当前课程知识点:建筑结构1(混凝土结构) > 第一章 建筑结构计算基本原则 > 1.2 建筑结构概率极限状态设计法 > 1.2.2 极限状态
同学们
这节课我们来学习结构功能的极限状态
首先我们来学习
结构功能的极限状态的定义与类别
结构能满足功能要求
称结构可靠或有效
否则称结构不可靠或失效
区分结构工作状态可靠与失效的界限
是极限状态
极限状态是一种界限
是结构在工作阶段从有效状态
转变为无效状态的分界
是结构开始失效的标志
因此
结构的极限状态可定义为
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
安全性
适用性
耐久性的某一功能要求
该特定状态称为该功能的极限状态
例如构件即将开裂
倾覆
滑移
压屈
失稳等
结构极限状态
分为承载能力极限状态
和正常使用极限状态两类
承载能力极限状态
对应于结构或结构构件达到最大承载力
出现疲劳破坏
发生不适于继续承载的变形
或因局部破坏而发生连续倒塌
承载能力极限状态
主要考虑关于结构安全性的功能
超过这一状态
便不能满足安全性的功能要求
当结构或结构构件出现下列状态之一时
即认为超过了承载能力极限状态
结构构件或连接因材料强度不够而破坏
整个结构或结构的一部分
作为刚体失去平衡
如倾覆等
结构转变为机动体系
结构或结构构件丧失稳定
如柱子被压曲等
结构因局部破坏而发生连续倒塌
结构或结构构件的疲劳破坏
正常使用极限状态对应于结构或结构构件
达到正常使用的某项规定限值
或耐久性能的某种规定状态
超过这一状态
便不能满足适用性或耐久性的规定
当结构或结构构件出现下列状况之一时
即认为超过了正常使用极限状态
影响正常使用或外观的变形
影响正常使用或耐久性能的局部损坏
包括裂缝
影响正常使用的振动
影响正常使用的其他特定状态等
结构或结构构件
一旦超过承载能力极限状态
将造成结构全部或部分破坏或倒塌
导致人员伤亡或重大经济损失
因此
在设计中对所有结构和构件
都必须按承载力极限状态进行计算
并保证具有足够的可靠度
结构或结构构件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
例如过大的变形会造成房屋内粉刷层剥落
门窗变形
屋面积水等后果
水池和油罐等结构开裂会引起渗漏等等
工程设计时
一般先按承载力极限状态设计结构构件
必要时再按正常使用极限状态验算
对承载能力极限状态
一般是以结构的内力超过其承载能力为依据
对正常使用极限状态
一般是以结构的变形
裂缝
振动参数
超过设计允许的限值为依据
有时也通过结构应力的控制
来保证结构满足正常使用的要求
接下来我们引入极限状态方程
来解决判断结构所处状态的问题
结构的工作性能
取决于作用效应
和结构或构件
承受作用效应的能力
后者称为结构抗力
如构件的承载力 刚度 抗裂度等
用R表示
结构抗力是结构内部固有的
其大小主要取决于材料性能
构件几何参数及计算模式的精确性等
现引入结构的功能函数
Z等于R减S
它表达的是结构抗力与荷载效应的差值
实际工程中
可能出现以下三种情况
第一种情况
当Z大于0
即结构抗力大于荷载效应
此时结构处于可靠状态
第二种情况
Z小于0
即结构抗力小于荷载效应
此时结构处于失效状态
第三种情况
Z等于0
即结构抗力等于荷载效应
此时结构处于极限状态
可见
结构可靠工作的条件为R大于等于S
即结构抗力大于等于荷载效应
关系式Z等于R减S等于0
称为极限状态方程
本节课
我们学习了结构功能的极限状态
定义
分类
以及利用结构功能函数
判别可靠 失效与极限状态的方法
理解了结构构件按承载能力极限状态
进行设计后
还应按正常使用极限状态
进行验算的基本设计思路
本节课就讲到这里
谢谢大家
-0.1.1 建筑结构概述
--建筑结构概述作业
-1.1 作用与作用效应
--作用与作用效应作业
-1.2 建筑结构概率极限状态设计法
--极限状态设计法作业
-2.1 混凝土结构材料
--混凝土结构材料作业
-2.2 钢筋与混凝土共同工作
--钢筋与混凝土共同工作作业
-3.1 受弯构件的构造要求
-3.2 受弯构件正截面承载力计算
--3.2.3 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算——基本公式与适用条件
--3.2.4 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算——截面设计
--3.2.5 单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 ——承载力复核
--3.2.6 T型截面受弯构件正截面承载力计算 ——基本公式及适用条件
-3.3 受弯构件斜截面承载力计算
-3.4 受弯构件挠度及裂缝宽度验算
-4.1 受压构件构造要求
-4.2 轴心受压构件承载力计算
-4.3 偏心受压构件承载力计算
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-钢筋混凝土受扭构件受力特点与构造要求
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--施加预应力的方法
-预应力损失
-预应力混凝土构件的构造要求
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