第二章 混凝土结构设计方法
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混凝土结构第2章
设计基准期是指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，与结构的设计使
用年限是两个概念，不能混淆。
作用按随空间位置的变异可分为: 固定作用与自
由作用。
作用按结构的反应特点可分为：
(1)静态作用，使结构产生的加速度可以忽略不计的作 用，如自重、一般风荷载、雪荷载等，其作用效应 与结构的动力特性无关；
(2)动态作用，使结构产生的加速度不可忽略不计的作 用，如地震，其作用效应不仅与作用的大小有关， 而且与结构的动力特性（如刚度、质量分布、自振 周期等）有关。
2.2 两类极限状态 2.2.1 建筑结构的功能
结构的可靠性指的是结构在设计使用年限内，在 规定的条件下，完成预定功能的能力。
所谓的预定功能是指建筑结构必须满足安全性、 适用性、耐久性。 安全性：指结构在预定的使用期限内，应能承受正常 施工、正常使用时可能出现的各种荷载、外加变形、 约束变形等的作用。在设计规定的偶然事件发生时及 发生后，仍能保持整体稳定性，不发生倒塌或连续破 坏，应避免个别构件或局部破坏而导致整体破坏。
例题2-1
已知：板宽0.6m，板的计算跨度 l0 3.3m ， 板自重：1.62kN / m2 板面25mm水泥砂浆抹面： 0.025 20 0.5kN / m2
板底15mm纸筋石灰粉刷：0.01516 0.24kN / m2
合计：2.36kN / m2
在板宽0.6米内的均布线恒载的标准值为：
gk Gkb 2.36 0.6 1.42kN / m
在板宽0.6米内的均布线活载的标准值为：
qk Qkb 2.0 0.6 1.2kN / m
跨中弯矩设计值：
M
0S
0 ( G
1 8
4.61kN m
材料性能等取值而选用的时间参数，与结构的设计使
用年限是两个概念，不能混淆。
作用按随空间位置的变异可分为: 固定作用与自
由作用。
作用按结构的反应特点可分为：
(1)静态作用，使结构产生的加速度可以忽略不计的作 用，如自重、一般风荷载、雪荷载等，其作用效应 与结构的动力特性无关；
(2)动态作用，使结构产生的加速度不可忽略不计的作 用，如地震，其作用效应不仅与作用的大小有关， 而且与结构的动力特性（如刚度、质量分布、自振 周期等）有关。
2.2 两类极限状态 2.2.1 建筑结构的功能
结构的可靠性指的是结构在设计使用年限内，在 规定的条件下，完成预定功能的能力。
所谓的预定功能是指建筑结构必须满足安全性、 适用性、耐久性。 安全性：指结构在预定的使用期限内，应能承受正常 施工、正常使用时可能出现的各种荷载、外加变形、 约束变形等的作用。在设计规定的偶然事件发生时及 发生后，仍能保持整体稳定性，不发生倒塌或连续破 坏，应避免个别构件或局部破坏而导致整体破坏。
例题2-1
已知：板宽0.6m，板的计算跨度 l0 3.3m ， 板自重：1.62kN / m2 板面25mm水泥砂浆抹面： 0.025 20 0.5kN / m2
板底15mm纸筋石灰粉刷：0.01516 0.24kN / m2
合计：2.36kN / m2
在板宽0.6米内的均布线恒载的标准值为：
gk Gkb 2.36 0.6 1.42kN / m
在板宽0.6米内的均布线活载的标准值为：
qk Qkb 2.0 0.6 1.2kN / m
跨中弯矩设计值：
M
0S
0 ( G
1 8
4.61kN m
混凝土结构设计原理课件第二章
3）轴心抗拉强度
混凝土的轴心抗拉强度可以采用直接轴心受拉的试 验方法来测定，但由于试验比较困难，目前国内外主要 采用圆柱体或立方体的劈裂试验来间接测试混凝土的轴 心抗拉强度。
F
压
a
2020/2/20
拉
压
F
劈裂试验
f sp
2F
a2
6 2.1 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
压强度fc时，试验机中集聚的弹性应变能大于试件所能吸收的
应变能，会导致试件产生突然脆性破坏，只能测得应力-应变 曲线的上升段。
采用等应变速度加载，或在试件旁附设高弹性元件与试件 一同受压，以吸收试验机内集聚的应变能，可以测得应力-应 变曲线的下降段。
2020/2/20
8 2.1 混凝土的物理力学性能
上。e ×10-3
6
8
10 2.21 混凝土的物理力学性能
第二章 钢筋和混凝土的材料性能
强度等级越高，线弹性段 越长，峰值应变也有所增 大。但高强混凝土中，砂 浆与骨料的粘结很强，密 实性好，微裂缝很少，最 后的破坏往往是骨料破坏， 破坏时脆性越显著，下降 段越陡。
不同强度混凝土的应力-应变关系曲线
式中： k１为棱柱体强度与立方体强度之比，对不大
于C50级的混凝土取76，对C80取0.82，其间按线性
插值。k2为高强混凝土的脆性折减系数，对C40取1.0，
对C80取0.87，中间按直线规律变化取值。0.88为考虑 实际构件与试件混凝土强度之间的差异而取用的折减系 数。
2020/2/20
5 2.1 混凝土的物理力学性能
考虑到实际结构构件制作、养护和受力情况，实际 构件强度与试件强度之间存在差异，《规范》基于安全 取偏低值，规定轴心抗压强度标准值和立方体抗压强度 标准值的换算关系为：
第二章-混凝土结构设计原理
第2章混凝土结构材料的物理力学性能2.1 混凝土的物理力学性能2.1.1 单轴向应力状态下的混凝土强度虽然实际工程中的混凝土结构和构件一般处于复合应力状态，但是单轴向受力状态下混凝土的强度是复合应力状态下强度的基础和重要参数。
混凝土试件的大小和形状、试验方法和加载速率都影响混凝土强度的试验结果，因此各国对各种单轴向受力下的混凝土强度都规定了统一的标准试验方法。
1 混凝土的抗压强度(1) 混凝土的立方体抗压强度f cu,k和强度等级我国《混凝土结构设计规范》规定以边长为150mm的立方体为标准试件，标准立方体试件在(20±3)℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的抗压强度作为混凝土的立方体抗压强度，单位为“N/mm2”。
用上述标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土的强度等级。
《混凝土结构设计规范》规定的混凝土强度等级有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80，共14个等级。
例如，C30表示立方体抗压强度标准值为30N/mm2。
其中，C50～C80属高强度混凝土范畴。
图2-1 混凝土立方体试块的破坏情况(a)不涂润滑剂；(b) 涂润滑剂(2) 混凝土的轴心抗压强度混凝土的抗压强度与试件的形状有关,采用棱柱体比立方体能更好地反映混凝土结构的实际抗压能力。
用混凝土棱柱体试件测得的抗压强度称为轴心抗压强度。
图2-2 混凝土棱柱体抗压试验和破坏情况我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081—2002)规定以150mm×150mm×300mm的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件。
《混凝土结构设计规范》规定以上述棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度为混凝土轴心抗压强度标准值，用符号f ck表示，下标c表示受压，k表示标准值。
第二章：混凝土结构荷载及设计方法
结构设计原理
第2章
2.2.3 结构抗力（R）
定义：结构抵抗作用效应的能力，称为结构抗力。
结构的功能函数： Z=R-S 式中，R——结构构件抗力，它与材料的力学指标及材料用量有关； S——作用(荷载)效应及其组合，它与作用的性质有关。 R和S均可视为随机变量，Z为复合随机变量，它们之间的运算规则 应按概率理论进行。 当Ｚ>０时，结构能够完成预定的功能，处于可靠状态。 当Ｚ<０时，结构不能完成预定的功能，处于失效状态。 当Ｚ=０时，即R=S结构处于临界的极限状态，称为极限状态方程。 保证结构可靠的条件Z=R-S＞0，是一非确定性的问题。只有用概 率来加以解决。
结构设计原理
第2章
§2.2
结构上的作用、作用效应与结构抗力
2.2.1 结构上的作用
1. 定义：凡能使结构产生内力、应力、位移、应变、 裂缝的因素，都称为结构上的作用。
2. 分类：
直接作用：荷载； 间接作用：温度、收缩、徐变、地基不均匀沉降、 地震等。
结构设计原理
第2章
§2.2
荷载
2.2.1 荷载分类
结构设计原理
第2章
§2.1.2 结构的极限状态及其分类
定义：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就 不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定的状 态称之为该功能的极限状态。
结构极限状态的分类
承载能力极限状态：超过这一极限状态时结构将发 生破坏、倒塌或失稳等现象。
正常使用极限状态：超过这一极限状态时结构将出 现过大的变形，开裂或过宽的裂缝，钢筋严重锈蚀 ，混凝土腐蚀、风化、剥落等现象。
结构设计原理
钢结构教研室 庞辉
结构设计原理
第2章
第二章
混凝土结构设计原理填空题库(带答案)全解
绪论1．在混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
2．混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
3．钢筋混凝土结构的主要缺点有：自重大、抗裂性差以及费模费工等。
第一章混凝土结构的设计方法1．混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、___可焊性____和与混凝土的粘结四个性能要求。
2．钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔，其中_____冷拔_____后既可以提高抗拉强度又可以提高抗压强度。
3．有明显屈服点钢筋的主要强度指标是____屈服强度________。
4．伸长率包括断后伸长率和___断裂总伸长率__________。
5．反映钢筋塑性性能的主要指标是____断后伸长率___和冷弯性能(p9)。
6．要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力，就要求：①钢筋与混凝土两者变形一致，共同受力；②钢筋的位置和数量等也必须正确。
7．混凝土的应力不变，__应变___随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。
8．钢筋与混凝土之间的粘结，包括两类问题：①沿钢筋长度的粘结；②钢筋端部的锚固。
9．混凝土强度等级是根据___立方体抗压___强度标准值确定的。
10．结构或构件破坏前没有明显预兆的，属脆性破坏；破坏前有明显预兆的，属_延性_破坏。
11．为了保证可靠锚固，绑扎骨架中受拉光圆钢筋末端应做__半圆弯钩___。
12．钢筋的伸长率是反映其___塑性____性能的指标。
13．在钢筋长度保持不变的条件下，钢筋应力随时间增长而逐渐降低的现象称为钢筋的__应力松弛____。
14．钢筋与混凝土之间的粘结力主要由胶着力、摩擦力和__机械咬合力____三部分组成。
15．为使钢筋与混凝土变形一致、共同受力，钢筋端部要有足够的__锚固长度____。
16．过混凝土应力-应变曲线原点所作切线的斜率为混凝土的_弹性模量_____。
17．混凝土在三向受压下，不仅可提高其____抗压强度______，而且可提高其变形能力。
结构设计原理-第二章-混凝土-习题及答案
第二章混凝土结构的设计方法一、填空题1、结构的、、、统称为结构的可靠性。
2、当结构出现或或或状态时即认为其超过了承载力极限状态。
3、当结构出现或或或状态时即认为其超过了正常使用极限状态。
4、结构的可靠度是结构在、、完成的概率。
5、可靠指标 = ，安全等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标可靠指标分别是和。
6、结构功能的极限状态分为和两类。
7、我国规定的设计基准期是年。
8、结构完成预定功能的规定条件是、、。
9、可变荷载的准永久值是指。
10、工程设计时，一般先按极限状态设计结构构件，再按极限状态验算。
二、判断题1、结构的可靠度是指：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率值。
2、偶然作用发生的概率很小，持续的时间很短，但一旦发生，其量值可能很大。
3、钢筋强度标准值的保证率为97.73%。
HPB235级钢筋设计强度210N/mm2，意味着尚有2.27%的钢筋强度低于210N/mm2。
4、可变荷载准永久值：是正常使用极限状态按长期效应组合设计时采用的可变荷载代表值。
5、结构设计的基准期一般为50年。
即在50年内，结构是可靠的，超过50年结构就失效。
6、构件只要在正常使用中变形及裂缝不超过《标准》规定的允许值，承载力计算就没问题。
7、某结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载，属于正常使用极限状态的问题。
8、请判别以下两种说法的正误：(1)永久作用是一种固定作用；(2)固定作用是一种永久作用。
9、计算构件承载力时，荷载应取设计值。
10、结构使用年限超过设计基准期后，其可靠性减小。
11、正常使用极限状态与承载力极限状态相比，失效概率要小一些。
12、没有绝对安全的结构，因为抗力和荷载效应都是随机的。
13、实用设计表达式中的结构重要性系数，在安全等级为二级时，取00.9γ=。
14、在进行正常使用极限状态的验算中，荷载采用标准值。
15、钢筋强度标准值应具有不少于95%的保证率。
16、结构设计的目的不仅要保证结构的可靠性，也要保证结构的经济性。
混凝土结构设计原理沈蒲生荷载与结构设计方法
1.2
，
公式(7)中的 G 1.35 ；当其效应对结构有利时，一般情况下取1.0 ，
0.9
验算倾覆、滑移或漂浮时取 ；
1.4
4kN/m 2
Qi — 活载分项系数，一般情况下取 ，当活载标准值大于
的
1.3
工业房屋楼面结构取 ；
五．风荷载
当计算主要承重结构时
wk z s z w0
(1)
式中
— 高度z 处的风振系数； z
s — 体型系数； z — 风压高度变化系数，按地面粗糙程度A 、B 、C 、D 四级定，
A — 海岸、湖岸；B — 农村、市郊；C — 一般城市市区；
D — 有密集高层建筑市区；
w0 —50 年一n 遇的基本风压(kN/m 2 )。
安全等级为一级或使用年限为 100 年时， 0 1.1 ；
安全等级为二级或使用年限为 50 年时， 0 1.0 ；
安全等级为三级或使用年限为 5 年时， 0 0.9 。
S — 荷载效应组合的设计值，用基本组合或偶然组合；
R — 结构构件抗力设计值。
湖南大学
混凝土结构设计原理.第二章
(二) 荷载效应组合
湖南大学
九．结构可靠性和可靠度
混凝土结构设计原理.第二章
结构的可靠性：指结构的安全性、适用性、耐久性。
结构的可靠度：指结构在规定时间内、规定条件下完成预定功能
正态分布：
的概率，是结构可靠性的概率度量。 三个特征值：
Z — 平均值； Z — 标准差；
Z — 变异系数， Z Z Z 。
Z RS
湖南大学
四．楼面和屋面活荷载
混凝土结构设计原理.第二章
标准值查荷载规范。
● 楼面： 2kN/m 2 ● 屋面：不上人屋面0.5kN/m 2
混凝土结构设计方法
2.4 结构设计方法
第二章 混凝土结构设计方法
由于不同结构构件的破坏状态不同，有延性破坏和脆性破坏之分。结构构件发生延性破坏前是有预兆 的，可及时采取弥补措施，因而其目标可靠指标可定得低些。相反，若结构发生脆性破坏时，破坏突然 发生，难以补救，故目标可靠指标应定得高些。根据《建筑结构设计统一标准》，按结构的安全等级和 破坏类型不同，规定了按承载能力极限状态设计时的目标可靠指标〔β〕值。
的足够可靠的结构 ◆ 混凝土结构设计方法经历了：容许应力法、破损阶段法、极限状态设计法
第二章 混凝土结构设计方法
◆ 材料力学中研究的是：单一材料、线弹性、简单结构。
◆ 实际工程结构远比它复杂，如钢筋混凝土梁的受弯，从安全角度考虑，需要确定其极限受弯承载力 ； 而为控制正常使用阶段的裂缝和挠度变形，需要确定带裂缝工作阶段的受力情况。 采用容许应力 设计方法，无法统一这两方面的要求。
2.4 结构设计方法
第二章 混凝土结构设计方法 由于β值大，Pf就小，所以β和失效概率Pf一样，可作为衡量结构可靠度的一个指标，称β为结构的可
靠指标。 在结构设计时，不能对所有构件的可靠指标都定得很高，这是不经济的。要使所设计的构件既安全、
可靠又经济合理，应对结构构件可能发生的失效概率要低于一个容许的水平，即要求： Pf≤〔Pf〕 β≥〔β〕
y As fc
b
2.2 极限状态
第二章 混凝土结构设计方法
2.3 结构设计中的不确定性 Undetermined Factors in Design
M 1 (g q)l 2 8
★ 恒载 g与构件尺寸、材料容重等有关 ★ 活载 q（楼面活载、雪荷载）的数值是随时在变化的 ★ 计算跨度 l 的不准确
2.4 结构设计方法
第二章 混凝土结构设计方法
由于不同结构构件的破坏状态不同，有延性破坏和脆性破坏之分。结构构件发生延性破坏前是有预兆 的，可及时采取弥补措施，因而其目标可靠指标可定得低些。相反，若结构发生脆性破坏时，破坏突然 发生，难以补救，故目标可靠指标应定得高些。根据《建筑结构设计统一标准》，按结构的安全等级和 破坏类型不同，规定了按承载能力极限状态设计时的目标可靠指标〔β〕值。
的足够可靠的结构 ◆ 混凝土结构设计方法经历了：容许应力法、破损阶段法、极限状态设计法
第二章 混凝土结构设计方法
◆ 材料力学中研究的是：单一材料、线弹性、简单结构。
◆ 实际工程结构远比它复杂，如钢筋混凝土梁的受弯，从安全角度考虑，需要确定其极限受弯承载力 ； 而为控制正常使用阶段的裂缝和挠度变形，需要确定带裂缝工作阶段的受力情况。 采用容许应力 设计方法，无法统一这两方面的要求。
2.4 结构设计方法
第二章 混凝土结构设计方法 由于β值大，Pf就小，所以β和失效概率Pf一样，可作为衡量结构可靠度的一个指标，称β为结构的可
靠指标。 在结构设计时，不能对所有构件的可靠指标都定得很高，这是不经济的。要使所设计的构件既安全、
可靠又经济合理，应对结构构件可能发生的失效概率要低于一个容许的水平，即要求： Pf≤〔Pf〕 β≥〔β〕
y As fc
b
2.2 极限状态
第二章 混凝土结构设计方法
2.3 结构设计中的不确定性 Undetermined Factors in Design
M 1 (g q)l 2 8
★ 恒载 g与构件尺寸、材料容重等有关 ★ 活载 q（楼面活载、雪荷载）的数值是随时在变化的 ★ 计算跨度 l 的不准确
2.4 结构设计方法
混凝土结构设计方法(问答题总结)
些基本原则？
答案
目录
14.按正常使用极限状态设计时，为什么要对可变荷
载进行折减？
答案
15.正常使用极限状态设计时常采用哪些荷载组合？
各种组合下荷载效应的设计值如何计算？
答案
16.钢筋混凝土结构的有限元分析存在哪些特殊问题？
17.我国混凝土结构设计方法是如何演变的？
答案
18.如何理解构件设计的构造要求？构造与计算有何答案
答案
目录
10.结构设计时为什么要考虑活荷载的不利
组合？
答案
11.现行《规范》要求在混凝土结构设计中，答案 一般需做哪些计算或验算？
12.结构的内力重分布与应力重分布有何不
同？按考虑塑性内力重分布计算结构内力有
何优点？哪些结构可以采用考虑内力重分布
的分析方法计算内力而哪些结构则不宜？ 答案
13.混凝土结构的内力和变形计算应遵循哪
第二章 混凝土结构设计方法
✓ 问答题
目录
问答题
1.什么是结构上的作用及荷载？如何分类？
答案
2.什么是结构的设计使用年限？结构的设计使用
年限就是结构的寿命吗？
答案
3.什么是结构失效？钢筋混凝土结构设计时要考
虑避免的结构失效现象有哪些？
答案
4. 什么是结构的可靠性与可靠度？结构的可靠性
与可靠度之间有何关系？
答案
5. 什么是结构的可靠指标？如何理解可靠指标与
失效概率的关系？
答案
目录
6.什么是目标可靠指标？目标可靠指标的确
定应考虑哪些因素的影响？
答案
7.如何理解正态分布的保证率？
答案
8.什么是结构的极限状态？结构极限状态有
沈蒲生混凝土结构设计原理三版第二章：混凝土结构设计方法
目 录 上一章 下一章 帮 助
2.4.2 结构的安全等级
{
一级： 一级：重要建筑 二级： 二级：一般建筑 三级： 三级：次要建筑
混凝土结构设计原理
第2章
§2.5
结构的可靠度
主 页 目 录
2.5.1 结构的可靠性
指结构的安全性、适用性、耐久性。 指结构的安全性、适用性、耐久性。
上一章
2.5.2 结构的可靠度
μz 平均值
变异系数 δz µz σz
正态分布
= /
{
Ｚ＞0，结构可靠； Ｚ＞0 结构可靠； Ｚ＜0，结构失效； Ｚ＜0 结构失效； 0，极限状态。 Ｚ= 0，极限状态。
混凝土结构设计原理
第2章
2.4.2 结构的可靠指标
现行设计方法以概率理论为基础，用可靠指标度量，采 现行设计方法以概率理论为基础，用可靠指标度量， 用多个分项系数表达。 则可靠指标为： 用多个分项系数表达。设 µz = βσ z，则可靠指标为：
β= µ −µ µz = R2 s 2 σz σR +σs
主 页 目 录 上一章 下一章 帮 助
…2-2
式中： 结构抗力的平均值和标准值； 式中： µR、σ R ––– 结构抗力的平均值和标准值； µs、σ s ––– 作用效应的平均值和标准值。 作用效应的平均值和标准值。
混凝土结构设计原理
第2章
混凝土结构设计原理
第2章
2. 组合值 组合值—— 当有两个或两个以上可变荷载同时作用 时的代表值 。 组合值 = ψc ×标准值 3. 频遇值 频遇值——可变荷载可能出现的较大值 但小于标 可变荷载可能出现的较大值,但小于标 可变荷载可能出现的较大值 准值。计算裂缝变形时用。 准值。计算裂缝变形时用。 频遇值 = ψf ×标准值 t/T<0.1
钢筋混凝土结构的设计方法试题及答案
第二章 钢筋混凝土结构的设计方法一、填空题：1、建筑结构的功能是指： 、 、 。
2、我国的结构设计的基准期规定为 。
3、作用在结构上的荷载的类型有： 、 、 三种。
4、荷载的代表值有： 、 、 、 四种。
5、在荷载的代表值中， 是最基本的代表值，其它的值都是以此为基础进行计算的。
6、荷载的设计值是指 。
7、结构功能的两种极限状态包括 、 。
8、荷载的分项系数是通过 和 确定的。
9、为提高结构可靠度，结构设计时，从 、 、 三方面给予保证。
10、结构安全等级为二级的，结构重要性系数为 。
11、完成结构预定功能的规定的条件是 、 、 、 。
二、判断题：1、在进行构件承载力计算时，荷载应取设计值。
（ ）2、在进行构件变形和裂缝宽度验算时，荷载应取设计值。
（ ）3、设计基准期等于结构的使用寿命，结构使用年限超过设计基准期后，结构即告报废，不能再使用。
（ ）4、结构使用年限超过设计基准期后，其可靠性减小。
（ ）5、正常使用极限状态与承载力极限状态相比，失效概率要小一些。
（ ）6、结构的重要性系数，在安全等级为一级时，取0.10=γ。
（ ）7、以恒载作用效应为主时，恒载的分项系数取2.1。
（ ）8、以活载作用效应为主时，恒载的分项系数取35.1。
（ ）9、活载的分项系数是不变的，永远取4.1。
（ ）10、荷载的设计值永远比荷载的标准值要大。
（ ）11、恒载的存在对结构作用有利时，其分项系数取得大些，这样对结构是安全的。
（ ）12、任何情况下，荷载的分项系数永远是大于1的值。
（ ）13、结构的可靠指标β越大，失效概率就越大，β越小，失效概率就越小。
（ ）14、承载能力极限状态和正常使用极限状态都应采用荷载设计值进行计算，这样偏于安全。
（ ）15、荷载的组合值是考虑在多层结构设计时，各层活荷载都同时达到最大的值的可能性较小。
（）16、荷载的组合值是考虑作用于结构上的活载有两种或两种以上时，多种荷载同时达到最大值的可能性较小的折减系数。
混凝土结构基本原理第二章
2）材料强度设计值是材料强度标准值除以对应的 材料分项系数。
HPB235级、HRB335级、HRB400级和RRB400级 钢筋的材料分项系数γS=1.1； 预应力钢丝、钢绞线和热处理钢筋的材料分项系数 γS=1.2， 混凝土的材料分项系数γC=1.4。
33
普通钢筋的抗拉强度设计值f’y及抗压强度设计 值fy‘按附表6采用； 预应力钢筋的抗拉强度设计值fpy及抗压强度设计 值fpy＇按附表7采用。 混凝土的轴心抗压强度设计值 fc 和轴心抗拉强度 设计值 ft 按附表2采用。 3）结构构件抗力设计值R的一般表达式为
11
fcu,k=fcu,m（1－1.645δf）
式中 fcu,m——混凝土立方体抗压强度平均值；
δf ——混凝土立方体抗压强度变异系数，对
C40级以下的混凝土δf =0.12；对
C60级，δf =0.10；对C80级，δf =0.08。 《规范》给出各级混凝土轴心抗压强度标准值fck 和轴心抗拉强度标准值ftk见表2-3。
1 2 C l0 8
结构抗力是指结构或构件承受作用效应的能力， 用 R 表示。例如，构件的承载力、刚度等。
9
影响结构抗力的因素：结构的材料性能、几何尺 寸、配筋情况和抗力的计算假定、计算公式等。通 常，结构抗力主要取决于材料性能。 材料强度标准值是材料性能的基本代表值。一般 取符合规定质量的具有不小于95%保证率的材料强 度下分位值作为材料强度标准值，即 fk=fm（1－1.645δf） 式中 fk——材料强度标准值； fm——材料强度平均值；
4
（3）偶然荷载是指在设计基准期内不一定出现， 而一旦出现，则其量值很大，且持续时间很短的荷载。 例如，地震荷载、爆炸力、撞击力等。 二、荷载的代表值 荷载代表值是在结构设计中采用的荷载数值，包 括：标准值、组合值、频遇值和准永久值 1.荷载标准值
(沈蒲生第四版)第二章：混凝土结构设计方法
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混凝土结构设计原理
第2章
§2.1 结构可靠度
2.1.1结构上的作用、作用效应与结构抗力
结构上的作用与时间有关，结构抗力也随时 间变化。
设计基准期：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。
GB 50153-2008《工程结构可靠性设计统 一标准》规定的设计基准期为50年。
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混凝土结构设计原理
第2章
§2.3 极限状态设计法
2.3.1 结构的极限状态
极限状态分为两类： 承载能力极限状态 —— 安全性
正常使用极限状态 —— 适用性、耐久性
通常对结构构件先按承载能力极限状态进行承 载能力计算，然后根据使用要求按正常使用极 限状态进行变形、裂缝宽度或抗裂等验算。
以忽略不计的作用。
如结构自重、土
—— 压力、预应力、
地基沉降等。
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在设计基准期内其量值随时间变
可变作用 —— 化，且其变化与平均值相比不可
忽略的作用。
偶然作用 ——
在设计基准期内不一定出现，而 一旦出现其量值很大且持续时间 很短的作用。
如楼面活荷载、吊车
—— 荷载、风荷载、雪荷 下一章
钢筋强度某—钢—厂钢正材态屈分服强布度统计资料
混凝土强度 —— 正'态分布
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某预制构件厂对某工程所作使块的统计资料
混凝土结构设计原理
第2章
2.2.2 材料强度标准值的确定
2.材料强度标准值 钢筋和混凝土的强度标准值是钢筋混凝土结构 按极限状态设计时采用的材料强度基本代表值。 材料强度标准值应根据符合规定质量的材料强 度的概率分布的某一分位值确定。
《水工钢筋混凝土结构》课件——2章 钢筋混凝土结构设计计算原理
荷载应在其标准值上乘以小于1.0的组合系数对可变荷载标准
值进行折减，
可变荷载组合值记为：Qc=ψcQk，ψc为组合系数。其值取
为小于等于1.0。水工结构设计中习惯取ψc＝1.0 — 实无折减。
§2-4 荷载的标准值和材料强度标准值
1.3 荷载频遇值
是指可变荷载在结构设计基准期内经常存在的那一部分 荷载，《建筑结构可靠度设计统一标准》规定取被超越的总时
(3)偶然荷载Q：在结构设计基准期内不一定出现，
但一旦出现其值很大且作用时间很短的荷载。
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
按其作用位置的变化，可分为二类：
(1)固定荷载 (2)移动荷载
按结构的反映分为
(1) 静态荷载 (2) 动态荷载
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
2.2 荷载效应 荷载作用下，结构产生的内力、变形统称为荷载效
3.极限状态设计法
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
1. 结构的功能要求： (1)安全性。(2)适用性。 (3)耐久性。
安全性 ◎ 结构在正常施工和使用情况下能承受可能出现的各种荷载和变形 。 ◎ 在偶然事件（如校核洪水位、地震）发生时和发生后，结构应能保持
整体承载力和稳定性。
适用性 ◎ 结构在正常使用荷载下，具有良好的工作性能。如不发生影响正常使
用的过大的变形（挠度、侧移）、振幅，或产生过大的裂缝宽度。
耐久性 ◎ 结构的承载力和刚度不应随时间有过大的减小，导致结构在其预定
使用期间内降低安全性和适用性，缩短使用寿命。
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
➢结构设计要保证其可靠性。 ➢可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称。 ➢结构可靠性越高，建设造价投资越大。
值进行折减，
可变荷载组合值记为：Qc=ψcQk，ψc为组合系数。其值取
为小于等于1.0。水工结构设计中习惯取ψc＝1.0 — 实无折减。
§2-4 荷载的标准值和材料强度标准值
1.3 荷载频遇值
是指可变荷载在结构设计基准期内经常存在的那一部分 荷载，《建筑结构可靠度设计统一标准》规定取被超越的总时
(3)偶然荷载Q：在结构设计基准期内不一定出现，
但一旦出现其值很大且作用时间很短的荷载。
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
按其作用位置的变化，可分为二类：
(1)固定荷载 (2)移动荷载
按结构的反映分为
(1) 静态荷载 (2) 动态荷载
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
2.2 荷载效应 荷载作用下，结构产生的内力、变形统称为荷载效
3.极限状态设计法
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
1. 结构的功能要求： (1)安全性。(2)适用性。 (3)耐久性。
安全性 ◎ 结构在正常施工和使用情况下能承受可能出现的各种荷载和变形 。 ◎ 在偶然事件（如校核洪水位、地震）发生时和发生后，结构应能保持
整体承载力和稳定性。
适用性 ◎ 结构在正常使用荷载下，具有良好的工作性能。如不发生影响正常使
用的过大的变形（挠度、侧移）、振幅，或产生过大的裂缝宽度。
耐久性 ◎ 结构的承载力和刚度不应随时间有过大的减小，导致结构在其预定
使用期间内降低安全性和适用性，缩短使用寿命。
§2-2 结构的功能要求、荷载效应与结构抗力
➢结构设计要保证其可靠性。 ➢可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称。 ➢结构可靠性越高，建设造价投资越大。
混凝土结构及砌体结构第二章 结构设计方法
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2-2-2 内力组合设计值S 对于承载能力极限状态，应采用荷载效应的基本组 合和偶然组合进行设计。 对于荷载基本组合，内力组合设计值的表达式为：
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2-2-3 材料强度标准值和设计值 材料强度标准值是结构设计时采用的材料性能的基 本代表值，是设计表达式中材料强度设计值取值的主要 依据，也是生产中控制材料性能质量的主要依据。 材料强度标准值与材料生产的质量合格检验强度相 一致。混凝土强度等级是由混凝土立方体抗压强度标准 值确定的，保证率为95%。根据实测资料，混凝土强度 服从正态分布，其强度标准值fk的表达式为：
第二章 结构设计方法
2-1 建筑物和构筑物的设计，都要满足一定的功能要求。 结构的功能要求包括： 1.安全性 结构在预定的使用期限内，能够承受正常 施工和正常使用时可能出现的各种荷载以及外界条件影 响产生的各种变形的作用。在偶然事件发生时及发生后， 结构能够保持自身的整体稳定性，不发生倒塌或连续破 坏。
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2-3-1 荷载的短期效应组合和长期效应组合 荷载短期效应组合是荷载标准值产生的内力组合。 荷载短期效应组合的设计值Ss按下式计算：
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2-3-2 裂缝和变形验算 1.裂缝控制等级 根据结构构件所处的环境条件对钢 筋腐蚀的影响以及钢筋种类对腐蚀的敏感性这两个因素， 裂缝控制等级分为三级。一级为严格要求不出现裂缝的 构件，二级为一般要求不出现裂缝的构件，三级为允许 出现裂缝的构件。 2.裂缝验算 当混凝土的拉应力超过其抗拉强度时， 就会出现裂缝。因此，对于不允许出现裂缝的构件，要 控制混凝土的拉应力值，使混凝土拉应力不超过规定限 值。
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2-3 正常使用极限状态验算方法
正常使用极限状态验算包括裂缝验算和变形验算。 正常使用极限状态和承载能力极限状态对应于不同 的受力阶段。结构达到正常使用极限状态比达到承载能 力极限状态的危害性小得多。在长期荷载作用下，混凝 土产生徐变，使构件变形和裂缝宽度增大。因此，正常 使用极限状态验算要考虑荷载的短期效应组合和长期效 应组合，采用混凝土抗拉强度标准值，可靠指标低一些。
混凝土结构设计原理填空题库(带答案)
绪论1．在混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
2．混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
3．钢筋混凝土结构的主要缺点有：自重大、抗裂性差以及费模费工等。
第一章混凝土结构的设计方法1．混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、___可焊性____和与混凝土的粘结四个性能要求。
2．钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔，其中_____冷拔_____后既可以提高抗拉强度又可以提高抗压强度。
3．有明显屈服点钢筋的主要强度指标是____屈服强度________。
4．伸长率包括断后伸长率和___断裂总伸长率__________。
5．反映钢筋塑性性能的主要指标是____断后伸长率___和冷弯性能(p9)。
6．要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力，就要求：①钢筋与混凝土两者变形一致，共同受力；②钢筋的位置和数量等也必须正确。
7．混凝土的应力不变，__应变___随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。
8．钢筋与混凝土之间的粘结，包括两类问题：①沿钢筋长度的粘结；②钢筋端部的锚固。
9．混凝土强度等级是根据___立方体抗压___强度标准值确定的。
10．结构或构件破坏前没有明显预兆的，属脆性破坏；破坏前有明显预兆的，属_延性_破坏。
11．为了保证可靠锚固，绑扎骨架中受拉光圆钢筋末端应做__半圆弯钩___。
12．钢筋的伸长率是反映其___塑性____性能的指标。
13．在钢筋长度保持不变的条件下，钢筋应力随时间增长而逐渐降低的现象称为钢筋的__应力松弛____。
14．钢筋与混凝土之间的粘结力主要由胶着力、摩擦力和__机械咬合力____三部分组成。
15．为使钢筋与混凝土变形一致、共同受力，钢筋端部要有足够的__锚固长度____。
16．过混凝土应力-应变曲线原点所作切线的斜率为混凝土的_弹性模量_____。
17．混凝土在三向受压下，不仅可提高其____抗压强度______，而且可提高其变形能力。
(完整版)混凝土结构设计原理填空题库(带答案)全解
绪论1．在混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力.2．混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
3．钢筋混凝土结构的主要缺点有：自重大、抗裂性差以及费模费工等。
第一章混凝土结构的设计方法1．混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、___可焊性____和与混凝土的粘结四个性能要求。
2．钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔，其中_____冷拔_____后既可以提高抗拉强度又可以提高抗压强度。
3．有明显屈服点钢筋的主要强度指标是____屈服强度________。
4．伸长率包括断后伸长率和___断裂总伸长率__________。
5．反映钢筋塑性性能的主要指标是____断后伸长率___和冷弯性能（p9)。
6．要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力，就要求：①钢筋与混凝土两者变形一致，共同受力；②钢筋的位置和数量等也必须正确.7．混凝土的应力不变,__应变___随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。
8．钢筋与混凝土之间的粘结，包括两类问题：①沿钢筋长度的粘结；②钢筋端部的锚固 .9．混凝土强度等级是根据___立方体抗压___强度标准值确定的。
10．结构或构件破坏前没有明显预兆的，属脆性破坏;破坏前有明显预兆的，属_延性_破坏。
11．为了保证可靠锚固，绑扎骨架中受拉光圆钢筋末端应做__半圆弯钩___.12．钢筋的伸长率是反映其___塑性____性能的指标。
13．在钢筋长度保持不变的条件下，钢筋应力随时间增长而逐渐降低的现象称为钢筋的__应力松弛____。
14．钢筋与混凝土之间的粘结力主要由胶着力、摩擦力和__机械咬合力____三部分组成.15．为使钢筋与混凝土变形一致、共同受力,钢筋端部要有足够的__锚固长度____.16．过混凝土应力—应变曲线原点所作切线的斜率为混凝土的_弹性模量_____。
17．混凝土在三向受压下，不仅可提高其____抗压强度______，而且可提高其变形能力。
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坏而造成生命财产的严重损失。
• • 2、适用性（Serviceability） 结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如：不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、 侧移）、振动（频率、振幅），或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。 • • 3、耐久性 （Durability ） 结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。即在各种因素的影响下（混凝土碳 化、钢筋锈蚀、材料的老化等），结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而导致结构 在其预定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。
•
设计使用年限是设计规定的一个期限，在这一规定的时期内，结构或结构构件只需进行正常的维护
（包括必要的检测、维护和维修）而不需进行大修就能按预期目的使用，完成预定的功能，即结构 在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应达到的使用年限。根据建筑物的使用要求和重要性，
《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）规定设计使用年限分别采用5、25、50和100年，
§2.1 结构可靠度 2.1.1 结构上的作用、作用效应及结构抗力
• • • • • 一、结构上的作用和作用效应 1、作用及其分类 结构上的作用是使结构产生内力、变形和裂缝的原因的总称，分为直接作用和间接作用。 直接作用：是指施加在结构上的集中和分布荷载。即荷载，如恒载、活载等。 间接作用：是指引起结构外加变形和约束变形的其它作用。如地基不均匀沉降、混凝土收缩、 温度变化、地震（地面运动）等。 • 结构上的作用按其随时间的变异性可分为：永久作用（如：自重、土压力等）、可变作用（如： 楼面活载、风载、雪载等）和偶然作用（如：地震、爆炸等）。
建筑结构设计所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年（《建筑结构可靠度设计统一标准》 GB50068-2001规定）确定的，如设计时需采用其他设计基准期，则必须另行确定在该基准期内最大荷载 的概率分布及相应的统计参数。
•
• •
2.1.2 结构的预定功能及结构可靠度
一、结构的功能要求 建筑结构设计的目的：在一定的经济条件下，使结构在预定的使用期限内能满足设计所预期的各种功能要求，同时 具有足够的可靠性。
如表2-1所示。
表2-1 结构的设计使用年限
类别
１ ２ ３ ４
结构类型
临时性结构 易于替换的结构构件 普通房屋和构筑物 纪念性建筑和特别重要建筑
结构的设计 使用年限（年） 5 25 50 100
各类工程结构的设计使用年限是不应统一的，若业主提出更高的要求，经主管部门批准， 也可按业主的要求确定。总体而言，桥梁应比房屋的设计使用年限长，大坝的设计使用年限更 长。 当结构的使用年限达到或超过设计使用年限后，并不意味着结构立即报废，而只意味着结 构的可靠度逐渐降低，但结构仍可继续使用或经大修后可继续使用。
•
从结构的观点来考虑，建筑结构应满足的功能要求可归纳为以下三项：
•
•
1、安全性（Safety）
结构在预定的使用期间内（设计使用年限），应能承受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各 种荷载、外加变形（如超静定结构的支座不均匀沉降）、约束变形等的作用；
在偶然事件（如地震、爆炸）发生时和发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连续破
第2章 混凝土结构设计方法
工程结构的设计，既要保证其安全可靠，又要做到经济合理。由于多种因素的影响，结构 上的荷载作用、结构尺寸、材料强度等均有不同程度的不确定性，而且结构的计算简图、计算 理论也与实际情况有一定的差别。 所谓结构设计方法，就是研究这些工程设计中的各种不确定性问题，以取得结构设计的安 全可靠与经济合理之间的均衡。 因此，本章需要解决的问题有：根据工程结构应满足的实际使用的各种要求（结构的功 能），对安全可靠给出更具体的科学定义；如何考虑结构设计中存在的各种不确定性，建立科 学的结构设计方法；同时，了解结构在不同情况下（施工、使用、破坏）可能受到的各种外界 影响（各种荷载、温度变化、收缩、徐变等），以及结构尺寸、材料强度等的变异情况，以便 科学合理地确定其设计值。 本章主要讲述以近似概率理论为基础的极限状态设计方法的有关基本知识。包括建筑结构 的功能要求、结构可靠度、失效概率和可靠指标以及承载能力和正常使用两种极限状态的意义 和实用设计表达式。
受剪承载力、容许挠度、容许裂缝宽度等。
•
结构抗力的影响因素：材料性能的不确定性；材料几何参数的不确定性和计算模式 的不确定性等。结构抗力具有随机性，是随机变量。
•
由上可见，结构上的作用（特别是可变作用）与时间有关，结构抗力也随时间变化。 为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数，称为设计基准期。
表2-2 建筑结构的安全等级
安全等级 一级 二级 三级
破坏后果 很严重 严重 不严重
建筑物类型 重要建筑物 一般建筑物 次要建筑物
•
建筑物中各类结构构件的安全等级宜与整个结构的安全等级相同，对其中部分结构构件的安 全等级可根据其重要程度适当调整，但不得低于三级。例如，如果提高某一结构构件的安全等 级所需额外费用很少，又能减轻整个结构的破坏，从而大大减少人员伤亡和财产损失时，可将 该结构构件的安全等级提高一级；相反，如果某一结构构件的破坏并不影响整个结构，则可将 其安全等级降低一级。
2.1.3 结构的安全等级
• 结构设计时，应根据房屋的重要性不同，即一旦结构发生破坏，对生命财产的危害程度 以及对社会的影响程度不同，采用不同的可靠度水准（即目标可靠指标）。 《建筑结构 可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）用结构的安全等级来表示房屋的重要性程度， 划分为三个等级。如表2-2
2、作用效应（Action Effect） 作用效应是指作用引起的结构或结构构件的内力和变形，用S表示。如：轴力、弯矩、剪力、挠度、 裂缝等。 由于结构上的作用是不确定的随机变量，所以作用效应也是一个随机变量。
•
二、结构抗力（Resistant）
•
结构抗力是指结构或结构构件抵抗作用效应的能力，用R表示。如：受弯承载力、
ห้องสมุดไป่ตู้
二、结构的可靠性和可靠度
•
•
1、可靠性
可靠性是指结构的安全性、适用性和耐久性的总称，即结构或结构构件在规定的时间（设计使用年 限）内，规定的条件（正常设计、正常施工和正常维修）下完成预定功能的能力。
•
•
2、可靠度
可靠度是指结构或结构构件在规定的时间（设计使用年限）内，规定的条件（正常设计、正常施工 和正常维修）下完成预定功能的概率。可靠度是结构可靠性的概率度量。