按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

1、第三章第三章按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法授課學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)目的和要求1了解建筑結(jié)構(gòu)的功能要求，結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)和概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的基本概念，結(jié)構(gòu)的可靠度和可靠指標(biāo)。2理解作用和作用效應(yīng)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，荷載和材料的分項(xiàng)系數(shù)，荷載組合。3掌握承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式，并掌握表達(dá)式中各個(gè)符號(hào)所代表的意義。4理解荷載分類及其代表值，鋼筋和混凝土的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。5考慮到同學(xué)們還沒

2、有學(xué)過具體的截面計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此建議在學(xué)完本書的主要內(nèi)容后在重新學(xué)習(xí)本章以加深理解。教學(xué)重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)及其承載力表達(dá)式是本章的重點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：是結(jié)構(gòu)可靠度中有關(guān)概率方面的數(shù)學(xué)內(nèi)容。31極限狀態(tài)極限狀態(tài)311結(jié)構(gòu)上的作用結(jié)構(gòu)上的作用作用——是結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因。作用分為：1）直接作用：荷載。2）間接作用：混凝土收縮、溫度變化、基礎(chǔ)沉降、地震等。作用效應(yīng)：結(jié)構(gòu)上的作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力、變形、裂縫等。1、荷載的分類永久荷載；可

3、變荷載；偶然荷載。2、荷載的標(biāo)準(zhǔn)值：荷載的基本代表值荷載的不定性——隨機(jī)變量統(tǒng)計(jì)——具有一定概率的最大荷載值——荷載的標(biāo)準(zhǔn)值R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力當(dāng)構(gòu)件每一個(gè)截面滿足S≤R時(shí)，認(rèn)為構(gòu)件是可靠的，否則認(rèn)為是失效的。根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)理論，設(shè)S、R都是隨機(jī)變量，則Z＝R—S也是隨機(jī)變量，Z值可能出現(xiàn)三種情況：當(dāng)Z＝R—S0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；當(dāng)Z＝R—S=0時(shí)，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)；當(dāng)Z＝R—S0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效(破壞)狀態(tài)。若要考慮結(jié)構(gòu)的適用性和耐久

4、性的要求，則極限狀態(tài)方程可推廣為)(21nxxxgZ???????321結(jié)構(gòu)可靠度結(jié)構(gòu)可靠度老規(guī)范采用安全系數(shù)K（大于1）來保證結(jié)構(gòu)安全，即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力與荷載效應(yīng)的比值大于K說明結(jié)構(gòu)安全，其實(shí)并不能反映結(jié)構(gòu)的實(shí)際失效情況。由于抗力和荷載效應(yīng)的隨機(jī)性，安全可靠應(yīng)該也屬于概率的范疇，應(yīng)當(dāng)用結(jié)構(gòu)完成其預(yù)定功能的可能性(概率)的大小來衡量，而不是用一個(gè)定值來衡量。結(jié)構(gòu)的可靠性——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)的可