混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法3

1、 1001 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則第十章第十章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法 本章說明本章說明 本章原標(biāo)題本章原標(biāo)題“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”，第三版，第三版以前編為第三章，第四版編為第十章，并改名為以前編為第三章，第四版編為第十章，并改名為“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法計(jì)的一般原則和方法”。 本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 荷載如何確定荷載如何確定材料的強(qiáng)度如何確定材料的強(qiáng)度如何確定10.1 建

2、筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則 10.1.1 建筑結(jié)構(gòu)的組成和類型建筑結(jié)構(gòu)的組成和類型概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的量化問題結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的量化問題 1002 地上部分地上部分上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)地下部分地下部分下部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)地基、基礎(chǔ)（包括地下室）地基、基礎(chǔ)（包括地下室） 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則 1003 上部結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)水平傳力系統(tǒng)水平傳力系統(tǒng)豎向傳力系統(tǒng)豎向傳力系統(tǒng)樓蓋系統(tǒng)樓蓋系統(tǒng)柱、墻柱、墻多層建筑設(shè)計(jì)問題多層建筑設(shè)計(jì)問題高層建

3、筑設(shè)計(jì)問題高層建筑設(shè)計(jì)問題主要以豎向荷載為主，主要以豎向荷載為主，困難：困難：大跨度。大跨度。除了豎向荷載外，還有水平荷載，而且水平除了豎向荷載外，還有水平荷載，而且水平荷載成為控制荷載。荷載成為控制荷載。困難：困難：抗側(cè)力體系的構(gòu)抗側(cè)力體系的構(gòu)成。成。 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型按材料分按材料分按結(jié)構(gòu)體系分按結(jié)構(gòu)體系分中冊，中冊，p.01 1004 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段和內(nèi)容建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段和內(nèi)容10

4、.1.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段和內(nèi)容建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段和內(nèi)容工程建設(shè)的工程建設(shè)的主要環(huán)節(jié)主要環(huán)節(jié)工程勘察工程勘察工程設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)工程施工工程施工 工程建設(shè)應(yīng)當(dāng)遵循：先勘察后設(shè)計(jì)，先設(shè)計(jì)后施工的程序。工程建設(shè)應(yīng)當(dāng)遵循：先勘察后設(shè)計(jì)，先設(shè)計(jì)后施工的程序。項(xiàng)目立項(xiàng)項(xiàng)目立項(xiàng)申報(bào)、立項(xiàng)申報(bào)、立項(xiàng)項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目實(shí)施 加拿大谷倉加拿大谷倉地基失效導(dǎo)致建筑物傾倒，屬于未勘查就設(shè)計(jì)地基失效導(dǎo)致建筑物傾倒，屬于未勘查就設(shè)計(jì)概況：概況：該谷倉平面呈矩形，南北向長該谷倉平面呈矩形，南北向長59.44m，東西向?qū)?，東西向?qū)?3.47m，高，高31.00m，容積，容積36368立方米，容倉為圓筒倉，每排立方米，容倉為圓筒倉，

5、每排13個(gè)圓倉，個(gè)圓倉，共共5排排65個(gè)圓筒倉。谷個(gè)圓筒倉。谷倉基礎(chǔ)為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，厚度倉基礎(chǔ)為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，厚度61cm，埋深，埋深3.66m。谷倉于。谷倉于1911年動工年動工，1913年完工，空倉自重年完工，空倉自重20000t，相當(dāng)于裝滿谷物后滿載總重量的，相當(dāng)于裝滿谷物后滿載總重量的42.5%。平面示意圖平面示意圖側(cè)立面示意圖側(cè)立面示意圖 1005 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段和內(nèi)容建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段和內(nèi)容 1913年年9月裝谷物，月裝谷物，10月月17日當(dāng)日當(dāng)谷倉裝到谷倉裝到87.5%的谷物時(shí)，發(fā)現(xiàn)的谷

6、物時(shí)，發(fā)現(xiàn)1小時(shí)小時(shí)內(nèi)豎向沉降達(dá)內(nèi)豎向沉降達(dá)30.5cm，結(jié)構(gòu)物向西傾，結(jié)構(gòu)物向西傾斜，并在斜，并在24小時(shí)內(nèi)谷倉傾斜，傾斜度小時(shí)內(nèi)谷倉傾斜，傾斜度離垂線達(dá)離垂線達(dá)2653，谷倉西端下沉，谷倉西端下沉7.32m，東端上抬，東端上抬1.52m，上部鋼筋混，上部鋼筋混凝土筒倉堅(jiān)如磐石。凝土筒倉堅(jiān)如磐石。事故原因：事故原因：谷倉地基土事先未進(jìn)行調(diào)查研究，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開挖試驗(yàn)谷倉地基土事先未進(jìn)行調(diào)查研究，據(jù)鄰近結(jié)構(gòu)物基槽開挖試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算地基承載力為結(jié)果計(jì)算地基承載力為352kpa，應(yīng)用到此谷倉。，應(yīng)用到此谷倉。1952年經(jīng)勘察試驗(yàn)與計(jì)算，年經(jīng)勘察試驗(yàn)與計(jì)算，谷倉地基實(shí)際承載力為（谷倉地基實(shí)際承載力

7、為（193.8276.6）kpa，遠(yuǎn)小于谷倉破壞時(shí)發(fā)生的壓力，遠(yuǎn)小于谷倉破壞時(shí)發(fā)生的壓力329.4kpa，因此，谷倉地基因超載發(fā)生強(qiáng)度破壞而滑動。，因此，谷倉地基因超載發(fā)生強(qiáng)度破壞而滑動。事后處理：事后處理： 事后在下面做了七十多個(gè)支撐于基巖上的混凝土墩，使用事后在下面做了七十多個(gè)支撐于基巖上的混凝土墩，使用388個(gè)個(gè)50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了千斤頂以及支撐系統(tǒng)，才把倉體逐漸糾正過來，但其位置比原來降低了米。米。傾倒后的狀況傾倒后的狀況 1006 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段和內(nèi)容建

8、筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段和內(nèi)容 建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì) 1007 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段和內(nèi)容建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段和內(nèi)容 未設(shè)計(jì)就施工未設(shè)計(jì)就施工 （1）沒有設(shè)計(jì)圖紙就施工）沒有設(shè)計(jì)圖紙就施工（2）邊設(shè)計(jì)邊施工）邊設(shè)計(jì)邊施工10.1.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則：安全、適用、耐久和經(jīng)濟(jì)合理。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則：安全、適用、耐久和經(jīng)濟(jì)合理。在保證結(jié)構(gòu)可靠的前提下，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)先進(jìn)的、施工方便在保證結(jié)構(gòu)可靠的

9、前提下，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)先進(jìn)的、施工方便的結(jié)構(gòu)。具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：的結(jié)構(gòu)。具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：中冊，中冊，p.2 1008 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載10.2 建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載 10.2.1 結(jié)構(gòu)上的作用與荷載結(jié)構(gòu)上的作用與荷載 作用：作用： 使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力與變形的原因；使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力與變形的原因； （1）直接原因：荷載、力）直接原因：荷載、力（2）間接原因：溫度變形、收縮變形、基礎(chǔ)的不均勻沉降、）間接原因：溫度變形、收縮變形、基礎(chǔ)的不均勻沉降、地震。地震。 10.2.2 荷載的分類荷載的分類荷載分類荷

10、載分類按作用時(shí)間的長短和性質(zhì)分按作用時(shí)間的長短和性質(zhì)分按空間位置的變異按空間位置的變異按作用的方向分按作用的方向分按結(jié)構(gòu)對荷載的反應(yīng)性質(zhì)按結(jié)構(gòu)對荷載的反應(yīng)性質(zhì)水平、豎向荷載水平、豎向荷載固定、移動荷載固定、移動荷載靜荷載、動荷載靜荷載、動荷載 1009 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載（1）永久荷載（又稱恒載）永久荷載（又稱恒載） 按荷載作用時(shí)間的長短和性質(zhì)分按荷載作用時(shí)間的長短和性質(zhì)分 是指在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)，其值不隨時(shí)間變化、或其變化與平均值相比是指在設(shè)計(jì)使用期內(nèi)，其值不隨時(shí)間變化、或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)，或其

11、變化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載。可以忽略不計(jì)，或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載。 例如：結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。例如：結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。（2）可變荷載（又稱活載）可變荷載（又稱活載） 是指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其值隨時(shí)間變化，其變化與平均值相比不可忽是指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其值隨時(shí)間變化，其變化與平均值相比不可忽略的荷載。略的荷載。 例如：樓面活荷載、吊車荷載、預(yù)應(yīng)力等。例如：樓面活荷載、吊車荷載、預(yù)應(yīng)力等。（3）偶然荷載）偶然荷載 是指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間是指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載。很短的荷載。 例如：爆炸力、撞擊

12、力。例如：爆炸力、撞擊力。 1010 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載10.2.3 荷載代表值荷載代表值 關(guān)于荷載的取值關(guān)于荷載的取值 （1）荷載的不確定性）荷載的不確定性恒載恒載由施工偏差引起由施工偏差引起活荷載活荷載 偶然荷載偶然荷載（2）多荷載相遇）多荷載相遇荷載組合荷載組合確定隨機(jī)變量大小的方法確定隨機(jī)變量大小的方法（3）計(jì)算、分析情況的復(fù)雜）計(jì)算、分析情況的復(fù)雜例如強(qiáng)度計(jì)算和變形驗(yàn)算例如強(qiáng)度計(jì)算和變形驗(yàn)算 荷載代表值的提出荷載代表值的提出 荷載代表值荷載代表值荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載組合值荷載組合值荷載準(zhǔn)永久值

13、荷載準(zhǔn)永久值荷載頻遇值荷載頻遇值 1011 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載組合值荷載組合值荷載頻遇值荷載頻遇值荷載準(zhǔn)永久荷載準(zhǔn)永久值值是荷載的基本代表值；是指在結(jié)構(gòu)的使用期間（一般結(jié)構(gòu)是荷載的基本代表值；是指在結(jié)構(gòu)的使用期間（一般結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年）可能出現(xiàn)的最大值。年）可能出現(xiàn)的最大值。是指對于有兩種和兩種以上可變荷載同時(shí)作用時(shí)，使組合是指對于有兩種和兩種以上可變荷載同時(shí)作用時(shí)，使組合后的荷載效應(yīng)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率能與荷載單獨(dú)作后的荷載效應(yīng)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率能與

14、荷載單獨(dú)作用時(shí)相應(yīng)超越概率趨于一致的荷載值。用時(shí)相應(yīng)超越概率趨于一致的荷載值。是指在設(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，是指在設(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，或超越概率為規(guī)定概率的荷載值?；虺礁怕蕿橐?guī)定概率的荷載值。是指在設(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)期一是指在設(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。半的荷載值。kccqqkqqqqkffqqkgkq恒載標(biāo)準(zhǔn)值恒載標(biāo)準(zhǔn)值活荷載標(biāo)準(zhǔn)值活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 1012 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載10.2.4 豎向荷載豎向荷載1.

15、 樓面、屋面荷載樓面、屋面荷載 樓面樓面屋面屋面荷載荷載恒荷載恒荷載活荷載活荷載結(jié)構(gòu)豎向恒荷載包括結(jié)構(gòu)自重和附加在結(jié)構(gòu)上的荷結(jié)構(gòu)豎向恒荷載包括結(jié)構(gòu)自重和附加在結(jié)構(gòu)上的荷載?？梢园礃?gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與材料表觀密度計(jì)算確載?？梢园礃?gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與材料表觀密度計(jì)算確定。定。民用建筑樓面均布活荷載：民用建筑樓面均布活荷載：工業(yè)建筑樓面均布活荷載：工業(yè)建筑樓面均布活荷載：屋面活荷載：屋面活荷載：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范根據(jù)大量調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，考慮根據(jù)大量調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析，考慮可能出現(xiàn)的短期荷載，按等效均布荷載方法給出一般各可能出現(xiàn)的短期荷載，按等效均布荷載方法給出一般各類民用建筑的樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值

16、及其有關(guān)代表值系類民用建筑的樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其有關(guān)代表值系數(shù)，見附錄數(shù)，見附錄5.房屋建筑屋面水平投影面上的均布活荷載，應(yīng)按表房屋建筑屋面水平投影面上的均布活荷載，應(yīng)按表10-2采用。屋面均布活荷載不應(yīng)與雪荷載同時(shí)組合。采用。屋面均布活荷載不應(yīng)與雪荷載同時(shí)組合。 1013 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載2. 雪荷載雪荷載 屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0ssrk0s基本雪壓（基本雪壓（kn/m2），一般是根據(jù)年最大雪壓進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析確定。），一般是根據(jù)年最大雪壓進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析確定。在

17、我國，是以一般空曠平坦地面上統(tǒng)計(jì)的在我國，是以一般空曠平坦地面上統(tǒng)計(jì)的50年一遇重現(xiàn)期的最大年一遇重現(xiàn)期的最大積雪自重給出的。積雪自重給出的。r屋面積雪分布系數(shù)。它是屋面水平投影面積上的雪荷載與基本雪屋面積雪分布系數(shù)。它是屋面水平投影面積上的雪荷載與基本雪壓的比值，它與屋面形式、朝向及風(fēng)力等均有關(guān)。通常情況下，壓的比值，它與屋面形式、朝向及風(fēng)力等均有關(guān)。通常情況下，屋面積雪分布系數(shù)應(yīng)根據(jù)不同類別的屋面形式確定。屋面積雪分布系數(shù)應(yīng)根據(jù)不同類別的屋面形式確定。p.6 表表10-3 雪荷載組合值系數(shù)可取雪荷載組合值系數(shù)可取0.7；頻遇值系數(shù)可?。活l遇值系數(shù)可取0.6。準(zhǔn)永久值系數(shù)按。準(zhǔn)永久值系數(shù)按、

18、和和分區(qū)不同，分別取分區(qū)不同，分別取0.5、0.2、0。武漢屬于。武漢屬于分區(qū)。分區(qū)。 設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)及屋面的承重構(gòu)件時(shí)，可按下列規(guī)定采用積雪的分布設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)及屋面的承重構(gòu)件時(shí)，可按下列規(guī)定采用積雪的分布情況。情況。p.7。對雪荷載敏感的結(jié)構(gòu)，基本雪壓應(yīng)適當(dāng)提高，并應(yīng)由有關(guān)的結(jié)對雪荷載敏感的結(jié)構(gòu)，基本雪壓應(yīng)適當(dāng)提高，并應(yīng)由有關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范具體規(guī)定。構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范具體規(guī)定。10.2.5 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1. 風(fēng)荷載的特點(diǎn)風(fēng)荷載的特點(diǎn) 1014 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載風(fēng)荷載是風(fēng)吹到建筑物表面所形成的壓力或吸力。它具有如下

19、特點(diǎn)：風(fēng)荷載是風(fēng)吹到建筑物表面所形成的壓力或吸力。它具有如下特點(diǎn)：風(fēng)風(fēng)荷荷載載 風(fēng)風(fēng) 建筑物建筑物同一地面，離開地面的高度不同，風(fēng)速不同同一地面，離開地面的高度不同，風(fēng)速不同同一位置，地面的粗糙度不同，風(fēng)速不同同一位置，地面的粗糙度不同，風(fēng)速不同體型體型高度高度剛度剛度（近地風(fēng)）（近地風(fēng)）建筑物表面風(fēng)壓分布示意圖，建筑物表面風(fēng)壓分布示意圖，p.7，圖，圖10-1風(fēng)荷載包括由順風(fēng)向的平均風(fēng)引起的靜力風(fēng)荷風(fēng)荷載包括由順風(fēng)向的平均風(fēng)引起的靜力風(fēng)荷載和與平均風(fēng)方向一致的的順風(fēng)向脈動風(fēng)荷載載和與平均風(fēng)方向一致的的順風(fēng)向脈動風(fēng)荷載與平均風(fēng)方向垂直的橫風(fēng)向脈動風(fēng)荷載。與平均風(fēng)方向垂直的橫風(fēng)向脈動風(fēng)荷載。2.

20、 風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 1015 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載 結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的瞬時(shí)響應(yīng)最大值與風(fēng)荷載時(shí)程有關(guān)。對一般工結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下的瞬時(shí)響應(yīng)最大值與風(fēng)荷載時(shí)程有關(guān)。對一般工程設(shè)計(jì)，風(fēng)荷載可近似按靜力風(fēng)荷載并用動力放大系數(shù)考慮脈動風(fēng)的動力程設(shè)計(jì)，風(fēng)荷載可近似按靜力風(fēng)荷載并用動力放大系數(shù)考慮脈動風(fēng)的動力效應(yīng)。對主要承重結(jié)構(gòu)，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)。對主要承重結(jié)構(gòu)，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wk應(yīng)按下式應(yīng)按下式計(jì)算：計(jì)算：0wwzszkkw風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kn/m2）0w

21、基本風(fēng)壓（基本風(fēng)壓（kn/m2）s風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載體型系數(shù)z風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)z高度高度z處的風(fēng)振系數(shù)處的風(fēng)振系數(shù) 以當(dāng)?shù)乜諘缙教沟孛嫔弦援?dāng)?shù)乜諘缙教沟孛嫔?0m高處高處10min的平均風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)，的平均風(fēng)速觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)概率統(tǒng)計(jì)得到的經(jīng)概率統(tǒng)計(jì)得到的50年一遇的最年一遇的最大風(fēng)速大風(fēng)速v0，按下式計(jì)算：，按下式計(jì)算：基本風(fēng)壓：基本風(fēng)壓：202001600121vvw風(fēng)荷載組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久系數(shù)可分別取風(fēng)荷載組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久系數(shù)可分別取0.6、0.4和和0。3. 風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù) 4. 風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載體型系數(shù) 5. 風(fēng)振系數(shù)風(fēng)振系數(shù) 1016

22、第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.2建筑結(jié)構(gòu)荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載z表表 10-4，查表注意區(qū)分地面粗糙度類別。，查表注意區(qū)分地面粗糙度類別。s建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范列出了一般建筑物的列出了一般建筑物的sz 風(fēng)振系數(shù)是考慮脈動風(fēng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動力效應(yīng)的放大系數(shù)。風(fēng)振系數(shù)是考慮脈動風(fēng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動力效應(yīng)的放大系數(shù)。 結(jié)構(gòu)風(fēng)振動力效應(yīng)與房屋的自振周期、結(jié)構(gòu)阻尼特性以及風(fēng)脈動性能結(jié)構(gòu)風(fēng)振動力效應(yīng)與房屋的自振周期、結(jié)構(gòu)阻尼特性以及風(fēng)脈動性能等因素有關(guān)。剛度較大的鋼筋混凝土多層建筑，由風(fēng)荷載引起的振動很小，等因素有關(guān)。剛度較大的鋼筋混凝土多層建筑，由風(fēng)荷載引起

23、的振動很小，通常忽略不計(jì)。對較柔的高層建筑和大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)基本周期較長時(shí)，通常忽略不計(jì)。對較柔的高層建筑和大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)基本周期較長時(shí)，在風(fēng)荷載作用下發(fā)生的動力效應(yīng)不能忽略。在風(fēng)荷載作用下發(fā)生的動力效應(yīng)不能忽略。 1017 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.3結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài) 對于高聳結(jié)構(gòu)以及高度大于對于高聳結(jié)構(gòu)以及高度大于30m且高寬比大于且高寬比大于1.5的高柔房屋，在高度的高柔房屋，在高度z處的風(fēng)振系數(shù)可按以下簡化公式計(jì)算：處的風(fēng)振系數(shù)可按以下簡化公式計(jì)算：zzzv 110.3 結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)

24、結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài) 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的概念：概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的概念：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)： 建筑物的骨架，在建筑物中起著承受荷載、支撐建建筑物的骨架，在建筑物中起著承受荷載、支撐建筑物的作用。筑物的作用。對結(jié)構(gòu)的認(rèn)識對結(jié)構(gòu)的認(rèn)識 1018 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.3結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的三個(gè)基本功能三個(gè)基本功能：1.1.安全性功能安全性功能 控制標(biāo)準(zhǔn)：控制標(biāo)準(zhǔn)： 應(yīng)能承受正常施工和正常使用條件下可能出現(xiàn)的各種荷載和變形；應(yīng)能承受正常施工和正常使用條件下可能出現(xiàn)的各種荷載和變形； 在偶然事件（如地震、爆

25、炸等）發(fā)生時(shí)及發(fā)生后結(jié)構(gòu)仍保持必需的整體在偶然事件（如地震、爆炸等）發(fā)生時(shí)及發(fā)生后結(jié)構(gòu)仍保持必需的整體穩(wěn)定性，不致發(fā)生倒塌。穩(wěn)定性，不致發(fā)生倒塌。2. 2. 適用性功能適用性功能 結(jié)構(gòu)在正常使用過程中應(yīng)具有良好的工作性能。結(jié)構(gòu)在正常使用過程中應(yīng)具有良好的工作性能。 例如：吊車梁、裝飾材料。例如：吊車梁、裝飾材料。3. 3. 耐久性耐久性功能功能 在正常維護(hù)條件下，達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的年限（一般為在正常維護(hù)條件下，達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的年限（一般為5050年）。年）。 國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策：國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策： 安全適用；經(jīng)濟(jì)合理；技術(shù)先進(jìn)；確保質(zhì)量。安全適用；經(jīng)濟(jì)合理；技術(shù)先進(jìn)；確保質(zhì)量。怎樣滿足功能要求

26、？怎樣滿足功能要求？取極限狀態(tài)函數(shù)判別：取極限狀態(tài)函數(shù)判別： z=r-s z=r-s z z0 0，能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)可靠，能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)可靠z z0 0，臨界狀態(tài)，臨界狀態(tài)，極限狀態(tài)極限狀態(tài)z z0 0，不能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)失效，不能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)失效r：抗力；：抗力；s：荷載效應(yīng)：荷載效應(yīng) 1019 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.3結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)對應(yīng)對應(yīng)3 3種功能提出了兩類極限狀態(tài)：種功能提出了兩類極限狀態(tài)： 第一類：第一類：承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)； 第二類

27、：第二類：正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)。概率論實(shí)現(xiàn)的方法：概率論實(shí)現(xiàn)的方法： 密度函數(shù)密度函數(shù)計(jì)算概率計(jì)算概率 怎樣保證公式的可靠性？怎樣保證公式的可靠性？半經(jīng)驗(yàn)半概率，半經(jīng)驗(yàn)半概率，近似概率法近似概率法，全概率法全概率法。1.非概率論的方法非概率論的方法經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法：單一系數(shù)，多系數(shù)法經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法：單一系數(shù)，多系數(shù)法2.概率論的方法概率論的方法定義：詳教材中冊定義：詳教材中冊p.12 1020 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.3結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài) 建筑結(jié)構(gòu)的功能建筑結(jié)構(gòu)的功能 設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年

28、限內(nèi)，在正常維護(hù)條設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)條件下，應(yīng)能保持其使用功能，而不需要進(jìn)行大修加固。件下，應(yīng)能保持其使用功能，而不需要進(jìn)行大修加固。10.3.1 結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求建筑結(jié)構(gòu)的三個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的三個(gè)基本功能基本功能安全性安全性適用性適用性耐久性耐久性。結(jié)構(gòu)可能還會有其它附加功能要求，例如考慮突發(fā)事件對結(jié)構(gòu)提出的抗結(jié)構(gòu)可能還會有其它附加功能要求，例如考慮突發(fā)事件對結(jié)構(gòu)提出的抗倒塌性功能要求。倒塌性功能要求。 結(jié)構(gòu)安全等級結(jié)構(gòu)安全等級 雖然結(jié)構(gòu)都必須具備三個(gè)基本功能，但是不同用途的建筑物，其雖然結(jié)構(gòu)都必須具備三個(gè)基本功能，但是不同用途的建筑物，其要求的程度

29、可能不同，例如：電信大樓、普通民宅。要求的程度可能不同，例如：電信大樓、普通民宅。 1021 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.3結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)我國，按照建筑結(jié)構(gòu)破壞時(shí)可能產(chǎn)生的后果嚴(yán)重與否，將建筑結(jié)構(gòu)分我國，按照建筑結(jié)構(gòu)破壞時(shí)可能產(chǎn)生的后果嚴(yán)重與否，將建筑結(jié)構(gòu)分為三個(gè)等級：為三個(gè)等級： 安全等級安全等級破壞后果的影響程度破壞后果的影響程度建筑物的類型建筑物的類型一級一級很嚴(yán)重很嚴(yán)重重要的建筑物重要的建筑物二級二級嚴(yán)重嚴(yán)重一般的建筑物一般的建筑物三級三級不嚴(yán)重不嚴(yán)重次要建筑物次要建筑物在近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法中，結(jié)

30、構(gòu)安全等級是用結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)在近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法中，結(jié)構(gòu)安全等級是用結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0來體現(xiàn)的。來體現(xiàn)的。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限 是指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不需要進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使是指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不需要進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使用的年限。用的年限。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限結(jié)構(gòu)使用壽命結(jié)構(gòu)使用壽命注意區(qū)分注意區(qū)分這三個(gè)名這三個(gè)名詞的含義詞的含義為確定可變荷載代表值而選用的時(shí)間參數(shù)為確定可變荷載代表值而選用的時(shí)間參數(shù) 或者：或者： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限是指計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限是指計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠度所依據(jù)的年限。算結(jié)構(gòu)可靠度所依據(jù)的年限。 1022 第第

31、10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.3結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)10.3.2 結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)傳統(tǒng)觀點(diǎn)：。傳統(tǒng)觀點(diǎn)：。 現(xiàn)在的觀點(diǎn)：應(yīng)當(dāng)理解為最低限度，即允許業(yè)主提出超過規(guī)范現(xiàn)在的觀點(diǎn)：應(yīng)當(dāng)理解為最低限度，即允許業(yè)主提出超過規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限。規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限。 極限狀態(tài)的引出極限狀態(tài)的引出 設(shè)：設(shè)：s s為荷載效應(yīng)，為荷載效應(yīng)，r r為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力，則為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力，則 r rs s，能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)可靠。，能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)可靠。 r rs s，臨界狀態(tài)，臨界狀態(tài)，極限狀態(tài)極限狀態(tài)

32、。 r rs s，不能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)失效。，不能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，結(jié)構(gòu)失效。 兩類極限狀態(tài)兩類極限狀態(tài) 第一類：承載能力極限狀態(tài)第一類：承載能力極限狀態(tài)對應(yīng)的是安全性功能。對應(yīng)的是安全性功能。 第二類：正常使用極限狀態(tài)第二類：正常使用極限狀態(tài)對應(yīng)的是適用性功能和耐久對應(yīng)的是適用性功能和耐久性功能。性功能。 1023 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.4按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法10.3.3 極限狀態(tài)方程極限狀態(tài)方程 可以根據(jù)極限狀態(tài)函數(shù)可以根據(jù)極限狀態(tài)函數(shù)z的取值，判別結(jié)構(gòu)所處的狀態(tài)：的取值，判別結(jié)構(gòu)所處的狀態(tài)

33、：z0，結(jié)構(gòu)可靠，結(jié)構(gòu)可靠z =0，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)z0, 結(jié)構(gòu)失效結(jié)構(gòu)失效z=r-s10.4 10.4 按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 10.4.1 結(jié)構(gòu)的可靠度結(jié)構(gòu)的可靠度結(jié)構(gòu)可靠性結(jié)構(gòu)可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。的能力稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。結(jié)構(gòu)可靠度結(jié)構(gòu)可靠度：是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，即結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工作壽命內(nèi)，：是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，即結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工作壽命內(nèi)，在正常條件下，完成預(yù)定功能的概率。在正常條件下，完成預(yù)定功能的概率。r 和和s 的概率密度分布曲線的

34、概率密度分布曲線這里，規(guī)定的時(shí)間是指結(jié)構(gòu)的這里，規(guī)定的時(shí)間是指結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限，設(shè)計(jì)使用年限，所有的統(tǒng)計(jì)分析均以該所有的統(tǒng)計(jì)分析均以該時(shí)間區(qū)段為準(zhǔn)。時(shí)間區(qū)段為準(zhǔn)。規(guī)定的條件是指規(guī)定的條件是指正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)的條件護(hù)的條件，不包括非正常的，例如人為的錯(cuò)誤。，不包括非正常的，例如人為的錯(cuò)誤。 1024 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.4按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 由于作用效應(yīng)由于作用效應(yīng) s s 和結(jié)構(gòu)抗力和結(jié)構(gòu)抗力 r r 都是隨機(jī)變量或隨機(jī)過程，因此都是隨機(jī)變量或隨機(jī)過

35、程，因此要絕對地保證要絕對地保證 r r 總是大于總是大于s s 是不可能的。是不可能的。10.4.2 10.4.2 可靠指標(biāo)與失效概率可靠指標(biāo)與失效概率 由圖可見，在多數(shù)情況下，由圖可見，在多數(shù)情況下，r r 大于大于s s 。但是，由于。但是，由于 r r 和和 s s 的離散的離散性，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)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) r r 小于小于s s 的情況，這種可能性的大小用概率來表示就是失效概率的情況，這種可能性的大小用概率來表示就是失效概率 。fp 1025 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一

36、般原則和方法10.4按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法結(jié)構(gòu)失效概率結(jié)構(gòu)失效概率 ：fpdzzfzppf0)()0(引入可靠指標(biāo)引入可靠指標(biāo) ：zz當(dāng)當(dāng) r 和和 s 都服從正態(tài)分布都服從正態(tài)分布時(shí)，功能函數(shù)時(shí)，功能函數(shù) z 的概率密的概率密度曲線如圖所示：度曲線如圖所示：22srsrzz；當(dāng)；當(dāng)z為線性時(shí)，且符合正態(tài)分布時(shí)：為線性時(shí)，且符合正態(tài)分布時(shí)： 了了 fpfpfp?？煽恐笜?biāo)?？煽恐笜?biāo)與失效概率與失效概率可靠指標(biāo)可靠指標(biāo)和失效概率和失效概率有一有一 一對應(yīng)關(guān)系，計(jì)算了一對應(yīng)關(guān)系，計(jì)算了的對應(yīng)關(guān)系，的對應(yīng)關(guān)系， p.38，表，表3-2：就相當(dāng)于計(jì)算就相當(dāng)于計(jì)算 1.01.

37、5910-13.71.0810-52.73.4710-34.21.3310-63.26.8710-4fpfp所以比較方便的方法是用所以比較方便的方法是用來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并以此來來進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并以此來判斷結(jié)構(gòu)判斷結(jié)構(gòu)的可靠度。的可靠度。表表3-2 可靠指標(biāo)可靠指標(biāo)與失效概率與失效概率pf 的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系 我國規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)我國規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo) ，p.39p.39，表，表3-33-3。破壞類型破壞類型安安 全全 等等 級級一級一級二級二級三級三級延性破壞延性破壞3.73.73.23.22.72.7脆性破壞脆性破壞4.24.2

38、3.73.73.23.2 1026 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.4按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法10.5 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 10.5.1 分項(xiàng)系數(shù)分項(xiàng)系數(shù) 用用 計(jì)算的難度計(jì)算的難度 缺乏直觀性，一般的工程技術(shù)人員難缺乏直觀性，一般的工程技術(shù)人員難以接受。以接受。 引入分項(xiàng)系數(shù)，取得和力學(xué)計(jì)算相一致的表達(dá)式形式引入分項(xiàng)系數(shù)，取得和力學(xué)計(jì)算相一致的表達(dá)式形式 力學(xué)計(jì)算的一般表達(dá)式：力學(xué)計(jì)算的一般表達(dá)式： 1027 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.5實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)

39、用設(shè)計(jì)表達(dá)式ksss例如，對于例如，對于承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)： 荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值srrkrr荷載分項(xiàng)系數(shù)。荷載分項(xiàng)系數(shù)。 抗力標(biāo)準(zhǔn)值抗力標(biāo)準(zhǔn)值抗力分項(xiàng)系數(shù)。抗力分項(xiàng)系數(shù)。 承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)的通式（一般表達(dá)式）的通式（一般表達(dá)式）rkksrs 1028 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.5實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 按極限狀態(tài)按極限狀態(tài) z =rs 0 設(shè)計(jì)，但要求超過極限狀態(tài)的概率不超設(shè)計(jì)，但要求超過極限狀態(tài)的概率不超過允許值，即過允許值，即pfpf，或，或 。而取荷載和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算而取荷載和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)

40、值計(jì)算時(shí)是滿足不了這一要求的。因此，為了滿足目標(biāo)可靠指標(biāo)的要求，必時(shí)是滿足不了這一要求的。因此，為了滿足目標(biāo)可靠指標(biāo)的要求，必須對荷載和材料強(qiáng)度取值在以標(biāo)準(zhǔn)值作為基本代表值的基礎(chǔ)上分別予須對荷載和材料強(qiáng)度取值在以標(biāo)準(zhǔn)值作為基本代表值的基礎(chǔ)上分別予以放大和折減。這種放大或折減的系數(shù)就稱之為分項(xiàng)系數(shù)。其大小則以放大和折減。這種放大或折減的系數(shù)就稱之為分項(xiàng)系數(shù)。其大小則按照目標(biāo)可靠指標(biāo)按照目標(biāo)可靠指標(biāo)通過反算來確定。通過反算來確定。 荷載的分項(xiàng)系數(shù)荷載的分項(xiàng)系數(shù)?！癵b50068-2001gb50068-2001，將荷載分成永久荷載和可，將荷載分成永久荷載和可變荷載兩類，相應(yīng)給出兩個(gè)規(guī)定的系數(shù)變荷載

41、兩類，相應(yīng)給出兩個(gè)規(guī)定的系數(shù)g g、q q。這兩個(gè)分項(xiàng)系數(shù)是在。這兩個(gè)分項(xiàng)系數(shù)是在荷載標(biāo)準(zhǔn)值已給定的前提下，使按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)所得的各類荷載標(biāo)準(zhǔn)值已給定的前提下，使按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)所得的各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)，與規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)之間，在總體上誤差最小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)，與規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)之間，在總體上誤差最小為原則，經(jīng)優(yōu)化后選定的。為原則，經(jīng)優(yōu)化后選定的。”（荷載規(guī)范說明，（荷載規(guī)范說明，p.134p.134）。）。s 上式中的分項(xiàng)系數(shù)是按照上式中的分項(xiàng)系數(shù)是按照目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)值（或確定的值（或確定的結(jié)構(gòu)失效結(jié)構(gòu)失效概率概率pfpf值），并考慮工程經(jīng)驗(yàn)經(jīng)優(yōu)選后確定

42、。教材中冊值），并考慮工程經(jīng)驗(yàn)經(jīng)優(yōu)選后確定。教材中冊p.16p.16給出了一個(gè)給出了一個(gè)如何計(jì)算如何計(jì)算r r、s s的過程。的過程。上式已經(jīng)包含了結(jié)構(gòu)可靠度的概念。上式已經(jīng)包含了結(jié)構(gòu)可靠度的概念。 1029 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.5實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 需要指出的是：在目前的概率極限狀態(tài)分析中，只用到統(tǒng)計(jì)平均值需要指出的是：在目前的概率極限狀態(tài)分析中，只用到統(tǒng)計(jì)平均值和均方差，并非實(shí)際的概率分布，并且在分離導(dǎo)出分項(xiàng)系數(shù)時(shí)還作了一和均方差，并非實(shí)際的概率分布，并且在分離導(dǎo)出分項(xiàng)系數(shù)時(shí)還作了一些假定，運(yùn)算中采用了一些近似的處理方法

43、，因而計(jì)算結(jié)果是近似的，些假定，運(yùn)算中采用了一些近似的處理方法，因而計(jì)算結(jié)果是近似的，所以只能稱為所以只能稱為近似概率設(shè)計(jì)方法近似概率設(shè)計(jì)方法。10.5.2 荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合 結(jié)構(gòu)計(jì)算一般是結(jié)構(gòu)計(jì)算一般是按單個(gè)荷載計(jì)算按單個(gè)荷載計(jì)算的其效應(yīng)的其效應(yīng) 荷載效應(yīng)組合的概念荷載效應(yīng)組合的概念 恒荷載產(chǎn)生的效應(yīng)恒荷載產(chǎn)生的效應(yīng)樓面活荷載產(chǎn)生的效應(yīng)樓面活荷載產(chǎn)生的效應(yīng)風(fēng)荷載產(chǎn)生的效應(yīng)風(fēng)荷載產(chǎn)生的效應(yīng)采用的荷載值采用的荷載值恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值活荷載標(biāo)準(zhǔn)值活荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值而實(shí)際結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件是同時(shí)承受這些荷載作用的，這就產(chǎn)生了荷載效而實(shí)際結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件是同時(shí)承受這些荷載作用

44、的，這就產(chǎn)生了荷載效應(yīng)的組合問題。應(yīng)的組合問題。 1030 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.5實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 我國荷載規(guī)范給出的幾種荷載效應(yīng)組合我國荷載規(guī)范給出的幾種荷載效應(yīng)組合 基本組合、偶然組合、標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合基本組合、偶然組合、標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合 各極限狀態(tài)對應(yīng)的荷載效應(yīng)組合與一般表達(dá)式各極限狀態(tài)對應(yīng)的荷載效應(yīng)組合與一般表達(dá)式 對于對于承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)采用：，應(yīng)采用： 基本組合基本組合偶然組合偶然組合0sr考慮到結(jié)構(gòu)安全等級或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使考慮到結(jié)構(gòu)安全等級或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限的差異，

45、其目標(biāo)可靠指標(biāo)應(yīng)用年限的差異，其目標(biāo)可靠指標(biāo)應(yīng)相應(yīng)提高或降低，故引入相應(yīng)提高或降低，故引入0結(jié)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)構(gòu)重要性系數(shù)。對于對于正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用：，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用： 標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合頻遇組合頻遇組合準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合skcc為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用為結(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、裂要求的規(guī)定限值，例如：變形、裂縫、振幅、加速度、應(yīng)力等?？p、振幅、加速度、應(yīng)力等。 1031 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.5實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式10.5.3 承載能力極限

46、狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 荷載規(guī)范的有關(guān)規(guī)定荷載規(guī)范的有關(guān)規(guī)定 1. 1.按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮作用效應(yīng)的按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮作用效應(yīng)的基本組合基本組合，必，必要時(shí)尚應(yīng)考慮作用效應(yīng)的要時(shí)尚應(yīng)考慮作用效應(yīng)的偶然組合偶然組合。 2. 2.對于基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)從由可變荷載效應(yīng)控對于基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值應(yīng)從由可變荷載效應(yīng)控制的組合和由永久荷載效應(yīng)控制的兩組組合中取最不利值確定。制的組合和由永久荷載效應(yīng)控制的兩組組合中取最不利值確定。 按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)：按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)：應(yīng)考慮作用應(yīng)考慮作用效應(yīng)的效應(yīng)的基本組合基本組合偶然組

47、合（必要時(shí)）偶然組合（必要時(shí)）基本組合基本組合由永久荷載效應(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)控制的組合設(shè)計(jì)中應(yīng)取最不利值。設(shè)計(jì)中應(yīng)取最不利值。rs 0 荷載效應(yīng)的基本組合計(jì)算公式荷載效應(yīng)的基本組合計(jì)算公式 簡單表達(dá)式：簡單表達(dá)式：（1 1）對由可變荷載效應(yīng)控制的組合）對由可變荷載效應(yīng)控制的組合 kccksskqikciniqikqqgkgffrsss,)(2110（2 2）對由永久荷載效應(yīng)控制的組合）對由永久荷載效應(yīng)控制的組合 kcsqikciniqikggffrss,)(10（1028） （1029） 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，和結(jié)構(gòu)的安全等級有關(guān)。結(jié)構(gòu)重要性系

48、數(shù)，和結(jié)構(gòu)的安全等級有關(guān)。0安全等級安全等級 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 設(shè)計(jì)使用年限（年）設(shè)計(jì)使用年限（年）一級一級1.11.1100100二級二級1.01.05050三級三級0.90.955 1032 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.5實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式注意：在抗震設(shè)計(jì)中，不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)注意：在抗震設(shè)計(jì)中，不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù) 分別表示永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)、可變分別表示永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)、可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)。荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)。和和 ，一般取，一般取1.41.4。 永久荷載、可變

49、荷載永久荷載、可變荷載1 1、i i的分項(xiàng)系數(shù)。的分項(xiàng)系數(shù)。這里這里g g、q q分分別代表永久荷載和可變荷載別代表永久荷載和可變荷載。且。且qiqg,12.1g35.1g0 .1g1qqiqikqkgksss,對由可變荷載效應(yīng)控制的組合，取對由可變荷載效應(yīng)控制的組合，取對由永久荷載效應(yīng)控制的組合，取對由永久荷載效應(yīng)控制的組合，取當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時(shí)，取當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時(shí)，取可變荷載組合系數(shù)?？勺兒奢d組合系數(shù)。ic鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度；鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度；ssskff混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。ccckff 1033 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般

50、原則和方法10.5實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式10.5.4 10.5.4 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 確定正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式所考慮的問題確定正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式所考慮的問題 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，變形過大或裂縫過寬雖影響正常使用，按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，變形過大或裂縫過寬雖影響正常使用，但危害的程度不及承載能力引起的結(jié)構(gòu)破壞造成的損失那么大，所以可適但危害的程度不及承載能力引起的結(jié)構(gòu)破壞造成的損失那么大，所以可適當(dāng)降低對可靠度的要求。當(dāng)降低對可靠度的要求。方法方法：計(jì)算時(shí)取標(biāo)準(zhǔn)值，也不考慮：計(jì)算時(shí)取標(biāo)準(zhǔn)值，也不考慮0（1 1）承載能力極限狀態(tài)）承載

51、能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)在可靠度要求上的差別與正常使用極限狀態(tài)在可靠度要求上的差別 （2 2）怎樣考慮可變荷載的影響怎樣考慮可變荷載的影響 可變荷載的最大值并非長期作用于結(jié)構(gòu)之上。衡量可變荷載的大小，可變荷載的最大值并非長期作用于結(jié)構(gòu)之上。衡量可變荷載的大小，既要考慮值，還要考慮作用時(shí)間的長短。既要考慮值，還要考慮作用時(shí)間的長短。 1034 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.5實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式怎樣度量可變荷載值：用超越某個(gè)值的方式來度量。怎樣度量可變荷載值：用超越某個(gè)值的方式來度量?？勺兒奢d的標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值：是結(jié)構(gòu)使用期間

52、可能遇到的最大值，保證率：是結(jié)構(gòu)使用期間可能遇到的最大值，保證率95。頻遇值頻遇值：根據(jù)超越的總時(shí)間或超越的次數(shù)來確定的值。：根據(jù)超越的總時(shí)間或超越的次數(shù)來確定的值。 準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值：根據(jù)達(dá)到或超過該值的總持續(xù)時(shí)間與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)總持續(xù)時(shí)：根據(jù)達(dá)到或超過該值的總持續(xù)時(shí)間與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)總持續(xù)時(shí)間的比值確定的值。間的比值確定的值。 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 用于，當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重的永用于，當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重的永久性損害的情況。久性損害的情況。按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)：按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)：用于，當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生局部損害、用于，當(dāng)一個(gè)極限

53、狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生局部損害、較大變形或短暫振動的情況。較大變形或短暫振動的情況。按荷載的頻遇組合時(shí)：按荷載的頻遇組合時(shí)：kqiniickqgkssss21(3-26) 可變荷載的組合值系數(shù)可變荷載的組合值系數(shù) ikqniiqkqfgkssss211(3-27) 可變荷載的頻遇值系數(shù)可變荷載的頻遇值系數(shù) csk式中式中 c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。等的限值。簡單表達(dá)式：簡單表達(dá)式： 1035 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.5實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式用于，當(dāng)長期荷載效應(yīng)起決定性作用的情況。用于，當(dāng)長期荷載效應(yīng)起決定性作用的情況。按荷載的準(zhǔn)永久組合時(shí)：按荷載的準(zhǔn)永久組合時(shí)：qikniqigksss1(3-26a) (3-26a) 可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù) 1036 第第10章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法10.5實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 關(guān)于偶然組合關(guān)于偶然組合 偶然荷載（如爆炸力、撞擊力）的代表值不乘分項(xiàng)系數(shù)，與偶然荷載偶然荷載（如爆炸力、撞擊力）的代表值不乘分項(xiàng)系數(shù)，與偶然荷載可能同