欧洲混凝土结构设计方法经典讲稿.ppt

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1、欧洲混凝土结构设计方法欧洲规范简介欧洲混凝土结构设计方法欧洲混凝土结构设计方法欧洲规范编写背景和构成欧洲规范设计体系混凝土结构设计欧洲规范的编写背景和构成欧洲规范的编写背景和构成欧洲混凝土铁路桥梁设计方法欧洲混凝土结构设计方法欧洲规范的编写背景和构成欧洲规范的编写背景和构成欧洲混凝土铁路桥梁设计方法欧洲混凝土结构设计方法欧洲规范的编写背景和构成欧洲规范的编写背景和构成欧洲混凝土结构设计方法欧洲规范的编写背景和构成欧洲规范的编写背景和构成EN1990EN1991EN1992EN1993EN1994EN1999EN1996EN1995EN1997EN1998结构安全性、适用性和耐久性结构上的作用具

2、体结构设计规范土工及抗震规范欧洲混凝土结构设计方法欧洲规范的编写背景和构成欧洲规范的编写背景和构成返回返回欧洲混凝土结构设计方法欧洲规范设计体系1设计状况设计状况2极限状态极限状态3荷载组合与设计表达式荷载组合与设计表达式欧洲混凝土结构设计方法欧洲规范的设计体系欧洲规范的设计体系9维修撞击地震持久状况短暂状况偶然状况地震状况投入使用到使用年限设计状况持久设计状况持久设计状况时间段与结构设计使用年限时间段与结构设计使用年限同一数量级的设计状况。同一数量级的设计状况。短暂设计状况短暂设计状况时间段比结构设计使用年限时间段比结构设计使用年限短得多且出现概率很高的设计状况短得多且出现概率很高的设计状况

3、偶然设计状况偶然设计状况 结构或结构构件暴露于异常结构或结构构件暴露于异常条件下的条件下的 设计状况。设计状况。地震设计状况地震设计状况地震发生时结构在这一意外地震发生时结构在这一意外事件下的设计状况。事件下的设计状况。返回返回欧洲混凝土结构设计方法欧洲规范设计体系欧洲规范设计体系极限状态承载能力极承载能力极限状态限状态正常使用正常使用极限状态极限状态极限状态欧洲混凝土结构设计方法EQU极限状态极限状态承载能力承载能力极限状态极限状态STR极限状态极限状态GEO极限状态极限状态FAT极限状态极限状态极限状态1004812162024283236-2100200300400500MPa()abc

4、fde40833.421critcrit,min(t)t返回返回欧洲混凝土结构设计方法极限状态极限状态振动变形损坏不可逆使用极限状态可逆使用极限状态包括 0变形时间限值不可逆（首次超越）不可逆（首次超越）0变形时间限值首次超越可逆可逆返回返回欧洲混凝土结构设计方法欧洲规范设计体系欧洲规范设计体系荷载组合与设计表达式承载能力极承载能力极限状态荷载限状态荷载组合组合正常使用正常使用极限状态极限状态荷载组合荷载组合荷载组合欧洲混凝土结构设计方法承载能力极限状态荷载组合承载能力极限状态荷载组合,1,1,0,11 dG jk jpQkQ iik ijiEEGPQQ,10,1,1,0,11 G jk jp

5、QkQ iik ijiGPQQ持久设计状况或短暂设计状况的作用组合持久设计状况或短暂设计状况的作用组合1EN1990给出可选组合给出可选组合，为下面两式效应的不利者，为下面两式效应的不利者,1,12,1,12,11 ()dk jdkik ijiEEGPAQQ或偶然设计状况的作用组合偶然设计状况的作用组合2地震设计状况的作用组合地震设计状况的作用组合3,2,11 dk jEdik ijiEEGPAQ,1,1,0,11 jG jk jpQkQ iik ijjGPQQ 欧洲混凝土结构设计方法承载能力极限状态荷载组合承载能力极限状态荷载组合,1,1,0,11 dG jk jpQkQ iik idjiE

6、EGPQQR,11;k iddididRdRdm iXRR XaRa,;k ididM iXRRa抗力计算模式分项系数转换系数材料分项系数永久作用分项系数主导可变作用分项系数主导可变作用非主导可变作用组合值非主导可变作用分项系数,=M iRdm i欧洲混凝土结构设计方法承载能力极限状态承载能力极限状态荷载分项系数荷载分项系数,1,1,12,11 k jkkik ijiGPQQ持久和持久和短暂设短暂设计状况计状况永久作用永久作用主导可主导可变作用变作用伴随伴随可变可变作用作用说明说明不利情况不利情况有利情况有利情况A组组EQU:稳定验算稳定验算B组组STR:结构构件结构构件计算，也用于基计算，也

7、用于基础验算础验算C组组GEO:确定地基确定地基承载力承载力,sup1.1Gj,sup1.35Gj,sup1.0Gj,inf0.9Gj,inf1.0Gj,inf1.0Gj,11.5Q,11.5Q,11.3Q,1.5Q i,1.5Q i,1.3Q i返回返回欧洲混凝土结构设计方法使用极限状态荷载组合使用极限状态荷载组合,10,11 k jkkik ijiGPQQ,1,1,12,11 k jkkik ijiGPQQ,2,11 k jkik ijiGPQ特征组合特征组合频遇组合频遇组合准永久组合准永久组合1230组合值频遇值用以验证可逆的使用极限状态。用以验证可逆的使用极限状态。用于验证不可逆的使用

8、极限状态。用于验证不可逆的使用极限状态。准永久值用于验证长期性能或外观的使用极限状态。用于验证长期性能或外观的使用极限状态。准永久组合准永久组合3准永久值返回返回欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计承载能力极限状态设计承载能力极限状态设计正常使用极限状态设计正常使用极限状态设计预应力混凝土构件预应力混凝土构件混凝土耐久性混凝土耐久性材料材料欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计材料混凝土普通钢筋预应力钢筋欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计,ck cubefckf,ck cubef材料混凝土强度等级混凝土强度等级150mm 150mm 150mm 150

9、mm 300mmC30/37表示圆柱体抗压强度特征值为表示圆柱体抗压强度特征值为30mPa，立方体抗压强度特征值为立方体抗压强度特征值为37mPa。ckf,ck cubef欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计,ck cubefckf,ck cubef材料抗压强度特征值和设计值抗压强度特征值和设计值(mPa)强度等级强度等级C20/25C25/30C30/37C35/45C40/50C45/55抗压强度抗压强度特征值特征值202530354045抗压强度抗压强度设计值设计值13.316.72023.226.730强度设计值强度设计值ccckcdcff0.85 1.0,1.5ccc表

10、中混凝土抗压强度设计值计算时取1.0cc欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计ckf,ck cubef强度等级强度等级C20/25C25/30C30/37C35/45C40/50C45/55抗拉强度抗拉强度特征值特征值1.51.82.02.22.52.7抗拉强度抗拉强度设计值设计值1.01.21.331.471.671.8材料抗拉强度特征值和设计值抗拉强度特征值和设计值(mPa)抗拉强度特征值抗拉强度特征值0 050 7ctk,.ctmf.f,0.05ctctkctdcff抗拉强度设计值抗拉强度设计值欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计强度等级强度等级C20/25C2

11、5/30C30/37C35/45C40/50C45/55弹性模量弹性模量3.03.13.23.43.53.6泊松比泊松比剪变模量剪变模量无裂缝无裂缝0.2有裂缝有裂缝0材料弹性模量弹性模量(10000N/mm2)泊松比、剪变模量泊松比、剪变模量0.42ccmGE欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计v 混凝土收缩混凝土收缩总收缩应变按下式计算：总收缩应变按下式计算：干缩应变干缩应变自收缩应变自收缩应变材料cscdca,0()(,)cddsscdtt t()()()caascatt混凝土强度等级理论厚度=2A/u加载龄期徐变系数0(,)t0t返回返回欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设

12、计混凝土结构设计材料标准标准品种品种规格规格（直径（直径mm）牌号或牌号或等级等级PrEN10080-1999Part2直条直条盘卷盘卷416B400AB600APart3640B400BB600BPart4B400CB600C欧洲常用普通钢筋品种、规格和牌号欧洲常用普通钢筋品种、规格和牌号欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计产品形式产品形式直条和盘卷直条和盘卷要求值或分要求值或分位值（位值（%）等级等级ABC特征屈服强度特征屈服强度 或或 （mPa）4006005.0 的的最小值最小值1.051.081.151.3510.0最大拉力时的特最大拉力时的特征应变（征应变（%）2.5

13、5.07.510.0ykf0.2kf材料欧洲规范规定的钢筋特性欧洲规范规定的钢筋特性(/)tykkff欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计ykydsff强度特征强度特征值值(mPa)400500600强度设计强度设计值值(mPa)350435520材料钢筋强度设计值：钢筋强度设计值：=1.15s返回返回欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计材料prEN 10138Part-2钢绞线钢绞线13种种Part-3钢丝钢丝4种种Part-4钢筋钢筋3种种预应力筋预应力筋返回返回欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计受弯和受压承载力设计根据弯矩和轴力的组合情况不同可

14、分为：根据弯矩和轴力的组合情况不同可分为：1无轴力或轴无轴力或轴力忽略不计力忽略不计时，可视为时，可视为受弯构件受弯构件2既有弯矩又既有弯矩又有轴力作用有轴力作用时，为偏心时，为偏心受力构件受力构件欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计bhAsfyAsMuzCdfcdfyAsxMufcdx0.51.050MPa501.050MPa90MPa200ckckckfff构件受弯承载力设计等效矩形应力分布等效矩形应力分布0.850MPa500.850MPa90MPa400ckckckfff欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计()cdsydssfx bA fA 构件受弯承载力设

15、计双向配筋构件双向配筋构件,受弯承载力：受弯承载力：()2EdRdcdssxMMfx b dAdd 欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计,max0.45C50/600.35C50/60cdydcdswcdydydfffxfdff构件受弯承载力设计最大和最小配筋率的要求最大和最小配筋率的要求欧洲规范欧洲规范最大和最小配筋率最大和最小配筋率2/3,minmin0.260.0780.0013sctmcktykykAffbdff欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计()EdRdcdsssydNNfx bAA f 构件偏心受压承载力设计()2222EdRdcdsydsshxhh

16、MMfx bA fdAd 欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计构件受压承载力设计1.0aaEdyEdzRdzRdyMMMM设计轴力下构件y方向可承受的弯矩Y方向设计弯矩欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计构件受剪承载力设计无腹筋无腹筋构件构件有腹筋有腹筋构件构件受剪承载力计算欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计1/3,1(100)Rd cRd clcpwckVCkfkb d无腹筋构件受剪承载力0VRd,cl,min1()Rd ccpwVvkb d欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计有腹筋构件受剪承载力梁的剪切裂缝梁的剪切裂缝简化模型简化模型欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计,cotswywdRd sA fzVs,maxEdEdtdMMFzz0.5(cotcot)tdEdFV有腹筋构件受剪承载力纵筋箍筋混凝土压杆,max12cot1 cotRdcwcdwVf b z 1cot2ck10.6 1250fvz欧洲混凝土结构设计方法混凝土结构设计混凝土结构设计dEdfFvhxsincosEdcdffvvfcotsfEdff