混凝土結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)原則

1、混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計(jì)原則計(jì)原則一、結(jié)構(gòu)上的作用一、結(jié)構(gòu)上的作用二、結(jié)構(gòu)的抗力二、結(jié)構(gòu)的抗力三、結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)三、結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)四、設(shè)計(jì)的基本原則四、設(shè)計(jì)的基本原則五、基于近似概率法的設(shè)計(jì)表達(dá)式五、基于近似概率法的設(shè)計(jì)表達(dá)式六、本章要點(diǎn)六、本章要點(diǎn)一、結(jié)構(gòu)上的作用一、結(jié)構(gòu)上的作用1、作用及作用效應(yīng) (1)作 用 引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的一切原因。 直接作用：直接以力的不同集結(jié)形式作用于結(jié)構(gòu)，也稱為荷載； 間接作用：不是直接以力出現(xiàn)，但是對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力。 (2)作用效應(yīng) 作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的內(nèi)力和變形等。 由直接作用(荷載)引起的效應(yīng)稱為荷載效應(yīng)。 作用效應(yīng)取決于作用的方式及結(jié)

2、構(gòu)或構(gòu)件的幾何尺寸及支承條件。簡支梁在跨中一集中荷載作用下跨中彎矩lpm41 例： 簡支梁在均布荷載作用下跨中彎矩s = cqc 荷載效應(yīng)系數(shù)q 荷載 作用效應(yīng)具有隨機(jī)性qlm281281ll41cql2、作用的分類 (1)按照隨時(shí)間的變異性分類 永久作用：不隨時(shí)間變化，或變化幅度可以忽略； 可變作用：隨時(shí)間變化，且變化幅度不可以忽略； 偶然作用：可能，但不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)效應(yīng)很大。 (2)按照隨位置的變異性分類 固定作用：在結(jié)構(gòu)空間位置上具有固定的分布； 可動(dòng)作用：在結(jié)構(gòu)空間位置一定范圍內(nèi)可以任意分布。 (3)按照結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分類： 靜態(tài)作用：對結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生動(dòng)力效應(yīng)，或小的可以忽略； 動(dòng)態(tài)作用

3、：對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動(dòng)力效應(yīng)，且不可以忽略。3、荷載的隨機(jī)性與概率模式 (1)永久荷載 性質(zhì)：其量值是不確定的，其量值不隨時(shí)間變化 數(shù)學(xué)描述：隨機(jī)變量概率模式，基本服從正態(tài)分布 (2)可變荷載 性質(zhì)：其量值是不確定的，其量值也隨時(shí)間變化 數(shù)學(xué)描述：把隨機(jī)過程模式簡化成隨機(jī)變量模式 簡化方法：分析荷載最大值分布規(guī)律，是一隨機(jī)變量 分布規(guī)律：極值i型概率分布模式0f(q)q4 荷載的代表值 (1)實(shí)質(zhì)：以確定值（代表值）表達(dá)不確定的隨機(jī)變量，便于設(shè)計(jì)時(shí)，定量描述和運(yùn)算。 (2) 取值原則：根據(jù)荷載概率分布特征, 控制保證率。(2) 代表值取值 永久荷載的代表值 標(biāo)準(zhǔn)值：取分布的平均值，保證率50%； 可變

4、荷載的代表值 標(biāo)準(zhǔn)值：基本代表值，保證率尚未統(tǒng)一； 準(zhǔn)永久值：對可變荷載穩(wěn)定性的描述， 等于標(biāo)準(zhǔn)值乘準(zhǔn)永久值系數(shù)； 頻遇值：對可變荷載短期作用描述， 等于標(biāo)準(zhǔn)值乘頻遇值系數(shù)； 組合值：兩種或（以上）可變荷載作用時(shí)，都以標(biāo)準(zhǔn)值出現(xiàn)的概率小，因此對標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合系數(shù)進(jìn)行折減。 二、結(jié)構(gòu)的抗力二、結(jié)構(gòu)的抗力1、抗力及其不定因素 抗力：抵抗作用效應(yīng)的能力 性質(zhì)：與時(shí)間有關(guān)的隨機(jī)過程 材料的性能，結(jié)構(gòu)尺寸等都是隨機(jī)變量； 有些材料的力學(xué)性能是隨時(shí)間變化的。 簡化：忽略隨時(shí)間的變化，用隨機(jī)變量模型描述。 抗力不定性主要因素： 材料性能的不定性 幾參數(shù)的不定性 計(jì)算模式的不定性 0f(f)f2、 材料強(qiáng)度的

5、標(biāo)準(zhǔn)值 (1)實(shí)質(zhì)：以確定值（標(biāo)準(zhǔn)值）表達(dá)不確定值，便于應(yīng)用。 (2) 標(biāo)準(zhǔn)值取值：根據(jù)材料強(qiáng)度概率分布的0.05分位值， 即95%保證率的要求確定。3、抗力的概率分布模式 (假設(shè))對數(shù)正態(tài)分布 三、結(jié)構(gòu)功能和極限狀態(tài)三、結(jié)構(gòu)功能和極限狀態(tài)1、結(jié)構(gòu)的功能（1）安全性：要求結(jié)構(gòu)承擔(dān)正常施工和正常使用條件下，可能出現(xiàn)的各種作用，而不產(chǎn)生破壞。并且在偶然事件發(fā)生時(shí)以及發(fā)生后，能保持必需的整體穩(wěn)定性，不至于因局部損壞而產(chǎn)生連續(xù)破壞。（2）適用性：要求結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)滿足正常的要求，具有良好的工作性能。（3）耐久性 要求結(jié)構(gòu)在正常使用和維護(hù)下，在規(guī)定的使用期內(nèi)，能夠滿足安全和使用功能要求。如材料的老化、

6、腐蝕等不能超過規(guī)定的限制等。 2、極限狀態(tài) (1)定義：極限狀態(tài)是判別結(jié)構(gòu)是否能夠滿足其功能要求的標(biāo)準(zhǔn)，指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)一部分處于失效邊緣的狀態(tài)。 (2)分類： 承載能力極限狀態(tài) 是判別結(jié)構(gòu)是否滿足安全性要求的標(biāo)準(zhǔn)，指結(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)加載的變形。 正常使用極限狀態(tài)： 是判別結(jié)構(gòu)是否滿足正常使用和耐久性要求的標(biāo)準(zhǔn)，指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的某些規(guī)定限值。 極限狀態(tài)的表現(xiàn)形式：(承)：剛體失去平衡，材料強(qiáng)度不足，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)構(gòu)，失穩(wěn)(正)：過大的變形，影響正常使用或耐久性能的局部損壞，過大的振動(dòng)u承載力能力極限狀態(tài) ultimate limit state這類極限狀態(tài)

7、對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到了最大承載力，或者產(chǎn)生了不適于繼續(xù)承載的過大變形,從而喪失了安全性功能的一種特定狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力（包括疲勞） 結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移） 結(jié)構(gòu)塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用 結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸） 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）加拿大魁北橋quebee bridge該橋位于加拿大該橋位于加拿大quebee city ，建于，建于1917年。橋型鋼桁架（年。橋型鋼桁架（steel truss bridge),跨度跨度549m ,已超過了英國的福斯橋，在該類型橋梁中主跨居世界第已超過了英國

8、的福斯橋，在該類型橋梁中主跨居世界第一。該橋從一。該橋從1897年設(shè)計(jì)和施工差不多用了年設(shè)計(jì)和施工差不多用了20多年的時(shí)間，在建造過程中于多年的時(shí)間，在建造過程中于1907.8.29、1916.9.11分別出現(xiàn)了兩次倒塌事故，分別出現(xiàn)了兩次倒塌事故，1917.3建成通車。建成通車。the collapse of august 29, 1907the collapse of september 11, 1916正常使用極限狀態(tài) serviceability limit state這類極限狀態(tài)對應(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，從而喪失了適用性和耐久性功能的一種特定狀態(tài)。 過

9、大的變形、側(cè)移（影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、不安全感、不能正常使用（吊車）等）； 過大的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）； 過大的振動(dòng)（不舒適）； 其他正常使用要求。四、設(shè)計(jì)計(jì)算原則四、設(shè)計(jì)計(jì)算原則1、功能函數(shù)與極限狀態(tài)方程 (1) 功能函數(shù) z=r-s=g(x1,x2,x3.xn) (2) 結(jié)果分析 z=r-s0：處于可靠狀態(tài)； z=r-s0 問題：r和s為隨機(jī)變量，功能函數(shù)值z是隨機(jī)變量，絕對保證r大于s不可能！0)()0(dzzfzppzffspzpp1)0(zfz(z)pfz0z解決方法：控制可靠度，絕大多數(shù)情況下：絕大多數(shù)情況下： rs 允許極少數(shù)情況下：允許極少數(shù)情況下：rs(2)結(jié)構(gòu)可靠度

10、和失效概率 可靠度(可靠概率)：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，以ps表示。 失效概率：結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定功能的概率，以pf表示。規(guī)范規(guī)定： 所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載力計(jì)算，對某些構(gòu)件還需進(jìn)行變形和裂縫寬度的驗(yàn)算。 結(jié)構(gòu)的效應(yīng)s及結(jié)構(gòu)的抗力r均符合正態(tài)分布，因此結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)也符合正態(tài)分布。如圖：圖中z0部分(陰影)面積即為失效概率pf圖2-1fz(z)pfzzzz0z(z)zf(3)可靠度三個(gè)水準(zhǔn) 水準(zhǔn)i：是用隨機(jī)變量的一階矩（平均值）加以概括; 水準(zhǔn)ii：用隨機(jī)變量的一階矩和二階矩來描述; 水準(zhǔn)iii：也稱為全概率法，是以真實(shí)分布進(jìn)行計(jì)算。 srz22srzzzf

11、zzxzz,21)(222)( 四、設(shè)計(jì)計(jì)算原則四、設(shè)計(jì)計(jì)算原則3、可靠度的計(jì)算方法及可靠指標(biāo)(1)可靠指標(biāo) 簡單分析：假設(shè)只有兩個(gè)隨機(jī)變量r和s ，相互獨(dú)立，均服從正態(tài)分布，已知平均值和均方差。 功能函數(shù)z:dzdzzfzppzzzzzf02)(02221)()0()(2122zztfdtpzz22srsrzz)(1)(fp計(jì)算結(jié)構(gòu)失效概率 進(jìn)行數(shù)學(xué)變換得（把z由正態(tài)分布變換成標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布）定義可靠度指標(biāo)：則：分析： 可靠指標(biāo)與可靠度（失效概率）相關(guān)，可靠指標(biāo)越大， 結(jié)構(gòu)越可靠；可靠指標(biāo)越小，結(jié)構(gòu)越不可靠。 優(yōu)點(diǎn)：用統(tǒng)計(jì)特征值來反映可靠度，不直接用概率。可靠度指標(biāo)取值 確定方法：校核法、類比

12、法協(xié)商給定法 取 值：與安全等級、截面破壞形態(tài)、極限狀態(tài)有 關(guān)： 安全等級越高，可靠指標(biāo)越大（0.5）； 脆性破壞高于延性破壞（0.5）； 承載力極限狀態(tài)高于正常使用極限狀態(tài)。 目標(biāo)可靠度指標(biāo)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先給定的可靠指標(biāo)，用于房屋設(shè)計(jì)的依據(jù)。根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全等級和破壞類型確定。破壞類型安 全 等 級一級二級三級延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2在確定結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo) 時(shí)，應(yīng)該使結(jié)構(gòu)的失效概率降低到人們可以接受的程度，做到既安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ： 的取值與構(gòu)件的破壞類型及結(jié)構(gòu)的重要性有關(guān)。 ).,(321xnxxxzg2112nixiizxixg(2)計(jì)算方法之一：

13、中心點(diǎn)法 假設(shè)：z中所有隨機(jī)量是相互獨(dú)立的，均服從正態(tài)分布 將z在平均值處按泰勒級數(shù)展開，忽略二次以上項(xiàng) 確定z的特征值 求可靠指標(biāo)適用條件：基本變量的正態(tài)分布；功能函數(shù)是線性的。特點(diǎn)：直接用特征值；概念清楚，應(yīng)用簡便；誤差較大。0srzrrrrssssrs0srsrsrz(3)計(jì)算方法之二： 驗(yàn)算點(diǎn)法介紹中心點(diǎn)法的缺陷：非正態(tài)分布？非線形方程？誤差！處理辦法：對中心點(diǎn)法進(jìn)行了改進(jìn)簡單分析簡單分析：僅考慮兩個(gè)相互獨(dú)立的正態(tài)分布變量r和s 極限狀態(tài)方程為：標(biāo)準(zhǔn)化變換，令以 和 表述的極限狀態(tài) rors*sr*p*s極限狀態(tài)線0222222srsrsrssrrsr0coscossrsr即：可靠指標(biāo)

14、的實(shí)質(zhì)：標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)坐標(biāo)系中原點(diǎn)到極限狀態(tài)方程直線的最短距離。驗(yàn)算點(diǎn)定義：p點(diǎn) 非正態(tài)變量的當(dāng)量正態(tài)化原則 在驗(yàn)算點(diǎn)處，當(dāng)量前后分布函數(shù)值相等；當(dāng)量前后概率密度函數(shù)值相等。2222)()(ssrrssrsr22srsrzz五、近似概率法設(shè)計(jì)表達(dá)式五、近似概率法設(shè)計(jì)表達(dá)式1、一般方法(1)結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)需要解決的問題： 理論模式問題：失效標(biāo)準(zhǔn)、概率模式和計(jì)算方法等。 社會認(rèn)同問題：設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)的取值能否被社會接受。 應(yīng)用方法問題：所采用的設(shè)計(jì)表達(dá)式的形式問題。(2)安全系數(shù)法簡單示例： 設(shè)z只有兩個(gè)獨(dú)立的正態(tài)變量r和s，根據(jù)定義 得：22)(1ssrrsr222222211rsrsrsrkksrk

15、)1 ()1 (112222222ssrrrsrsrkkkrks即解得：定義安全系數(shù)：則： 安全系數(shù)法設(shè)計(jì)表達(dá)式： ssrrsrsrsr)(22ssrr)1 ()1 (ksrksr/)(2sqsgrsqsgrsqsqsgsgrr)1 ()1 ()1 (22qksqsqsqgksgsgsgkrrrssr11111122rkkqqkggrqcgc/(3)分項(xiàng)系數(shù)法簡單示例當(dāng)功能函數(shù)有兩個(gè)隨機(jī)變量r和s時(shí)整理可得：以標(biāo)準(zhǔn)值代入整理得： 當(dāng)功能函數(shù)有三個(gè)隨機(jī)變量r和sg和sq時(shí)整理可得以標(biāo)準(zhǔn)值代入: 分項(xiàng)系數(shù)法設(shè)計(jì)表達(dá)式 rs 0,.),(.),(kkkrafrafrr)(2111niikciqiqi

16、kqqkggqcqcgcs2、我國現(xiàn)行規(guī)范采用的基本設(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 組合情況： 基本組合：永久荷載和最大的可變荷載以標(biāo)準(zhǔn)值作為 代表值，其它可變荷載以組合值為代表值。 偶然組合 基本組合承載能力設(shè)計(jì)采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式：根據(jù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，用結(jié)構(gòu)的失效概率根據(jù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，用結(jié)構(gòu)的失效概率pf 來衡量結(jié)構(gòu)的可靠度概念十分明確，用可靠指標(biāo)來衡量結(jié)構(gòu)的可靠度概念十分明確，用可靠指標(biāo) 表示與表示與pf一一對應(yīng)關(guān)系更容易為人們接受。在一一對應(yīng)關(guān)系更容易為人們接受。在實(shí)用表達(dá)式中，是由結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)和安全等級實(shí)用表達(dá)式中，是由結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)和安全等級與工程經(jīng)驗(yàn)校準(zhǔn)確定的分項(xiàng)

17、等效來滿足可靠度指與工程經(jīng)驗(yàn)校準(zhǔn)確定的分項(xiàng)等效來滿足可靠度指標(biāo)要求的。標(biāo)要求的。 g, q, s, c,中隱含著可靠度指標(biāo)中隱含著可靠度指標(biāo) 。q 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，主要是驗(yàn)算構(gòu)件的變形和抗裂度或裂縫寬度，其可靠度要求可適當(dāng)降低，所有分項(xiàng)系數(shù)取1.0。q 在正常使用狀態(tài)下，可變荷載作用時(shí)間的長短對于變形和裂縫的大小有明顯的影響?？勺兒奢d的最大值并非長期作用于結(jié)構(gòu)上，所以應(yīng)按其在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)作用時(shí)間的長短和可變荷載超越總時(shí)間或超越次數(shù)，對其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。q 采用一個(gè)小于1的準(zhǔn)永久值系數(shù)和頻遇值系數(shù)來考慮這種折減。q sc，其中c為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值，例如變形、裂縫和

18、應(yīng)力等的限值，應(yīng)按各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。(2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合主要用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重永久性損害主要用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重永久性損害的情況：的情況：nikiqicikqkgqcqcgcs211荷載的頻遇組合荷載的頻遇組合主要用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生局部破壞、較大變形或主要用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生局部破壞、較大變形或短暫振動(dòng)的情況：短暫振動(dòng)的情況：nikiqiqikqfkgqcqcgcs2111其中其中f1 為可變荷載的頻遇值系數(shù)。為可變荷載的頻遇值系數(shù)。荷載的準(zhǔn)永久組合荷載的準(zhǔn)永久組合主要用在當(dāng)長期

19、效應(yīng)是決定性因素的情況：主要用在當(dāng)長期效應(yīng)是決定性因素的情況：nikiqiqikgqcgcs1其中其中qi為可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)。為可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)。 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過正常使用極限狀態(tài)時(shí)所造成的財(cái)產(chǎn)和生命損失要小于超過承載力極限狀態(tài)的后果，故其可靠度指標(biāo)要低一些。在荷載效應(yīng)及結(jié)構(gòu)抗力計(jì)算中均 。采用標(biāo)準(zhǔn)值采用標(biāo)準(zhǔn)值 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在持荷作用下，其裂縫和變形會隨時(shí)間的推移而發(fā)展，因此討論其荷載組合時(shí)應(yīng)考慮 和 的組合。短期效應(yīng)短期效應(yīng)長期效應(yīng)長期效應(yīng) 變形及裂縫寬度的驗(yàn)算 變形驗(yàn)算式中 f,max 受彎構(gòu)件按荷載短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)組合影響計(jì)算的最大撓度。f,max 規(guī)范允許撓度 f,m

20、ax f,maxlimff 裂縫驗(yàn)算規(guī)范按使用階段對結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的不同要求，將裂縫控制等級分為三級：一級：嚴(yán)格要求不裂，使用階段不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力。二級：一般要求不裂，使用階段允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但應(yīng)作限制。三級：允許開裂，應(yīng)驗(yàn)算裂縫寬度max max maxlim 荷載的短期效應(yīng)組合 ss：niicissss2kqq1kgks 荷載的長期效應(yīng)組合 sl：niiqilsss1kqgk式中，qi 第i個(gè)可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載的準(zhǔn)永久值qiq 根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的需要，常須區(qū)分根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的需要，常須區(qū)分荷載的短期作用（標(biāo)準(zhǔn)組合、荷載的短期作用（標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合）和荷載的長期作用（準(zhǔn)永

21、久組合）頻遇組合）和荷載的長期作用（準(zhǔn)永久組合）下構(gòu)件的變形大小下構(gòu)件的變形大小和裂縫寬度的計(jì)算。和裂縫寬度的計(jì)算。q 這樣，可變荷載就有四種代表值：這樣，可變荷載就有四種代表值：標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值和頻遇值。值和頻遇值。3、分項(xiàng)系數(shù)的確定(1)確定的原則：以驗(yàn)算點(diǎn)法為基礎(chǔ)(2)方 法： 在驗(yàn)算點(diǎn)處將極限狀態(tài)方程轉(zhuǎn)化為分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的方程 對于驗(yàn)算點(diǎn)法 對于分項(xiàng)系數(shù)法 等價(jià)求分項(xiàng)系數(shù)。 確定原則：對不同材料、荷載和結(jié)構(gòu)，取統(tǒng)一值； 在各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)值等給定的前提下，誤差最小。 (3)優(yōu)化結(jié)果 荷載分項(xiàng)系數(shù) =1.2, =1.4 結(jié)構(gòu)抗力分項(xiàng)系數(shù) :進(jìn)一步分離成材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)

22、 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) =1.1,1.0, 0.9例：一簡支梁，跨度為6米，作用于上的均布荷載，恒載標(biāo)準(zhǔn)值 gk=3kn/m，分項(xiàng)系數(shù)g=1.2，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=6kn/m，分布系數(shù)q=1.4，分別計(jì)算梁跨中截面彎矩的基本效應(yīng)組合、短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合(活荷載準(zhǔn)永久系數(shù) qi = 0.4)解：基本效應(yīng)組合(內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值)2kqkg)(81)(lqgmsmkn546)64 . 132 . 1 (812荷載短期效應(yīng)組合：2kkss)(81)(lqgms荷載長期效應(yīng)組合：mkn3 .246) 64 . 03 (812mkn5 .406)63(8122kqik)(81)(lqgmsll小貼士 在正

23、常使用極限狀態(tài)中，采用標(biāo)準(zhǔn)值。 在承載能力極限狀態(tài)中，采用設(shè)計(jì)值。材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)后為其設(shè)計(jì)值。荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)后為荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值。思考題思考題2-1某個(gè)建筑結(jié)構(gòu)在什么情況下可以說它是可靠的？結(jié)構(gòu)可靠性的含義是什么？普通房屋和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)使用年限是多少？2-2我國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為哪兩類？結(jié)構(gòu)超過了各類極限狀態(tài)時(shí)會產(chǎn)生什么后果？2-13什么是目標(biāo)可靠指標(biāo)？其值一般是多少？對應(yīng)的結(jié)構(gòu)失效概率是多少？2-15寫出承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式，并說明式中各量的含義。該式中沒有出現(xiàn)可靠指標(biāo)，那么可靠性體現(xiàn)在哪里？ 受均布荷載作用的簡支梁，計(jì)算跨度。荷載受均布荷載

24、作用的簡支梁，計(jì)算跨度。荷載的標(biāo)準(zhǔn)值：永久荷載（包括梁自重）；可變均布的標(biāo)準(zhǔn)值：永久荷載（包括梁自重）；可變均布荷載，跨中承受可變集中荷載，其標(biāo)準(zhǔn)值，無風(fēng)荷載，跨中承受可變集中荷載，其標(biāo)準(zhǔn)值，無風(fēng)荷載作用（組合系數(shù)可取為荷載作用（組合系數(shù)可取為0.7）。該梁安全等）。該梁安全等級為一級。求該梁跨中截面的彎矩設(shè)計(jì)值。級為一級。求該梁跨中截面的彎矩設(shè)計(jì)值。l結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為兩種，他們是 極限狀態(tài)與 極限狀態(tài)。l建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是 及 。l在實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式中只有一種可變荷載時(shí)，引用的三個(gè)系數(shù)是：荷載分項(xiàng)系數(shù)、 分項(xiàng)系數(shù)和 系數(shù)。l混凝土強(qiáng)度指標(biāo) 混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)，稱為混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。l建筑結(jié)構(gòu)的功能要求一般包括:l按照建筑結(jié)構(gòu)可靠度的要求，對于具有 破壞特征的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，相應(yīng)的目標(biāo)可靠指標(biāo)可取得略小一些；對于具有 破壞特征的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其目標(biāo)可靠性指標(biāo) 應(yīng)取得略大一些。l在正常適用極限狀態(tài)中，要考慮荷載作用持續(xù)時(shí)間的不同，區(qū)分為三種荷載效應(yīng)組合：荷載的 效應(yīng)組合、 效應(yīng)組合和 效應(yīng)組合。l正常使用極限狀態(tài)中的驗(yàn)算采用荷 ，因而計(jì)算時(shí)不考慮荷載分