結(jié)構(gòu)可靠性

1、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,第 2 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,教材作者：梁興文課件制作：謝啟芳課件審查：李曉文,,,本章主要內(nèi)容與重點(diǎn),主要內(nèi)容：,結(jié)構(gòu)可靠度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法荷載和材料強(qiáng)度的取值概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,重點(diǎn)：,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,結(jié)構(gòu)可靠度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法荷載和材料強(qiáng)度的取值概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.1 結(jié)構(gòu)可靠度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,1 結(jié)構(gòu)上的作用(action)和作

2、用效應(yīng)(effect of an action),結(jié)構(gòu)上的作用是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，以及引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因（地震、基礎(chǔ)差異沉降、溫度變化、混凝土收縮等）。,（1）按隨時(shí)間的變異可分為三類：,永久作用,可變作用,偶然作用,結(jié)構(gòu)上的作用可按下列性質(zhì)分類：,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其量值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的作用。,如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力、地基沉降、焊接等。,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其量值隨時(shí)間變化，且其變

3、化與平均值相比不可忽略的作用。,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用。,如樓面活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、溫度變化等。,如爆炸力、撞擊力、罕遇的地震等。,——,——,——,——,——,——,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.1 結(jié)構(gòu)可靠度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,（2）按隨空間位置的變異可分為二類：,固定作用,自由作用,1 結(jié)構(gòu)上的作用(action)和作用效應(yīng)(effect of an action),

4、在結(jié)構(gòu)上具有固定分布的作用。其特點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的空間位置固定不變，但其量值可能具有隨機(jī)性。,在結(jié)構(gòu)上一定范圍內(nèi)可以任意分布的作用。,如房屋建筑樓面上位置固定的設(shè)備荷載、屋蓋上的水箱等。,如樓面的人員荷載、吊車荷載等。,——,——,——,——,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.1 結(jié)構(gòu)可靠度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,靜態(tài)作用,動(dòng)態(tài)作用,（3）按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點(diǎn)可分為二類：,上述各種作用作用在結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，由此在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力和變形（如軸力

5、、剪力、彎矩以及撓度、轉(zhuǎn)角和裂縫等）稱為作用效應(yīng)。,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度可以忽略不計(jì)的作用。,使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度不可忽略不計(jì)的作用。在結(jié)構(gòu)分析時(shí)一般均應(yīng)考慮其動(dòng)力效應(yīng)。,如結(jié)構(gòu)自重、住宅或辦公樓的樓面活荷載,如吊車荷載、地震作用、大型動(dòng)力設(shè)備的作用、高聳結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載等。,——,——,——,——,1 結(jié)構(gòu)上的作用(action)和作用效應(yīng)(effect of an action),第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.1 結(jié)構(gòu)可靠度及結(jié)

6、構(gòu)設(shè)計(jì)方法,2 結(jié)構(gòu)抗力(resistance),結(jié)構(gòu)抗力是指整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)（即內(nèi)力和變形）的能力。,影響抗力的主要因素有：,材料性能的不確定性,幾何參數(shù)的不確定性,計(jì)算模式的不確定性,強(qiáng)度、變形模量等,——,構(gòu)件尺寸等,——,抗力計(jì)算所采用的基本假設(shè)和計(jì)算公式不夠精確等,——,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.1 結(jié)構(gòu)可靠度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,3 結(jié)構(gòu)可靠性(reliability)及可靠度(degree of r

7、eliability),結(jié)構(gòu)可靠性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。,結(jié)構(gòu)可靠度就是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。即結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量。,規(guī)定的時(shí)間是指設(shè)計(jì)使用年限。,規(guī)定的條件是指正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用的條件。,預(yù)定功能指滿足結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性要求。,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.1 結(jié)構(gòu)可靠度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,4 設(shè)計(jì)使用年限(design w

8、orking life)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（design reference period),設(shè)計(jì)使用年限是指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使用的時(shí)期，即結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下所應(yīng)達(dá)到的使用年限。,設(shè)計(jì)使用年限的概念不同于實(shí)際壽命、耐久年限或設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期?！督ㄖY(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了各類建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限。,設(shè)計(jì)使用年限分類,設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期指為確定可變作用及與時(shí)間有關(guān)的材料性能等取值而選用的時(shí)間參數(shù)?！督y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定設(shè)

9、計(jì)基準(zhǔn)期為50年。,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.1 結(jié)構(gòu)可靠度及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,5 結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)(safety class),結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果，即危及人的生命、造成的經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等的嚴(yán)重程度確定。,建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí),建筑物中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)宜與整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)相同，但允許對(duì)部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)其重要程度和綜合效益進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.1 結(jié)構(gòu)可靠度及結(jié)

10、構(gòu)設(shè)計(jì)方法,6 混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算方法(calculation method for design),容 許 應(yīng) 力 法：最早的計(jì)算理論，沿用彈性理論假設(shè)。,破 壞 階 段 法：與容許應(yīng)力法的主要區(qū)別是在考慮材料塑性性能,極 限 狀 態(tài) 設(shè) 計(jì) 法：明確規(guī)定結(jié)構(gòu)按三種極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，是工程,概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法：在極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基礎(chǔ)上考慮結(jié)構(gòu)的可靠,的基礎(chǔ)上，按破壞階段計(jì)算構(gòu)

11、件截面的承載能力。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的重大發(fā)展。,水準(zhǔn)Ⅰ — 半概率法,水準(zhǔn)Ⅱ — 近似概率法,水準(zhǔn)Ⅲ — 全概率法,概率，按發(fā)展階段，該法可分為三個(gè)水準(zhǔn)。,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.2 荷載和材料強(qiáng)度的取值,1 荷載的統(tǒng)計(jì)特性(statistical characteristic of a load),我國(guó)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的各種恒載、民用房屋樓面活荷載、風(fēng)荷載和雪荷載進(jìn)行了大量的調(diào)查和實(shí)測(cè)工作。對(duì)所取得的資料應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)方法處理后

12、，得到了這些荷載的概率分布統(tǒng)計(jì)參數(shù)。,永久荷載 —— 正態(tài)分布,可變荷載 ——,可變荷載隨時(shí)間的變異可統(tǒng)一用隨機(jī)過程來描述。對(duì)可變荷載隨機(jī)過程的樣本函數(shù)處理后可得到可變荷載在任意時(shí)點(diǎn)的概率分布和在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的最大值的概率分布。,—— 極值Ⅰ型分布,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.2 荷載和材料強(qiáng)度的取值,2 荷載標(biāo)準(zhǔn)值(characteristic value of a load),荷載標(biāo)準(zhǔn)值是建筑結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)采用的荷

13、載基本代表值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值可由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載概率分布的某一分位值確定，若為正態(tài)分布，則如圖中的 。,,,荷載標(biāo)準(zhǔn)值的概率含義,永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值——按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 規(guī)定的尺寸和材料容重平均值確定。,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，各類可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值及各種材料容重可由《荷載規(guī)范》查取。,可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值,樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值,風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值,雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值,,,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.2 荷載和材料強(qiáng)度的取值,3 材料強(qiáng)度的變異性及統(tǒng)計(jì)特性(v

14、ariability and statistical characteristic of material strength ),材料強(qiáng)度的變異性主要是指材質(zhì)以及工藝、加載、尺寸等因素引起的材料強(qiáng)度的不確定性。,鋼筋強(qiáng)度 —— 正態(tài)分布,混凝土強(qiáng)度 —— 正態(tài)分布,某鋼廠鋼材屈服強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)資料,某預(yù)制構(gòu)件廠對(duì)某工程所作使塊的統(tǒng)計(jì)資料,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.2 荷載和材料強(qiáng)度的取值,,,4 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(characte

15、ristic value of a material strength),鋼筋和混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)采用的材料強(qiáng)度基本代表值。材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)符合規(guī)定質(zhì)量的材料強(qiáng)度的概率分布的某一分位值確定。,材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的概率含義,鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,,具有95%保證率的強(qiáng)度值,具有不小于95%保證率的強(qiáng)度值,——,——,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,1 結(jié)構(gòu)的極限

16、狀態(tài)(limit state),整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)實(shí)質(zhì)上是區(qū)分結(jié)構(gòu)可靠與失效的界限。,極限狀態(tài)分為兩類：,承載能力極限狀態(tài),正常使用極限狀態(tài),——,安全性,——,適用性、耐久性,通常對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件先按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行承載能力計(jì)算，然后根據(jù)使用要求按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行變形、裂縫寬度或抗裂等驗(yàn)算。,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.3 概率極

17、限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,2 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況（design situation),建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)在施工和使用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分下列三種設(shè)計(jì)狀況：,持久狀況,短暫狀況,偶然狀況,在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的狀況,在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設(shè)計(jì)使用年限相比持續(xù)時(shí)間很短的狀況,在結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期很短的狀況,均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)；對(duì)偶然狀況，允許主要承重結(jié)構(gòu)因出現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件而

18、局部破壞，但其剩余部分具有在一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生連續(xù)倒塌的可靠度；對(duì)持久狀況，尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)；對(duì)短暫狀況，可根據(jù)需要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì),—,—,—,—,—,—,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,,,3 結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)(performance function)和極限狀態(tài)方程(limit state equation),按極限狀態(tài)方法設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要求所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有一定的預(yù)定功能，這可用包

19、括各有關(guān)變量在內(nèi)的結(jié)構(gòu)功能函數(shù)來表達(dá)，即,,——,極限狀態(tài)方程,當(dāng)功能函數(shù)中僅包括作用效應(yīng) 和結(jié)構(gòu)抗力 兩個(gè)基本變量時(shí)，可得,當(dāng) 時(shí)，,結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài),當(dāng) 時(shí)，,當(dāng) 時(shí)，,結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài),結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài),——,功能函數(shù),結(jié)構(gòu)所出的狀態(tài),第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,4 結(jié)構(gòu)的失效概率(prob

20、ability of failure),由于作用效應(yīng) 和結(jié)構(gòu)抗力 都是隨機(jī)變量或隨機(jī)過程，因此要絕對(duì)地保證 總是大于 是不可能的。,由圖可見，在多數(shù)情況下， 大于 。但是，由于 和 的離散性，在它們概率密度曲線的重疊區(qū)（陰影段內(nèi)）仍有可能出現(xiàn) 小于 的情況，這種可能性的大小用概率來表示就是失效概率 。,和 的概率密度曲線,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,

21、,,2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,當(dāng)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)中僅有兩個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)變量 和 ，且都服從正態(tài)分布時(shí)，功能函數(shù) 的概率密度曲線如圖所示。,功能函數(shù)的概率密度曲線,結(jié)構(gòu)的失效概率可直接通過 的概率（圖中陰影面積）來表達(dá)，即,4 結(jié)構(gòu)的失效概率(probability of failure),第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,5 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)(reliabil

22、ity index),令,則,由上式可見， 與 具有數(shù)值上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也具有與 相對(duì)應(yīng)的物理意義。 越大， 就越小，即結(jié)構(gòu)越可靠，故 稱為可靠指標(biāo)。,當(dāng)僅有作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力兩個(gè)基本變量且均按正態(tài)分布時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)可按上式計(jì)算；當(dāng)基本變量為非正態(tài)分布時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)應(yīng)以結(jié)構(gòu)構(gòu)件作用效應(yīng)和抗力當(dāng)量正態(tài)分布的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差按上式計(jì)算。,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.3 概

23、率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,6 一次二階矩法,當(dāng)功能函數(shù)包含多個(gè)正態(tài)或非正態(tài)變量、極限狀態(tài)方程為線形或非線形時(shí)，《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》采用一次二階矩法求解可靠指標(biāo)。,兩個(gè)基本變量時(shí)可靠指標(biāo)與極限狀態(tài)方程的關(guān)系,三個(gè)基本變量時(shí)可靠指標(biāo)與極限狀態(tài)方程的關(guān)系,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,7 設(shè)計(jì)可靠指標(biāo) (reliability index for design),設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的、作為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)所應(yīng)達(dá)到的可靠

24、指標(biāo)，稱為設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)，它是根據(jù)設(shè)計(jì)所要求達(dá)到的結(jié)構(gòu)可靠度而取定的，所以又稱為目標(biāo)可靠指標(biāo)。,設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)，理論上應(yīng)根據(jù)各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性、破壞性質(zhì)（延性、脆性）幾失效后果，用優(yōu)化方法分析確定。限于目前統(tǒng)計(jì)資料不夠完備，并考慮到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)實(shí)繼承性，一般采用“校準(zhǔn)法”確定。所謂“校準(zhǔn)法”，就是通過對(duì)原有規(guī)范可靠度的反演計(jì)算和綜合分析，確定以后設(shè)計(jì)時(shí)所采用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)。,根據(jù)“校準(zhǔn)法”的確定結(jié)果，《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》給出了結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能

25、力極限狀態(tài)的可靠指標(biāo)。,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo),結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)，根據(jù)其作用效應(yīng)的可逆程度宜取0～1.5。,可逆極限狀態(tài)指產(chǎn)生超越狀態(tài)的作用被移去后，將不再保持超越狀態(tài)的一種極限狀態(tài)。,不可逆極限狀態(tài)指產(chǎn)生超越狀態(tài)的作用被移去后，仍將永久保持超越狀態(tài)的一種極限狀態(tài)。,7 設(shè)計(jì)可靠指標(biāo) (reliability index for d

26、esign),第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.4 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,1 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合，采用下列極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式：,——,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；,——,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值；,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力函數(shù)；,——,混凝土、鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；,——,——,混凝土、鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；,——,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值；,幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值；,——,荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值。,——,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理

27、,,,2.4 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,基本組合：荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)從下列組合中取最不利值確定：,可變荷載效應(yīng)控制組合,永久荷載效應(yīng)控制組合,偶然組合：荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值宜按下列規(guī)定確定：,偶然荷載的代表值不乘分項(xiàng)系數(shù)；,與偶然荷載同時(shí)出現(xiàn)的其他荷載可根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)采用適當(dāng)?shù)拇碇怠?1 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.4 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,荷載分項(xiàng)系數(shù) ：調(diào)整荷

28、載標(biāo)準(zhǔn)值使結(jié)構(gòu)可靠度趨于相同。,荷載分項(xiàng)系數(shù)是根據(jù)下述原則優(yōu)選確定的。即在各項(xiàng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值已給定的條件下，對(duì)各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件在各種長(zhǎng)期的荷載效應(yīng)比值和荷載效應(yīng)組合下，用不同的分項(xiàng)系數(shù)值，按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)各種構(gòu)件并計(jì)算其所具有的可靠指標(biāo)，然后從中選取一組分項(xiàng)系數(shù)，使按此設(shè)計(jì)所得的各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件所具有的可靠指標(biāo)與規(guī)定的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)之間在總體上差異最小。,荷載設(shè)計(jì)值：荷載分項(xiàng)系數(shù)與荷載標(biāo)準(zhǔn)值的乘積。,荷載組合值系數(shù) ：考慮各可變

29、荷載最大值在同一時(shí)刻出現(xiàn)的概率很小，若設(shè)計(jì)中仍采用各荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值疊加，則可能造成結(jié)構(gòu)可靠度不一致，因而必須對(duì)可變荷載設(shè)計(jì)值再乘以調(diào)整系數(shù)，即荷載組合值系數(shù)。,荷載組合值 ：可變荷載設(shè)計(jì)值乘以荷載組合值系數(shù)。,1 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.4 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,材料分項(xiàng)系數(shù)：考慮材料的離散性和施工中不可避免的偏差帶來的不利,影響。,材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值乘以

30、材料分項(xiàng)系數(shù)。,確定鋼筋和混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)時(shí)，對(duì)于具有統(tǒng)計(jì)資料的材料，按設(shè)計(jì)可靠指標(biāo) 通過可靠度分析確定；對(duì)統(tǒng)計(jì)資料不足的情況，則以工程經(jīng)驗(yàn)為主要依據(jù)，通過對(duì)規(guī)范(TJ10-74）結(jié)構(gòu)構(gòu)件的校準(zhǔn)計(jì)算確定。,1 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.4 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,可變荷載的頻遇值：,可變荷載的準(zhǔn)永久值：,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值?？?/p>

31、由可變荷載的頻遇值系數(shù)乘以可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值求得。,在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的荷載值?？捎煽勺兒奢d的準(zhǔn)永久值系數(shù)乘以可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值求得。,可變荷載的一個(gè)樣本,2 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.4 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,2 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響，采用下列極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式：,——,正常使用極限狀態(tài)的荷載效

32、應(yīng)組合值。,——,結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變形、裂縫寬度、應(yīng)力等的限值；,標(biāo)準(zhǔn)組合：,頻遇組合：,準(zhǔn)永久組合：,,僅適用于荷載效應(yīng)為線性的情況,第2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理,,,2.4 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式,正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算規(guī)定:,對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行抗裂驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算值不應(yīng)超過規(guī)范規(guī)定的相應(yīng)限值。,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫寬度按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響進(jìn)行計(jì)算，構(gòu)件的最大裂縫寬度不應(yīng)超過規(guī)