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,1,2,3,1951年4月18日:欧洲煤钢共同体的条约(法国、联邦德国、意大利、荷兰、比利时和卢森堡),欧洲标准化委员会(CEN),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,1957年3月25日:罗马条约,基本出发点是“消除分裂欧洲的壁垒”，并“通过共同贸易政策”，“为逐步废止国际交换的限制做出贡献”。,1961年:欧洲标准化委员会(CEN),1976年:欧洲电工标准化委员会(CENELEC),欧洲混凝土结构设计方法,1975年，欧共体委员会

2、根据协议的第95条款，决定建立一整套用于房屋建筑、土木工程中结构和土工设计的标准1980年，成员国代表组成的指导委员会完成了第一代的欧洲规范1989年，将欧洲规范的编制与出版工作转交CEN，具体由技术委员会CEN/TC-250负责管理。之后完成欧洲试行规范ENV1991-ENV1999,欧洲规范的背景,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,EN1990 欧洲规范 0：结构设计基础EN1991 欧洲规范 1：结构上的作用EN1992 欧洲规范 2：混凝土结构设计EN1993 欧洲规范 3：钢结构设计EN1994 欧洲规范 4：钢-混凝土组合结构设计EN19

3、95 欧洲规范 5：木结构设计EN1996 欧洲规范 6：砌体结构设计EN1997 欧洲规范 7：土工设计EN1998 欧洲规范 8：结构抗震设计EN1999 欧洲规范 9：铝合金结构设计,欧洲规范EN1990 EN1999,欧洲规范的编写背景和构成,欧洲混凝土结构设计方法,EN1990 EN1999的关系,欧洲规范的编写背景和构成,欧洲混凝土结构设计方法,一旦采用具有与国家标准同等的地位执行欧洲规范国家的标准应包括欧洲规范的全文（包括所有附录），可以在前面附以国家标题页和前言，后面附以国家附录国家附录（仅国家参数）欧洲规范给出的可供选择的值或等级国家的专用数据（地理，气候等）欧洲规范给出的可

4、供选择的方法,欧洲规范的地位和使用,欧洲规范的编写背景和构成,返回,欧洲混凝土结构设计方法,欧洲规范设计体系,欧洲混凝土结构设计方法,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,返回,欧洲混凝土结构设计方法,欧洲规范设计体系,极限状态,承载能力极限状态,正常使用极限状态,极限状态,欧洲混凝土结构设计方法,EQU极限状态,承载能力极限状态,STR极限状态,GEO极限状态,FAT极限状态,极限状态,返回,欧洲混凝土结构设计方法,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,不可逆（首次超越）,可逆,返回

5、,欧洲混凝土结构设计方法,欧洲规范设计体系,荷载组合与设计表达式,承载能力极限状态荷载组合,正常使用极限状态荷载组合,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,持久设计状况或短暂设计状况的作用组合,1,EN1990给出可选组合，为下面两式效应的不利者,偶然设计状况的作用组合,2,地震设计状况的作用组合,3,欧洲混凝土结构设计方法,承载能力极限状态荷载组合,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,欧洲混凝土结构设计方法,承载能力极限状态荷载分项系数,返回,欧洲混凝土结构设计

6、方法,使用极限状态荷载组合,特征组合,频遇组合,准永久组合,1,2,3,组合值,频遇值,用以验证可逆的使用极限状态。,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。,准永久组合,3,准永久值,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,材料,混凝土强度等级150mm 150mm 150mm 150mm 300mmC30/37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37mPa。,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,材料,抗压强度特征值和设计值(mPa),强度

7、设计值,表中混凝土抗压强度设计值计算时取,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,材料,抗拉强度特征值和设计值(mPa),抗拉强度特征值,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,材料,弹性模量(10000N/mm2),泊松比、剪变模量,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,混凝土收缩总收缩应变按下式计算：干缩应变自收缩应变,混凝土徐变 混凝土徐变系数终极值 考虑非线性徐变的方法,材料,一般计算方法（图解法）,混凝土强度等级,理论厚度=2A/u,加载龄期,徐变系数,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,材料,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

8、凝土结构设计方法,混凝土结构设计,材料,普通钢筋强度和延性,欧洲规范规定的钢筋特性,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,材料,普通钢筋强度,钢筋强度设计值：,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,材料,预应力筋,返回,欧洲混凝土结构设计方法,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分为：,1,无轴力或轴力忽略不计时，可视为受弯构件,2,既有弯矩又有轴力作用时，为偏心受力构件,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,构件受弯承载力设计,等效矩形应力分布,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,构件受弯承载力设计,双向配筋构件,受弯承载力：,欧洲混凝土结构设

9、计方法,混凝土结构设计,构件受弯承载力设计,最大和最小配筋率的要求,欧洲规范最大和最小配筋率,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,构件偏心受压承载力设计,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,构件受压承载力设计,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,构件受剪承载力设计,无腹筋构件,有腹筋构件,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,无腹筋构件受剪承载力,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,有腹筋构件受剪承载力,梁的剪切裂缝,简化模型,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,有腹筋构件受剪承载力,欧洲混凝土结构设计方法

10、,混凝土结构设计,有腹筋构件受剪承载力,翼缘受压时,翼缘受拉时,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,构件受剪承载力设计,构造要求（最小截面尺寸和最大配箍率）,欧洲规范箍筋的最大和最小配筋率,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,构件受剪承载力设计,构造要求,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,构件受扭承载力设计,闭合薄壁截面模型,壁厚,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,构件受扭承载力设计,变角空间桁架模型,纵向钢筋截面面积：,箍筋面积：,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,构件受扭承载力设计,弯矩、剪力和扭矩共同作用下的构件，分别计算其需要的钢筋,欧洲规范分别计算抗扭和抗剪

11、箍筋的截面面积,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,构件受扭承载力设计,构造要求,截面控制条件,防止超筋破坏，控制截面尺寸不能过小：,按构造配筋的条件,防止脆性破坏，按构造要求配置钢筋：,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,裂缝控制,变形控制,使用极限状态设计,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,裂缝控制方法,控制最小钢筋面积,限制应力,不直接进行计算的裂缝控制,直接进行裂缝宽度计算的裂缝控制,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,最小钢筋面积,有粘结钢筋最小面积应满足下式要求：,考虑不均匀自平衡应力影响的系数,即将开裂

12、截面内考虑应力分布特性和力臂变化的系数,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,限制混凝土应力,在荷载特征组合下，对暴露等级为XD、XF和XS的地区，不超过,准永久荷载下混凝土的应力小于 时，认为徐变是线性的。当混凝土应力大于 时，应考虑非线性徐变。,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,限制钢筋应力,在特征组合荷载下，不超过,如果应力是由外加变形引起的，拉应力不超过,预应力筋的平均应力不超过,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,不直接进行计算的裂缝控制,其中一个满足即可,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用

13、极限状态设计,裂缝宽度计算,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,裂缝宽度限值,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,变形控制方法,不直接进行计算的变形控制,直接进行计算的变形控制,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,限值跨高比,根据开裂截面钢筋应力310mPa，当使用其它应力时，应乘以,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,限值跨高比,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,使用极限状态设计,变形计算,构件任意截面的曲率与变形的关系,假定将结构构件分为4段，则有变形方程组,欧洲混凝土结构设计方法,混

14、凝土结构设计,使用极限状态设计,变形计算,未开裂截面曲率,开裂截面曲率,等效曲率,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,预应力构件设计,应力控制,欧洲规范规定，张拉预应力筋时施加于钢筋的力不超过,混凝土压应力限值,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,欧洲规范预应力损失组合,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,预应力构件设计,预应力损失计算（瞬时损失）,摩擦损失,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,预应力构件设计,预应力损失计算（瞬时损失）,返回,混凝土弹性变形,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,预应力构件设计,预应力损失计算（瞬时损失）,锚具滑移,返回,欧洲混凝

15、土结构设计方法,混凝土结构设计,预应力构件设计,预应力损失计算（瞬时损失）,预应力筋松弛,1级,2级,3级,欧洲规范定义了下面三个等级的应力松弛：1级钢丝或钢绞线普通预应力筋；2级钢丝或钢绞线低松弛预应力筋；3级热轧和热处理钢筋。,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,预应力构件设计,预应力损失计算（时变损失）,永久荷载作用下，预应力时变损失,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,混凝土耐久性设计,混凝土结构耐久性问题,外界因素,内在因素,物理、化学、生物,混凝土性能随时间的劣化,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,混凝土耐久性设计,耐久性设计,混凝土配合比,混凝土保护层厚

16、度,划分环境类别和等级,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,混凝土耐久性设计,混凝土结构设计规范进行耐久性规定时首先对混凝土结构的使用环境进行分类。,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,混凝土耐久性设计,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,混凝土耐久性设计,使用年限50年时要求的混凝土组成和性能限值,耐久性对混凝土材料的要求,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,混凝土耐久性设计,耐久性对混凝土材料的要求,使用年限50年时最大氯离子含量限值,返回,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,混凝土耐久性设计,满足粘结和环境要求的最小混凝土保护层厚度,混凝土保护层厚度,粘结要求的最小保护层厚度,环境条件规定的最小保护层厚度,采用其它保护措施时减小的保护层厚度,附加安全厚度,采用不锈钢时减小的保护层厚度,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,混凝土耐久性设计,耐久性要求的最小保护层厚度,混凝土保护层厚度,增大,建议结构基本等级为4,欧洲混凝土结构设计方法,混凝土结构设计,混凝土耐久性设计,结构等级调整,结构等级提高或降低,欧洲混凝土结构设计方法,