关于荷载相关论文例文,与钢筋混凝土结构的特点相关论文答辩开场白

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(3)结构设计的极限状态,承载能力极限状态是关系到结构构件是否安全的根本问题,而正常使用极限状态的验算则是在满足承载能力极限状态的前提下进行的,只影响到结构构件的正常适用性和耐久性.所以,承载能力极限状态下的可靠指标应高于正常使用极限状态下的可靠指标.

问:荷载的代表值

荷载的取值大小影响结构的可靠性与经济性,所以荷载应根据不同极限状态的设计要求,规定不同的量值,即荷载代表值.水工建筑物的荷载则按《水工建筑物荷载设计规范》(DL5077-1997取用.Gk,Qk具有95%的保证率即实际荷载超过荷载标准值的可能性只有5%2.可变荷载准永久值所谓准永久值是指可变荷载在结构设计基准期内经常作用的那一部分荷载,它对结构的影响类似于永久荷载.Qk乘以相应的长期组合系数ρ(≤1)得出,即:Qq等于ρQk.不同的可变荷载随机变化特征不同,其ρ值就不同.Qc

考虑到各种可变荷载不可能同时以其最大值(标准值)出现,而在荷载组合时,取由标准值上乘以小于1.0的组合系数得到的荷载组合值.

问:材料强度的代表值

材料强度也是随机变量,取值直接影响到结构的可靠与经济.材料强度的代表值主要是指材料强度标准值,材料强度标准值是指使用期间正常情况下可能出现的最小值.材料强度的标准值由材料强度概率具有95%的保证率来确定,即材料的实际强度小于强度标准值的可能性只有5%承载能力极限状态设计表达式基本组合是持久状况或短暂状况下永久荷载与可变荷载的效应组合.

对于基本组合,承载能力极限状态设计表达式为γ0ψS≤R/γd

S等于ΣγGiCGiGki+ΣγQjCQjQkj

R等于R(fc,fy,ak)R(fcγck,fyγs,ak)

式中γ0——结构重要性系数,对结构安全级别为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ级的结构构件,分别取为1.1,1.0及0.9,建筑物的重要性不同,其结构构件的安全级别就不同,要求目标可靠指标也不同.为了反映这种要求,在计算荷载效应时,可将其值乘以结构重要性系数γ.通过γ0来调整荷载效应S,从而实现建筑物的重要性不同,可靠度水准的要求不同.

ψ——设计状况系数,对应于持久状况,短暂状况,偶然状况,分别取为1.0,0.95及0.85,结构在施工,运行,检修不同时期可能出现不同的结构体系,荷载及环境条件,失效后果也不同,所以,其可靠度水准要求也就不同.与γ0一样,ψ也是来调整荷载效应S的.γ0,ψ取大些,可靠度水平就高.上述三种设计状况均应进行承载能力极限状态设计.对持久状况尚应进行正常使用极限状态设计,对短暂状况可根据具体情况决定是否要进行正常使用极限状态设计短期组合,对偶然状况则可不进行正常使用极限状态设计.

γG,γQ——分别为永久荷载和可变荷载的荷载分项系数.荷载标准值按95%的保证率取值,则实际荷载仍有可能超过预定的标准值.为了考虑这一最不利情况,在承载能力极限状态设计表达式中还引入一个荷载分项系数一般都大于1,个别情况也可小于1.荷载分项系数主要是用来考虑荷载超过标准值的可能性.在水工建筑物设计中它实质上就是超载系数,但也适当反映了结构可靠度要求.

荷载标准值乘以相应的荷载分项系数后即为荷载设计值.永久荷载和可变荷载的设计值可分别记为γGGk及γk.γG,γQ由《水工荷载规范》并按《水工规范》的规定取用变异性小的荷载,取值可靠,误差小,考虑超载等影响的荷载分项系数就可以定小些.所以永久荷载的分项系数就应小于可变荷载.一般是γG1.05,γQ等于1.2.在承载能力极限状态计算时,荷载用比标准值更大的设计值,以确保安全.荷载不是任何时候取大些都不利,如大坝的倾覆破坏,此时自重荷载起有利作用,设计中就应取小些.当永久荷载的效应对结构有利时,γG取为0.95.当然,可变荷载就可以不计入.γc,γs——混凝土钢筋材料分项系数由于材料的离散性及不可避免的施工误差等因素可能造成材料的实际强度低于其强度标准值,因此,在承载能力极限状态计算中引入混凝土强度分项系数γc及钢筋强度分项系数γs来考虑这一不利影响.材料强度标准值fckfyk除以相应的大于1材料强度分项系数后,即为材料强度设计值fcfck/γc,fy等于fyk/γs.在承载能力极限状态计算时,材料强度用比标准值更的设计值,以确保安全.γd——结构系数,在承载能力极限状态设计中,荷载效应计算模式的不定性,几何尺寸的不定性和结构构件抗力计算模式的不定性,以及未能由荷载分项系数和材料强度分项系数反映的其它各种变异因素,则统一由结构系数来考虑.

在水工结构设计中,结构系数直接与结构构件的可靠度水平有关.

短期组合

所谓短期组合,即持久状况或短暂状况下,包括短期作用在内的全部可变荷载的效应与永久荷载的效应的组合.验算表达式为γ0Ss(Gk,Qk,fk,ak)≤c1

式中c1——结构的短期验算功能限值裂缝宽度或挠度,

Ss(·)——荷载效应短期组合时的功能函数,

γ0Sl(Gk,ρQk,fk,ak)≤c2式中c2——结构的长期功能限值裂缝宽度或挠度,

Sl(·)——荷载效应长期组合时的功能函数,

ρ——可变荷载标准值的长期组合系数,可参照有关荷载规范的规定及工程经验取用.设计状况系数ψγd也取为1.0.但结构重要性系数γ0

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