混凝土结构基本原理

结构的功能要求：①安全性——在正常施工和使用下保持整体稳定，偶然事件后仍有适当承载力；②适用性——变形、裂缝等不超过限值；③耐久性——预定年限内维持性能。

极限状态：结构或构件达到不能继续承载或正常使用的特定状态。分为承载能力极限状态（ULS）和正常使用极限状态（SLS）。

承载能力极限状态：包括强度破坏（弯、剪、压、扭等）、失稳、转换、疲劳破坏及过度变形导致失效。设计表达式：$\gamma_0 S \leq R$。

正常使用极限状态：控制变形（挠度）、裂缝宽度、振动等不影响正常使用的状态。验算时通常采用标准组合或准永久组合，分项系数取 1.0。

结构重要性系数 $\gamma_0$：一般结构 1.0；重要结构 1.1；次要结构 0.9。反映破坏后果严重程度。

作用（荷载）：结构上的各种外界因素。按时间变异：永久作用（$G$）、可变作用（$Q$）、偶然作用（$A$）。

作用效应 $S$：作用引起的内力、变形等（如 $M$、$V$、$N$、挠度）。结构抗力 $R$：结构抵抗作用效应的能力（如受弯、受剪承载力）。

荷载效应组合：基本组合（承载能力极限状态）$\gamma_G S_{Gk} + \gamma_Q S_{Qk}$；标准组合（正常使用）$S_{Gk} + S_{Qk}$；准永久组合 $S_{Gk} + \psi_q S_{Qk}$。

永久荷载分项系数 $\gamma_G$：效应对结构不利时 1.2（或 1.35），有利时 ≤1.0；可变荷载分项系数 $\gamma_Q = 1.4$（一般情况）。

抗力 $R$ 取决于材料强度（$f_c$、$f_y$）、截面尺寸、配筋及计算假定。承载力计算即求 $R$ 并与 $S$ 比较。