间内(设计基准期为50年)，在规定的条件下(正常设计、 正常施工、正常使用和正常维护)完成预定功能的能力。
结构可靠度—— 在结构的规定时间（设计使用年限）内，在规 定条件（正常设计、正常施工、正常使用和正常维护）下，完成预定 功能（结构的安全性、实用性、耐久性）的概率。
极限状态进行设计，并保证具有足够的可靠度。
②正常使用极限状态
结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态称为正 常使用极限状态。
超过了正常使用极限状态，结构或构件就不能保证适用性和耐久性
的功能要求。
当结构或构件的一部分出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用
极限状态。 •影响正常使用或有碍观瞻的变形：如吊车梁变形过大使吊车不能正常行
对永久荷载应采用标准值作为代表值；对可变荷载应根据设计要求采
用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然荷载应按 建筑结构使用的特点确定其代表值。
荷载标准值——在结构设计基准期内具有一定概率的最大荷载值
可变荷载组合值——可变荷载的标准值×组合值系数 可变荷载准永久值——可变荷载的标准值×准永久值系数
•材料强度标准值、材料强度设计值
材料强度标准值 材料强度标准值——结构设计时采用的材料强度的基本代表值，主
要用于正常使用极限状态的验算。它是设计表达式中材料性能的设计指
标，也是生产中控制材料质量的主要依据。
由于材料强度也是随机变量，其强度大小具有变异性，为了安全起
见，材料强度取值必须具有较高的保证率。各类材料强度标准值的取值 原则是：根据标准试件用标准试验方法测得的具有95%以上保证率的强度
0.6 0.6
0.5 0.3
6
7
0.9
0.9
0.9
0.9
0.8
0.8
8
4.0 35.0 2.5 20.0
0.7 0.7 0.7 0.7
0.7 0.7 0.7 0.7
0.6 0.6 0.6 0.6
9
厨房（1）一般的 （2）餐厅 浴室、厕所、盥洗室： （1）第1项中的民用建筑 （2）其他民用建筑 走廊、门厅、楼梯： （1）宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼 儿园、住宅 （2）办公楼、教室、餐厅、医院门诊部 （3）消防疏散楼梯、其他民用建筑 阳台： （1）一般情况 （2）当人群有可能密集时
出、加荷应力大于疲劳强度时的重复荷载构件，或者因为产生过大的塑 性变形而不适于继续承受荷载。
•结构转变为机动体系：如构件发生三铰共线而形成机动体系，丧失承载
力。 •结构或构件丧失稳定：如细长杆达到临界荷载时压曲失稳而破坏。
结构或构件一旦超过了承载能力极限状态将造成结构全部的破坏和 倒塌，导致人员伤亡或重大经济损失。因此，在设计中必须按承载能力
（5）结构的极限状态方程
①结构的功能函数：结构的工作性能可以用结构功能函数来描述。
式中 ：
Z R S g ( R,S )
S—表示荷载效应，它代表由各种荷载分别产生的荷载效应的总和；
R—表示结构抗力。
•荷载效应（S）和结构抗力（R）
•荷载效应（S）
•结构上的作用、作用效应 结构上的作用——能使结构或构件产生内力、变形及裂缝等的各种
荷载效应（ S ）——结构上的各种荷载在结构内产生的内力(如轴
力、弯矩、剪力和扭矩等)和变形(如挠度、转角和裂缝等)的总称，用S 表示。
由于结构上的荷载是随着时间、位置和各种条件的改变而变化的， 是一个不确定的随机变量，所以一般说来荷载效应S是一个随机变量。
•结构抗力（R）
结构或构件承受各种作用效应的能力，如构件的承载力和抗变形能 力。 承载能力包括受弯、受剪、受拉、受压和受扭承载力等各种抵抗外 力的能力；抗变形能力包括抗裂性能、刚度等。 在实际工程中，由于受材料性能的变异性(如材质不均匀、加载方法 等)、构件几何参数的不定性(如制作尺寸偏差、安装误差、局部缺陷等)、 配筋情况和结构计算模式的精确性(如采用近似的基本假设、计算公式不 精确等)等因素的综合影响，结构抗力也是一个随机变量。 通常，结构抗力主要取决于材料强度。在结构计算中，材料强度分 标准值和设计值。
当结构或构件的一部分出现下列状态之一时，即认为超过了承载能 力极限状态。 •整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡：如雨篷压重不足而倾覆、 烟囱抗风不足而倾倒、挡土墙抗滑不足在土压力作用下而整体滑移。
•结构构件或其连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏)：如轴心受压
构件中混凝土达到了轴心抗压强度、构件的钢筋因锚固长度不足而被拔
驶、梁挠度过大影响观瞻，或导致非结构构件开裂等。
•影响正常使用或耐久性能的局部破坏：如水池池壁开裂漏水不能正常使 用、裂缝过宽导致钢筋锈蚀。 •影响正常使用的振动：如由于机器振动而导致结构的振幅超过按正常使 用要求所规定的限值。 •影响正常使用的其他特定状态：如相对沉降量过大等。
虽然超过正常使用极限状态的后果一般不如超过承载能力极限状态 那样严重，但也不可忽视。工程设计时，一般先按承载能力极限状态设 计结构构件，再按正常使用极限状态验算。
规定的某一功能(如安全、适用和耐久等)的要求，此特定状态称为该功
能的极限状态。
结构的极限状态分为以下两类：承载能力极限状态（安全性功能）、
正常使用极限状态（适用性或耐久性功能）。
①承载能力极限状态
结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态， 称为承载能力极限状态。 超过承载能力极限状态后，结构或构件就不能满足安全性的要求。
可变荷载频遇值——可变荷载的标准值×频遇值系数
荷载标准值 （1）永久荷载标准值
按构件尺寸和构件单位体积自重的标准 值来确定。
常用材料单位体积的自重（单位kN/m3）
混凝土22~24，
钢筋混凝土24~25， 水泥砂浆20，
石灰砂浆、混合砂浆17，
普通砖18， 普通砖（机器制）19，
浆砌普通砖砌体18，
原因的总称。作用可分为直接作用和间接作用。
直接作用即习惯上所说的荷载，是指施加在结构上的集中力或分布 力系，如结构自重、家具及人群荷载、风荷载等；
间接作用是指引起结构外加变形或约束变形的原因，如地震、基础
沉降、温度变化和混凝土收缩等引起的作用。
作用效应——结构上的各种作用在结构内产生的内力(如轴力、弯