結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理3

1、1結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)主講 范濤成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院2n2.1 緒論緒論n2.2 結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能n2.3 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法n2.4 受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件n2.5 受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院3n2.3.1 概述概述n2.3.2 可靠度分析的基本概念和方法可靠度分析的基本概念和方法n2.3.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院4n 工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)大致可以分為兩個(gè)步驟：工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)大致可以分為兩個(gè)步驟：n第一步是調(diào)查研究，分析對(duì)比，在滿足預(yù)定功第一步是調(diào)查研究，分析對(duì)比，在滿足預(yù)定功能的條件下，進(jìn)行可行性分析，選擇合理

2、的結(jié)能的條件下，進(jìn)行可行性分析，選擇合理的結(jié)構(gòu)總體布置、結(jié)構(gòu)方案和型式；構(gòu)總體布置、結(jié)構(gòu)方案和型式；n第二步是根據(jù)選定的結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)各構(gòu)第二步是根據(jù)選定的結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的截面和可行的施工方案。件的截面和可行的施工方案。第二步的內(nèi)容中，第二步的內(nèi)容中，設(shè)計(jì)部分主要包括結(jié)構(gòu)或構(gòu)件截面內(nèi)力或應(yīng)力設(shè)計(jì)部分主要包括結(jié)構(gòu)或構(gòu)件截面內(nèi)力或應(yīng)力的分析，以及根據(jù)截面的內(nèi)力或應(yīng)力，選擇截的分析，以及根據(jù)截面的內(nèi)力或應(yīng)力，選擇截面尺寸，確定材料用量等，通常稱為結(jié)構(gòu)計(jì)面尺寸，確定材料用量等，通常稱為結(jié)構(gòu)計(jì)算算 成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院5n一、結(jié)構(gòu)的功能要求一、結(jié)構(gòu)的功能要求n 截面或構(gòu)件的設(shè)計(jì)，

3、應(yīng)使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在設(shè)截面或構(gòu)件的設(shè)計(jì)，應(yīng)使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，經(jīng)濟(jì)合理地滿足下列要求：計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，經(jīng)濟(jì)合理地滿足下列要求：n能承受正常施工和正常使用期間可能出現(xiàn)的各種作能承受正常施工和正常使用期間可能出現(xiàn)的各種作用用n在偶然事件在偶然事件(如地震、爆炸、龍卷風(fēng)等如地震、爆炸、龍卷風(fēng)等)發(fā)生時(shí)及發(fā)發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，能夠保持必要的整體穩(wěn)定性生后，能夠保持必要的整體穩(wěn)定性n在正常使用時(shí)具有良好的工作性能在正常使用時(shí)具有良好的工作性能n在正常維修和養(yǎng)護(hù)下，具有足夠的耐久性。在正常維修和養(yǎng)護(hù)下，具有足夠的耐久性。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院6n一、結(jié)構(gòu)的功能要求一、結(jié)構(gòu)的功能要求n 結(jié)構(gòu)的安全性

4、和可靠性是有區(qū)別的。如上結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性是有區(qū)別的。如上述要求的第、述要求的第、 項(xiàng)關(guān)系到人身財(cái)產(chǎn)安全，項(xiàng)關(guān)系到人身財(cái)產(chǎn)安全，屬于結(jié)構(gòu)的安全性，第項(xiàng)關(guān)系到結(jié)構(gòu)的適屬于結(jié)構(gòu)的安全性，第項(xiàng)關(guān)系到結(jié)構(gòu)的適用性，第用性，第 項(xiàng)關(guān)系到結(jié)構(gòu)的耐久性。項(xiàng)關(guān)系到結(jié)構(gòu)的耐久性。n安全性、適用性和耐久性安全性、適用性和耐久性三者總稱為結(jié)構(gòu)的三者總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性可靠性。用來(lái)度量安全性的指標(biāo)稱為。用來(lái)度量安全性的指標(biāo)稱為安全度安全度，度量可靠性的指標(biāo)稱為度量可靠性的指標(biāo)稱為可靠度可靠度可靠度比安可靠度比安全度的含義更廣泛。但是，安全度是可靠度全度的含義更廣泛。但是，安全度是可靠度中最重要的內(nèi)容，它直接關(guān)系到人身

5、安全和中最重要的內(nèi)容，它直接關(guān)系到人身安全和經(jīng)濟(jì)效益等問(wèn)題，是討論的重點(diǎn)。經(jīng)濟(jì)效益等問(wèn)題，是討論的重點(diǎn)。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院7n二、結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)二、結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)n 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的各種后果設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的各種后果（是否危及人的生命、造成怎樣的經(jīng)濟(jì)損失、（是否危及人的生命、造成怎樣的經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生如何的社會(huì)影響等等）的嚴(yán)重性，對(duì)不同產(chǎn)生如何的社會(huì)影響等等）的嚴(yán)重性，對(duì)不同的的建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)采用不同的安全等級(jí)。采用不同的安全等級(jí)。n我國(guó)我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)劃分為三級(jí)：安全等級(jí)劃分為三級(jí)：n一級(jí)：重要

6、的工業(yè)與民用建筑（破壞后果很嚴(yán)一級(jí)：重要的工業(yè)與民用建筑（破壞后果很嚴(yán)重）重）n二級(jí)：一般的工業(yè)與民用建筑（破壞后果嚴(yán)重）二級(jí)：一般的工業(yè)與民用建筑（破壞后果嚴(yán)重）n三級(jí)：次要的建筑（破壞后果不嚴(yán)重）三級(jí)：次要的建筑（破壞后果不嚴(yán)重）成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院8n二、結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)二、結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)n橋涵工程設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為橋涵工程設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年，對(duì)各安全等級(jí)年，對(duì)各安全等級(jí)的橋涵結(jié)構(gòu)為：的橋涵結(jié)構(gòu)為：注：本表中各類橋的定義見公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范注：本表中各類橋的定義見公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTJ021)，這里的重要大轎、重要小橋指的是高速公路、國(guó)這里的重要大轎、重要小橋指的是高速公路、

7、國(guó)際公路、交通繁忙的城郊公路上的橋梁。際公路、交通繁忙的城郊公路上的橋梁。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院9n一、基本隨機(jī)變量一、基本隨機(jī)變量 n 對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要考慮有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)。結(jié)構(gòu)的對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要考慮有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)主要分為兩大類：設(shè)計(jì)參數(shù)主要分為兩大類：n一類是施加在結(jié)構(gòu)上的一類是施加在結(jié)構(gòu)上的直接作用直接作用或引起結(jié)構(gòu)外加變形或或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的約束變形的間接作用間接作用，如結(jié)構(gòu)承受的人群、設(shè)備、車輛，如結(jié)構(gòu)承受的人群、設(shè)備、車輛，以及施加于結(jié)構(gòu)的風(fēng)、雪、冰、土壓力、溫度作用等。以及施加于結(jié)構(gòu)的風(fēng)、雪、冰、土壓力、溫度作用等。由這些作用引起的結(jié)構(gòu)成

8、構(gòu)件的內(nèi)力、變形等稱為由這些作用引起的結(jié)構(gòu)成構(gòu)件的內(nèi)力、變形等稱為作用作用效應(yīng)或荷載效應(yīng)效應(yīng)或荷載效應(yīng)，如彎矩、剪力、扭矩、應(yīng)力、變形等。，如彎矩、剪力、扭矩、應(yīng)力、變形等。n另一類則是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件及其材料承受作用效應(yīng)的能力，另一類則是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件及其材料承受作用效應(yīng)的能力，稱為稱為抗力抗力，如承載能力、剛度、抗裂度、強(qiáng)度等。抗力，如承載能力、剛度、抗裂度、強(qiáng)度等?？沽θQ于材料強(qiáng)度，截面尺寸、連接條件等。取決于材料強(qiáng)度，截面尺寸、連接條件等。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院10n1. 作用的作用的 概念與類型概念與類型n作用：使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)力、變形和裂縫的作用：使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)力、變形和裂縫

9、的各種原因的總稱。各種原因的總稱。n（1）直接作用（荷載）直接作用（荷載）n（2）間接作用）間接作用n結(jié)構(gòu)上的荷載，按時(shí)間的變異性不同可分為：結(jié)構(gòu)上的荷載，按時(shí)間的變異性不同可分為：n永久荷載（恒荷載）永久荷載（恒荷載）n可變荷載（活荷載）可變荷載（活荷載）n偶然荷載偶然荷載成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院11n2.荷載的代表值荷載的代表值n（1）荷載的標(biāo)準(zhǔn)值）荷載的標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，具有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，具有一定保證率的最大荷載。一定保證率的最大荷載。n恒載的標(biāo)準(zhǔn)值恒載的標(biāo)準(zhǔn)值Gk：一般可按構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸乘以材一般可按構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸乘以材料的重度而得。料的重度而得。n活載的活載的標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值Qk

10、 ：按荷載規(guī)范取值按荷載規(guī)范取值n（2）可變荷載的組合值）可變荷載的組合值組合值系數(shù)組合值系數(shù)c與與荷載標(biāo)準(zhǔn)值的乘積。荷載標(biāo)準(zhǔn)值的乘積。注：可變荷載組合值是承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和正常使用注：可變荷載組合值是承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)和正常使用極限狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)時(shí)荷載的代表值。極限狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)時(shí)荷載的代表值。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院12n（3）可變荷載的頻遇值）可變荷載的頻遇值頻遇值系數(shù)頻遇值系數(shù)f與與荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值的乘積。載標(biāo)準(zhǔn)值的乘積。n（4 4）可變荷載的準(zhǔn)永久值可變荷載的準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù)q與與荷載標(biāo)準(zhǔn)值的乘積。荷載標(biāo)準(zhǔn)值的乘積。可變荷載的頻遇值、準(zhǔn)永久值是正常使用極限

11、狀態(tài)按頻遇組可變荷載的頻遇值、準(zhǔn)永久值是正常使用極限狀態(tài)按頻遇組合設(shè)計(jì)或按準(zhǔn)永久組合設(shè)計(jì)時(shí)荷載的代表值。合設(shè)計(jì)或按準(zhǔn)永久組合設(shè)計(jì)時(shí)荷載的代表值。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院13n3.作用效應(yīng)作用效應(yīng)n作用所引起的內(nèi)力、變形和裂縫等統(tǒng)稱為作用所引起的內(nèi)力、變形和裂縫等統(tǒng)稱為“作用作用效應(yīng)效應(yīng)”。當(dāng)作用為荷載時(shí)，則稱為荷載效應(yīng)。當(dāng)作用為荷載時(shí)，則稱為荷載效應(yīng)S 。nSCQn式中式中 ：C荷載效應(yīng)系數(shù)；荷載效應(yīng)系數(shù)； Q荷載代表值荷載代表值。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院14n4.荷載分項(xiàng)系數(shù)及荷載設(shè)計(jì)值荷載分項(xiàng)系數(shù)及荷載設(shè)計(jì)值n（1）永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)）永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)nA.當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利

12、時(shí)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)n由可變荷載效應(yīng)控制的組合：由可變荷載效應(yīng)控制的組合：1.2n由永久荷載效應(yīng)控制的組合：由永久荷載效應(yīng)控制的組合：1.35nB.當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)荷載的分項(xiàng)系數(shù)一般當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)荷載的分項(xiàng)系數(shù)一般取取1.0n（2）可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)一般?。┛勺兒奢d的分項(xiàng)系數(shù)一般取1.4n當(dāng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值qk4.0kN/m2時(shí)，取時(shí)，取1.3荷載設(shè)計(jì)值荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值荷載設(shè)計(jì)值荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院15n二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) n 在結(jié)構(gòu)可靠度分析和設(shè)計(jì)中，為了正確描述在結(jié)構(gòu)可靠度分析和設(shè)計(jì)中，為了正確描述結(jié)構(gòu)的工作

13、狀態(tài)，必須明確規(guī)定結(jié)構(gòu)安全、耐久，結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，必須明確規(guī)定結(jié)構(gòu)安全、耐久，適用和結(jié)構(gòu)失效的界限，這樣的界限稱為結(jié)構(gòu)的適用和結(jié)構(gòu)失效的界限，這樣的界限稱為結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)。我國(guó)極限狀態(tài)。我國(guó)(GB5015392)工程結(jié)構(gòu)可靠度工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的定義為：設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的定義為：“整整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)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)為該滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)功能的極限狀態(tài)”。n 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為兩種，即承載能力極限結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為兩種，即承載能力極限狀

14、態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院16n二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) n (一一)承栽能力極限狀態(tài)承栽能力極限狀態(tài) n這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列力或不適于繼續(xù)承載的變形。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)：狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)：n (1)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的部分作為剛體失去平衡部分作為剛體失去平衡(如如傾覆等傾覆等)，n(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連接因材料強(qiáng)度被超過(guò)而破壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連

15、接因材料強(qiáng)度被超過(guò)而破壞(包包括疲勞破壞括疲勞破壞)，或因過(guò)度的塑性變形而不適于繼續(xù)，或因過(guò)度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載；承載；n(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；n(4)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定(如壓屈等如壓屈等)。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院17n (二二)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)n這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)：之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)：n(1)

16、影響正常使用或外觀的變形；影響正常使用或外觀的變形；n(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫包括裂縫)；n(3)影響正常使用的振動(dòng)影響正常使用的振動(dòng) ；n(4)影響正常使用的其他特定狀態(tài)。影響正常使用的其他特定狀態(tài)。n 一般情況下，一個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計(jì)需同時(shí)考慮一般情況下，一個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計(jì)需同時(shí)考慮承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院18n二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) n用用g()表示描述結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的函數(shù)，稱為結(jié)表示描述結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的函數(shù)，稱為結(jié)構(gòu)功能函數(shù)，則結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)

17、可用下式表示構(gòu)功能函數(shù)，則結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)可用下式表示nZ Z= =g(X)g(X)0 0 0 可靠狀態(tài)可靠狀態(tài)nZ Z= =g g（R,S)=R-SR,S)=R-SnR-R-結(jié)構(gòu)抗力，結(jié)構(gòu)抗力，S-S-作用效應(yīng)作用效應(yīng)成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院19n三、結(jié)構(gòu)可靠度三、結(jié)構(gòu)可靠度n結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)( (設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)) )、在規(guī)定的條、在規(guī)定的條件下件下( (正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用、不包括人為正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用、不包括人為的過(guò)失影響的過(guò)失影響) )，完成預(yù)定功能，完成預(yù)定功能( (安全性、適用性、耐安全性、適用性、耐久性久性) )的概率，稱為可靠

18、度，是可靠性的概率度量。的概率，稱為可靠度，是可靠性的概率度量。 n結(jié)構(gòu)可靠性是用可靠度來(lái)度量的，完成預(yù)定功能的結(jié)構(gòu)可靠性是用可靠度來(lái)度量的，完成預(yù)定功能的概率，表示為概率，表示為PsPs，相反，如果結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定的相反，如果結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定的功能，則稱相應(yīng)的概率結(jié)構(gòu)的失效概率，表示為功能，則稱相應(yīng)的概率結(jié)構(gòu)的失效概率，表示為PfPf。n四、結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)：四、結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)：=z z/z znz z功能函數(shù)功能函數(shù)Z Z的平均值，的平均值，nz z功能函數(shù)功能函數(shù)Z Z的標(biāo)準(zhǔn)差。的標(biāo)準(zhǔn)差。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院20n目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo) 延性破壞延性破壞 脆性破壞脆性破壞一級(jí)：一級(jí)

19、： 3.7 4.2二級(jí)：二級(jí)： 3.2 3.7三級(jí)：三級(jí)： 2.7 3.2建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)：建筑結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)：橋涵結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)：橋涵結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)：成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院21n 應(yīng)當(dāng)指出，上文所講的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法應(yīng)當(dāng)指出，上文所講的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法僅系一種近似方法，因其中用到的概率統(tǒng)計(jì)特僅系一種近似方法，因其中用到的概率統(tǒng)計(jì)特征值只有平均值和均方差，并非實(shí)際的概率分征值只有平均值和均方差，并非實(shí)際的概率分布。因而其計(jì)算結(jié)果是近似的，屬于近似概率布。因而其計(jì)算結(jié)果是近似的，屬于近似概率設(shè)計(jì)方法。完全掌握復(fù)合隨機(jī)變量的實(shí)際分布，設(shè)計(jì)方法。完全掌握復(fù)合隨機(jī)變量的實(shí)

20、際分布，得出真正的失效概率，目前還處于研究階段，得出真正的失效概率，目前還處于研究階段，要能付諸實(shí)踐，尚須假以時(shí)日。要能付諸實(shí)踐，尚須假以時(shí)日。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院22n 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法與過(guò)去采用過(guò)的其他概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法與過(guò)去采用過(guò)的其他各種方法相比更為科學(xué)合理，但其計(jì)算繁復(fù)，各種方法相比更為科學(xué)合理，但其計(jì)算繁復(fù)，某些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也不齊全。對(duì)于一般常見的工程某些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也不齊全。對(duì)于一般常見的工程結(jié)構(gòu)，直接采用可靠指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)并無(wú)必要。結(jié)構(gòu)，直接采用可靠指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)并無(wú)必要。由于設(shè)計(jì)人員以往已習(xí)慣于采用安全系數(shù)這種由于設(shè)計(jì)人員以往已習(xí)慣于采用安全系數(shù)這種形式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，因此，建筑

21、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一形式來(lái)進(jìn)行計(jì)算，因此，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)提出了一種便于實(shí)際使用的設(shè)計(jì)表達(dá)式，標(biāo)準(zhǔn)提出了一種便于實(shí)際使用的設(shè)計(jì)表達(dá)式，稱為稱為實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式，以加速設(shè)計(jì)進(jìn)程。，以加速設(shè)計(jì)進(jìn)程。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院23n為了滿足可靠度的要求，在設(shè)計(jì)表達(dá)式中采取了以下措施：為了滿足可靠度的要求，在設(shè)計(jì)表達(dá)式中采取了以下措施：n( (1)1)計(jì)算荷載效應(yīng)計(jì)算荷載效應(yīng)S時(shí)，取足夠大的荷載值，多種荷載時(shí)，取足夠大的荷載值，多種荷載同時(shí)作用時(shí)考慮荷載的合理組合；同時(shí)作用時(shí)考慮荷載的合理組合；n(2)(2)在計(jì)算結(jié)構(gòu)的抗力在計(jì)算結(jié)構(gòu)的抗力R時(shí)，取足夠低的強(qiáng)度指標(biāo)；時(shí)，取足夠低的強(qiáng)度指標(biāo)；

22、n(3)(3)對(duì)安全等級(jí)不同的結(jié)構(gòu)，采用一個(gè)重要性系數(shù)進(jìn)對(duì)安全等級(jí)不同的結(jié)構(gòu)，采用一個(gè)重要性系數(shù)進(jìn)行調(diào)整。行調(diào)整。n 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用了以荷載和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用了以荷載和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值以及相應(yīng)的以及相應(yīng)的“分項(xiàng)系數(shù)分項(xiàng)系數(shù)”來(lái)表示的方式。來(lái)表示的方式。n 分項(xiàng)系數(shù)是按照目標(biāo)可靠指標(biāo)夕并考慮工程經(jīng)驗(yàn)確定分項(xiàng)系數(shù)是按照目標(biāo)可靠指標(biāo)夕并考慮工程經(jīng)驗(yàn)確定的，因而計(jì)算所得結(jié)果能滿足可靠度的要求。采用了分項(xiàng)的，因而計(jì)算所得結(jié)果能滿足可靠度的要求。采用了分項(xiàng)系數(shù)這種形式使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍可按傳統(tǒng)的方式進(jìn)行，符合設(shè)系數(shù)這種形式使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍可按傳統(tǒng)的方式進(jìn)行，符合設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣，使用比較方便。計(jì)人員的習(xí)慣，使用比較方便。成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院24n（一）荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值（一）荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值RS 0iKQiQiniciKQQKGGQCQCGCS21110結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可分別取分別取1.1，1.0，0.9G永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況下可采用永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況下可采用1.2，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)取時(shí)取1.0；Q第一個(gè)和其他第第一個(gè)和其他第i i個(gè)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況下可采用個(gè)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，一般情況下可采用14(對(duì)對(duì)工業(yè)建