外文翻译
英文原文
3.2 Limit State Design
Limit state design requires the structure to satisfy two principal criteria:
ultimate limit state
serviceability limit
3.2.1 Ultimate Limit State
To satisfy the ultimate limit state , the structure must not collapse when subjected to the peak design load. A structure is deemed to satisfy the ultimate limit state criteria if all design values of load effect combination, such as the combination of bending, shear and tensile or compressive stresses, are below the design values of bearing capacity calculated for the section under consideration. The ultimate limit state criteria can also be set in terms of stress rather than load. Thus the structural element being analysed ( e. g. , a beam or a column or other load bearing element, such as walls) is shown to be safe if it satisfies the ultimate limit state criteria.
3.2.2 Serviceability Limit State
To satisfy the serviceability limit state criteria, a structure must remain functional and must not cause occupant discomfortable under routine conditions. A structure is deemed to satisfy the serviceability limit state when the constituent elements do not deflect by more than certain limits laid down in the building codes, the floors fall within predetermined vibration criteria, and crack widths in concrete are kept below specified dimensions. A structure where the serviceability requirements are not met, e. g. , the beams deflect by more than the serviceability limit, will not necessarily fail structurally. The purpose of the serviceability limit requirements is to ensure that people in the structure are not unnerved by large deflections of the floor, vibration caused by walking, sickened by excessive swaying of the building during high winds. And to keep beam deflections low enough to ensure that brittle finishes on the ceiling above do not crack.
3.2.3 Characteristic Loads
Buildings will be subjected to loads from various sources. The principal ones can be classified as dead load, live load and wind load .In some cases structrres may be subjected to other loads, such as those due to earthquakes or pressures from retained material. The expected maximum magnitude of each is referred to as the characteristic load.
Dead loads are those due to the self weight of the structure and any permanent fittings and finishes; their magnitude can be estimated on the basis of material densities and component sizes.
Live loads are those associated with occupation and use of the building. Personnel, storage, furniture all constitute loads under this heading. The magnitude of such loads cannot be quantified with any precision and it is therefore necessary to make some allowance based upon the type of activity to be performed within the building.
The magnitude of wind loads is closely related to wind speed but also depends upon a number of factors associated with the shape and dimensions of the building and its local environment.The design wind speed represents the maximum likely speed at a particular geographical location and is based upon statistical data. This may be modified if ,for instance ,the building site is particularly sheltered, such as may be the case in a city centre, or exposed ,such as on the coast. The effect of this wind condition in terms of forces on the structure in related to the building geometry and is expressed as wind pressure coefficients for the walls and roof.
3.2.4 Partial Safety Factors
The characteristic\normal values of loads anr based on statistical data .It is assumed that in ninety-five percent cases the characteristic loads will not be exceeded during the life of the structures (Figure3.4). However, structures are also subjected to overloading . Hence , structures should be designed with loads obtained by multiplying the characteristic loads with suitable factors of safety depending on the nature of loads or their combinations, and the limit state being considered. These factors of safety for loads are termed as partial safety factors for loads .Thus, the design loads are calculated as
Similarly, the characteristic strength of a material obtained from the statistical approach is the strength of that material below which not more than five percent of the test results are expected to fall(see Figure 3.4). However, such characteristic strengths may differ from sample to sample also .Accordingly, the design strength is calculated by dividing the characteristic strength by the partial safety factor for the material, where RM depends on the material and the limit state being considered.
GB50010-2002 states that RM for concrete and steel reinforcement should be taken as 1.4 and 1.1 ,respectively. However,when assessing the deflection, the material properties such as compressive strength should be taken as those associated with the characteristic strength of the material .It is worth mentioning than that of concrete(1.4)because the sttel for reinforcement is produced in steel plants and commercially available in specific diameters with expected better quality control than that of concrete.
3.2.5 Limit State Design
The limit state design approach uses two factors --one applied to the load and one applied to the resistance or strength property --that permits a more consistent treatment of safety across a broader range of design conditions.
Figure 3.4 shows that, for a given hazard condition and given material, increasing the partial safety factor for load and\or decreasing the level of safety.Figure 3.4 depicts the variable nature of building loads and resistance and the safety margin relative to design loads and nominal resistance.
For ultimate limit state
全文共19534字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
3.2极限状态设计
极限状态设计是指结构中使用的设计方法限制状态是一组性能标准（例如振动水平，
偏转，强度，稳定性，屈曲，扭曲，倒塌）当结构受到负载时。 极限状态设计只需要应用统计资料来确定所需的安全等级设计过程。
极限状态设计要求结构满足两个主要标准：最终极限状态和适用性极限。
3.2.1 承载能力极限状态
为满足承载能力极限状态，结构不破坏时的峰值负载设计。结构被视为符合标准，如果极限状态荷载效应组合设计值，如弯曲的组合，剪切和拉伸或压缩应力，在承载力计算所考虑的截面的设计值。极限状态的标准，也可以设置在应力比负荷。这样的结构的元分析（例如，梁、柱等承重构件，如墙）被证明是安全的如果它满足极限状态的标准
3.2.2 正常使用极限状态
为了满足正常使用极限状态的标准，结构必须保持功能，不能在常规条件下引起乘员不适。结构被视为满足正常使用极限状态时的构成要素不偏离超过一定范围内的建筑规范规定，地板落在预定的振动准则，并在混凝土裂缝宽度保持低于指定的尺寸。一个结构的适用性要求没有得到满足，例如，光束偏转超过极限，也不一定会失败的结构。的极限要求的目的是确保在结构的人不由地大挠度引起的不安，行走振动，通过在高风的建设过度摇摆生病。梁的挠度和保持足够低，以确保脆完成在天花板上面不裂。
3.2.3 荷载标准值
建筑将受到来自各种来源的负载。主要的因素可分为恒载，活载和风荷载。在某些情况下结构可能会受到其他荷载，如地震或保留的材料的压力。每个预期的最大值，称为负载特性。
静荷载是由于结构的自重和任何永久设备和完成；它们的大小可以是对材料的密度和大小的基础上估计。活荷载是那些占用相关建设。人员，存储，家具都是负载在这个标题下。这样的负载的大小不能量化以任意精度，根据是建筑物内进行活动的类型进行补贴是必要的。
风荷载的幅度是密切相关的风的速度还取决于许多的建筑与当地环境的形状和尺寸的相关因素。设计风速的最大可能的速度在一个特定的地理位置和基于统计数据。这可能被修改，如果，例如，网站建设是特别保护，如在城市中心，是的情况下或暴露的，如在海岸。这风条件在结构上的力在建筑物的几何形状相关术语的作用，表示为墙体和屋面风压系数。
3.2.4 部分安全因素
特征正常负荷值在统计数据的基础上的。它是假定百分之九十五例特征载荷时不得超过结构的寿命（表3.4）。然而，结构也进行超载。因此，结构设计应具有的特征荷载的安全取决于负载或它们的组合的本质因素相乘得出合适的负载，和极限状态考虑。这些安全系数荷载称为荷载分项系数。因此荷载设计值计算如下
因此，设计荷载计算一样，从统计方法获得的特性的材料的强度，材料在不超过百分之五的测试结果预计将下降的强度（见图3.4）。窗体顶端
这样的特征强度也可能不同。因此，通过将特征强度除以材料的部分安全系数（）来计算设计强度，其中取决于材料和所考虑的极限状态。 因此:
GB 50010-2002规定，混凝土和钢筋混凝土的应分别为1. 4和1. 1。 然而，当评估挠曲时，材料性能如抗压强度应该被认为是与材料的特征强度相关的材料。 值得一提的是，钢筋（1.1）的部分安全系数比混凝土的要低（1.4），因为钢筋钢筋是在钢铁厂生产的，具有特定直径的市售产品，预期质量控制要比具体低。
3.2.5极限状态设计方法
极限状态设计方法使用两个因素——一个适用于负载和一个应用于电阻或强度特性——允许在更广泛的设计条件，安全更一致的处理. 图3.4显示，对于一个给定的危险条件和给定的材料，增加荷载分项系数和\或降低安全水平。图3.4描述了建筑荷载和抗力变量的性质和安全边际相对设计载荷和额定电阻。
承载能力极限状态，弯矩，剪力的电阻，轴向推力，扭矩在每一段不应小于相应的值，部分由于对结构设计荷载最不利组合。这是设计电阻＜＝设计荷载组合。
此外，该结构的结构或部分应评估一个或更多的关键部分，由于弹性或塑性屈曲考虑摇摆或倾覆失稳破裂的影响。
对于正常使用极限状态的标准组合，频组合和荷载准永久组合分别采用。裂缝宽度和变形计算应不超过相应的规定限值。
Chaper 4. 钢筋混凝土结构
4.1. 受弯构件正截面性能
介绍
普通混凝土梁的受弯构件是无效的因为在弯曲抗拉强度为抗压强度的一小部分。作为一个结果，例如梁的失败在张力侧在低负荷长在压缩的混凝土的强度得到充分利用。为此，钢筋放置在张力侧接近极端紧张的纤维。在这样一个钢筋混凝土梁，由弯矩引起的拉力是由钢筋混凝土主要的抵制，而仅仅是通常能够抵御相应的压缩。这种联合行动的两种材料是保证，如果发生相对滑移。这是通过使用变形钢筋的粘结强度高的钢-混凝土界面，实现了和，如果需要，由特别锚固端的钢筋。
4.1.2钢筋混凝土的行为
1. 适筋
当钢筋相对温和的量使用，在一些负载的钢产量将达到一点价值。在应力（屈服点），增强突然产生和延伸量大，在混凝土扩大明显，向上传播的张力裂缝，梁挠度的同时显著。当这种情况发生时，应在混凝土的增加的剩余压缩带到这种程度，破碎的混凝土是在负载仅稍大于所引起的钢产量。有效，因此，在钢的屈服点确定承载力达到适度的钢筋混凝土梁。这种屈服破坏是渐进的和前面的窘迫可见的标记，如延长裂缝和挠度明显增加。
2.超筋
另一方面，如果大量的加固或正常的高强度钢的大量采用，混凝土的抗压强度可排钢开始前屈服。混凝土的失败 是由破碎时，菌株变得如此之大，他们破坏了混凝土的完整性。压缩破坏通过混凝土破碎是突然的，几乎是爆炸性的，并没有出现警告。出于这个原因，它是很好的做法尺寸梁以这样的方式，他们应该被重载，失败会发起的钢的屈服而不是由破碎的混凝土。
3. 少筋
在轻轻钢筋混凝土梁可能出现另一个失败模式。如果开裂截面的抗弯强度小于产生的先前未开裂截面开裂弯矩，梁将不能立即、无痛苦的在第一弯曲裂纹的形成的警告
4.1.3 钢筋混凝土梁的设计
1. 单筋矩形梁的强度设计在抗弯设计的基本假设
(1) 垂直于平面弯曲，弯曲前保持平面的轴段弯曲后。
这种假设使得对构件截面不翘曲由于施加的载荷。它还意味着在截面上任意点的应变是成正比的中性轴的距离
(2) 钢筋的应变和相同位置处混凝土的应变相同----假定混凝土与钢筋之间粘结可靠
(3) 混凝土被假定为失败时的压应变达到0.0033。
这是一个明确的极限应变的混凝土在弯曲压缩以后，混凝土作为达到崩溃的状态。很显然，所规定的极限应变0.0033，并不取决于混凝土的强度。
(4)混凝土受压时的应力-应变关系像抛物线。
(5) 混凝土的抗拉强度被忽略。
混凝土具有一定的抗拉强度（很小但不为零）。然而，这是被忽略的抗拉强度和钢筋的抗拉应力的假设，认为拉区混凝土开裂并退出工作。然而，混凝土的抗拉强度是考虑到检查挠度和裂缝宽度在正常使用极限状态。
- 设计应力的钢筋是来自代表的应力-应变曲线，钢筋的应力-应变关系最大应变在受拉钢筋的截面在0.01失败。
这个假设保证延性破坏，受拉钢筋的非弹性变形进行一定程度的混凝土在压缩之前失败。在加载的钢筋混凝土梁的破坏，在梁的应变分布的深度被假定为线性。在以上的中性轴的形状的混凝土应力分布是抛物线。
等效矩形应力分布已被设计代码，简化了计算精度的损失不大了。它是假定在失败的受拉钢筋的产生，最大压应变为0.0033。的等效均匀压应力的强度和深度是很容易计算的两个条件：（1）总的压缩力，和（2）的位置，即，从顶部的光纤距离，必须是相同的等效矩形在理想化的应力分布。
等效矩形应力分布可用于导出梁的极限强度设计方程。对于一个单独的钢筋混凝土矩形梁的弯矩承载力设计的基本方程可根据力平衡和力矩平衡建立
对加固梁的适量钢SS＝FY
2. 平衡应变条件
是否钢筋屈服破坏可以通过比较实际相对混凝土受压区高度，确定，与平衡相对混凝土受压区高度，使钢产量表示在相同的负载相对。一个平衡的相对混凝土受压区高度产生一个平衡的应变条件下可以建立的条件下，在平衡的破坏，钢应变相等的屈服应变时的混凝土应变同时达到破碎应变。
可以看出，相对混凝土受压区高度对材料性能的关系。然后从平衡要求C＝T，从中可以推导出的平衡配筋率。为了确保一个温和的钢筋受拉钢筋的韧性和屈服梁，设计规范GB50010-2002界限相对受压区高度钢筋或混凝土量以防止延性行为：
为了确保对由于缺乏适当的加固突发故障，下限可以建立等同的开裂弯矩计算出相应的素混凝土梁的开裂截面强度配筋率。允许的最小配筋率高是由设计规范GB50010-2002给出。
4.1.4 双筋矩形截面受弯构件
截面的弯矩较大，
如果一个梁横截面是因为建筑或其他考虑，使混凝土的发展不能要求抵制了弯矩的压缩力有限；梁截面的交替进行正、负弯矩钢筋应加在梁。在有些情况下，压缩加固用于其他比强度的原因。人们已经发现，在某些情况下，一些夹杂物，钢筋也会被放置在压缩区配箍支撑杆连续贯穿梁的跨度。
4.1.5 T 梁
与预制系统异常，钢筋混凝土楼板，屋顶，甲板，等，几乎都是单片。
图4.7显示了一个钢筋混凝土楼盖体系。1-1跨中承受正弯矩。该板的一部分将与梁上部抗纵向压缩。由此产生的光束截面为T形而非矩形板形式。梁翼缘，而光束投射在下面板坯的部分形成网络。第2-2支撑承受负弯矩，板坯在张力和忽视，和波束宽度的网页。
1. 有效翼缘宽度
如图4.8所示，压应力，在一个T形截面，在相邻的束点最大值约在一个抛物线形式为零，从梁面距离的减小。应力也不同垂直于带翼缘的顶部纤维最高到最低限度，在带翼缘的下纤维。为简化的一种手段，而不是从Web的距离不同，受力均匀的有效翼缘宽度可以假定。
有效宽度主要取决于梁的跨度和板上的相对厚度
2. 承载力分析
中性轴T梁也许是带翼缘两种之一（I型T段）（II型T段），这取决于配筋率，拉伸钢筋的数量，和材料强度。如果计算中性轴深度小于或等于板厚度，如图4.9，梁会被分析作矩形梁，其宽度等于有效带翼缘的宽度，如图4.10。之后要求进行T梁分析。
有计算设备，它可以简单的分为两部分，第一部分AS1代表钢筋面积，其FY要求与矩形部分的平衡纵向力系数一致。另一方面AS2=Ast-As1，其FY与翼缘部分纵向力平衡。
4.1.6 截面尺寸和配筋构造
- 混凝土保护层厚度
提供足够的钢混凝土防火保护和腐蚀，混凝土保护层的钢的外表面在特定的最小厚度必须保持。厚度的要求会有所不同，这取决于暴露的成员和条件类型。现浇混凝土，表面不直接接触地面或天气混凝土保护不应小于15毫米和25毫米的楼板和墙壁，梁、柱。如果混凝土表面被暴露在恶劣天气或与地面接触，保护覆盖至少20毫米的砖和墙的要求，和30毫米的梁、柱
一类环境中梁、板的混凝土保护层厚度一般取为：混凝土强度等级le;C20时，梁30mm，板20mm；混凝土强度等级ge;C25时，梁25mm，板15mm
2. 混凝土配比。
钢筋混凝土梁可以宽浅，或相对窄而深。最大实体经济的考虑，通常会导致束深度H在约2至3.5的范围内的比例（或2.5至4倍的宽度B T梁）
梁适宜的截面高宽比h/b，矩形截面为2～3.5，T形截面为2.5～4。
为了简化施工，从而降低成本，梁高度H总是向上舍入到下一个更高的50mm当H小于或等于800mm，和下一个更高的100mm当H是大于800mm。
梁的截面高度h一般可取250、300、800、900、1000㎜等，hle;800mm时以50mm为模数，h＞800mm时以100mm为模数
矩形梁的截面宽度和T形截面的肋宽b宜采用100、120、150、180、200、220、250mm，大于250mm时以50mm为模数。
3. 梁纵向受力钢筋的常用直径
要保持相邻杆之间一定的最小距离，保证混凝土的妥善安置。受拉钢筋的最小间距必须足以让周围的钢筋混凝土全部合并。的最小水平间距平行拉伸杆之间有一层不应小于25mm或1
杆直径。相邻的压杆之间的净距应不小于30mm或1.5杆直径。以较大者为准。
当平行加固是放置在两个或更多层，设计规范要求，纵向钢筋应有明确的垂直间距不小于25mm或1.5杆的直径，并在上层的钢筋应直接放置高于底层。 钢筋直径不应小于10mm时的梁深度大于或等于300mm，或8mm时的梁深度小于300mm。直径：当h＜300mm时，dge;8mm；当hge;300mm时，dge;10mm。至少有2条要跨越整个梁的长度时的光束宽度大于或等于100mm，或至少1条当光束宽度小于100mm。
梁中受拉钢筋的根数不应少于2根如果梁的腹板深度大，大于450mm。，附加钢筋应放在侧面的裂缝控制。额部皮肤加固加不少于0.1%的Web横截面积和皮肤的钢筋间距不超过200
4.2钢筋混凝土梁的斜拉和斜拉
钢筋混凝土的剪切破坏，更恰当地称为对角线的失败，比受弯破坏更危险，因为其灾难性的灾难性的性
全文共5763字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[144551]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
