混凝土结构原理第3章按近似概率理论的极限状态设计法PPT文件格式下载.ppt

1、,2、作用效应、荷载效应,（1）作用效应：由作用引起的结构或构件的反应。（2）荷载效应：由于荷载的作用引起的结构或构件的反应。（举例说明）,一、结构上的作用,3、荷载的分类,又称恒荷载，在结构设计使用期间，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略的荷载，如结构的自重、土压力，固定设备等；,又称活荷载，在结构设计使用期间其值随时间而变化，如楼面堆放荷载、吊车荷载、静水压力、风荷载、雪荷载等；,在结构设计基准期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载，如爆炸力、撞击力等；,荷载标准值是荷载的基本代表值。指结构构件在使用期间的正常情况下可能出现的最大荷载值，采用数理统计的方法确定

2、的具有一定概率的最大荷载值称为荷载的标准值Sk。,可变荷载的最大值并非长期作用于结构之上，在考虑荷载长期效应组合时，应对其标准值进行折减。荷载的准永久值指可变荷载在结构设计基准期内经常作用的那部分荷载。q准永久值系数,4、荷载的代表值,当结构构件承受两种或两种以上的可变荷载时，各种可变荷载不可能同时以其最大值（标准值）出现，除一个主要可变荷载外，其余可变荷载应在标准值上乘以小于1的组合系数对可变荷载标准值进行折减。,对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值,（4）荷载频遇值,二、结构的功能要求,1、结构的安全等级（1）确定原则：根据破坏后果的严重性

3、；（2）等级标准：表3-1。,2、设计使用年限：设计规定的一个时期。在该时间内，建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下不需要进行大修就能按其预定目的使用。,（1）结构的安全性：在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；在设计规定的偶然试件发生时及发生后，仍然能保持必要的整体稳定性。（2）结构的适用性：结构在正常使用时具有良好的工作性能。（3）结构的耐久性：结构在正常的维护下具有足够的耐久性。（即结构能正常使用到规定的设计使用年限）。它根据环境类别和设计使用年限进行设计。,3、结构的功能要求,三、结构的功能极限状态,1、极限状态的一般定义,能完成预定的各项功能时，结构处于有效状态；反

4、之，则处于失效状态，有效状态和失效状态的分界，称为极限状态，是结构开始失效的标志。,结构或构件不能满足某一功能要求的特定状态。,结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。,2、承载力能力极限状态 Ultimate Limit State,结构或构件达到影响正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态。,3、正常使用极限状态 Serviceability Limit State,四、极限状态方程,1、结构的功能函数,1、结构的可靠性与可靠度,结构的可靠性 reliability 可靠性安全性、适用性和耐久性的总称 指结构在规定的使用期限内，在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用

5、和维护），完成预定结构功能的能力。,结构的可靠度 指结构在规定的使用期限内，在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定结构功能的概率。,3.2 按近似概率的极限状态设计方法,2、可靠概率、失效概率、可靠指标,pf=P（Z0）=P（R S）,3、目标可靠指标与结构的安全等级,设计结构时预先设定结构的失效概率，其对应了一定的可靠指标目标可靠指标。,（1）目标可靠指标,（2）结构安全级别,3.3 实用设计表达式,1、分项系数,（2）可靠性的评价包含在三类分项系数之中，即 结构构件重要性系数0；荷载分项系数G、Q；材料分项系数s、C；,（1）引入分项系数的原因：利用积分求解失效概率

6、困难、计算可靠指标麻烦且不便工程师设计。,（3）分项系数的确定原则：由实用设计表达式求得的可靠指标满足目标可靠指标的要求。,2、荷载设计值与荷载分项系数,结构构件设计时，实际荷载可能大于标准值，须乘以放大系数分项系数（G、Q）,3、材料强度设计指标的取值,（1）混凝土的强度设计指标,混凝土立方体抗压强度标准值fcuk,混凝土设计值,混凝土强度分项系数为1.4,（2）钢筋强度设计指标,钢筋强度标准值,热轧钢筋抗拉强度标准值用fyk表示。规范取国家冶金局标准规定的钢筋出厂检验的废品限值作为钢筋强度的标准值，其保证率大于95%。预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值根据极限抗拉强度确定，用fpt

7、k表示。,钢筋强度设计值,钢筋强度分项系数见表3-4,两种荷载效应组合：1、基本组合,二、承载能力极限状态设计表达式,（1）由可变荷载效应控制的组合,（2）由永久荷载效应控制的组合,按正常使用极限状态设计时，变形过大或裂缝过宽虽影响正常使用，但危害程度不及承载力引起的结构破坏造成的损失那么大，所以可适当降低对可靠度的要求。材料强度、荷载均采用其标准值，即分项系数一律取为1.0，重要性系数也取为1.0。,荷载的短期组合：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。,三、正常使用极限状态设计表达式,荷载的长期组合：持久状况下，可变荷载中长期作用的那部分荷载（即荷载的准永久值）的效应与永久荷载的效应的组合。,荷载的频遇组合：当一个极限被超越时，将产生局部损害的、较大变形或短暂振动的情况。,结构构件设计的一般内容,1、确定计算简图；2、用力学方法进行荷载效应计算SGK，SQK；3、利用荷载效应组合公式进行组合，得到S4、根据0S R进行构件设计（确定配筋等）。构件抗力R按相应公式进行抗力计算；5、进行构件变形和裂缝控制等级进行验算。,