溷凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則(1)ppt課件

1、河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院CH3 CH3 Design Method Design Method of Concrete of Concrete StructuresStructures河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)Emphasis了解構(gòu)造上的作用、作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力的概念及其隨機(jī)特性；了解混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)方法的實(shí)際根底了解混凝土構(gòu)造設(shè)計(jì)方法的實(shí)際根底可可靠度理靠度理論；論；掌握我國規(guī)范的設(shè)計(jì)方法掌握我國規(guī)范的設(shè)計(jì)方法概率極限形狀設(shè)概率極限形狀設(shè)計(jì)法。計(jì)法。河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院1.混凝土構(gòu)造定義與分類混凝土構(gòu)造定

2、義與分類Concept and Classification of Structure構(gòu)造構(gòu)造Structure：由不同受力構(gòu)件組成的接受各種外部作用的骨：由不同受力構(gòu)件組成的接受各種外部作用的骨架架按空間位置和力的傳送關(guān)系分為：按空間位置和力的傳送關(guān)系分為：程度承重構(gòu)造程度承重構(gòu)造Horizontalbearingstructure豎向承重構(gòu)造豎向承重構(gòu)造Verticalbearingstructure地下承重構(gòu)造地下承重構(gòu)造Undergroundbearingstructure一、一、 構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院2.構(gòu)造上的

3、作用、作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力構(gòu)造上的作用、作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力 Action,action effect and resistance作用作用ActioAction n直接作用直接作用Directaction間接作用間接作用Indirectaction:指施加在構(gòu)造上的荷載，如恒荷載、指施加在構(gòu)造上的荷載，如恒荷載、風(fēng)荷載等風(fēng)荷載等:指引起構(gòu)造外加變形和約束變形的其它作用指引起構(gòu)造外加變形和約束變形的其它作用如地基沉降、溫度變化、混凝土收縮等。如地基沉降、溫度變化、混凝土收縮等。作用的分類作用的分類構(gòu)造的反響特點(diǎn)分構(gòu)造的反響特點(diǎn)分靜態(tài)作用靜態(tài)作用Static action :Static actio

4、n :使構(gòu)造產(chǎn)生的加速度可以忽略不計(jì)的作用，使構(gòu)造產(chǎn)生的加速度可以忽略不計(jì)的作用，如自重如自重 樓面人群、家具荷載，雪荷載等樓面人群、家具荷載，雪荷載等動態(tài)作用動態(tài)作用Dynamic action :Dynamic action :使構(gòu)造產(chǎn)生的加速度不可忽略的作用，如地使構(gòu)造產(chǎn)生的加速度不可忽略的作用，如地 震、吊車荷載、設(shè)備振動、高層風(fēng)荷載等震、吊車荷載、設(shè)備振動、高層風(fēng)荷載等一、一、 構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院一、一、 構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性按時(shí)間變異性分按時(shí)間變異性分永久作用永久作用Permanent

5、 action :Permanent action :在構(gòu)造運(yùn)用期間，其值不隨時(shí)間變化，在構(gòu)造運(yùn)用期間，其值不隨時(shí)間變化，或其或其 變化與平均值相比可忽略不計(jì)，如自重、土變化與平均值相比可忽略不計(jì)，如自重、土 壓力、預(yù)壓應(yīng)力等壓力、預(yù)壓應(yīng)力等可變作用可變作用Variable action Variable action ：在構(gòu)造運(yùn)用期間：在構(gòu)造運(yùn)用期間, ,其值隨時(shí)間變化且其其值隨時(shí)間變化且其變化變化 與平均值相比不可忽略，如樓面活荷載、吊與平均值相比不可忽略，如樓面活荷載、吊 車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等偶爾作用偶爾作用Accidental action :Acciden

6、tal action :在構(gòu)造運(yùn)用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出在構(gòu)造運(yùn)用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，現(xiàn)， 其量值很大且繼續(xù)時(shí)間很短的作用，如地其量值很大且繼續(xù)時(shí)間很短的作用，如地 震、爆炸、沖擊等震、爆炸、沖擊等按空間位置的變異性分按空間位置的變異性分固定作用固定作用Fixed action Fixed action ：在構(gòu)造上具有固定的分布，如自重、固定設(shè)：在構(gòu)造上具有固定的分布，如自重、固定設(shè)備備 荷載等荷載等可動作用可動作用Movable action :Movable action :在構(gòu)造上一定范圍內(nèi)可恣意分布的作用，在構(gòu)造上一定范圍內(nèi)可恣意分布的作用，如如 人群荷載、吊車荷載人群荷載、

7、吊車荷載河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院 作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力Action effect and structural resistance一、一、 構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性指作用引起的構(gòu)造或構(gòu)件的內(nèi)力、變形和裂痕等Internal force,deformation and crack指構(gòu)造或構(gòu)件接受作用效應(yīng)的才干，如承載力、剛度和抗裂度等Carrying capacity,stiffness and the degree of crack resistance河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院3. 3. 構(gòu)造設(shè)計(jì)中的不確定性

8、構(gòu)造設(shè)計(jì)中的不確定性 2)(81lqgMa.恒載恒載g與構(gòu)件尺寸、資料容重等有關(guān)與構(gòu)件尺寸、資料容重等有關(guān)b.活載活載q的數(shù)值是隨時(shí)在變化的的數(shù)值是隨時(shí)在變化的c.計(jì)算跨度計(jì)算跨度l的不準(zhǔn)確的不準(zhǔn)確bfAfhAfMcsysyu5 . 00a.資料強(qiáng)度資料強(qiáng)度fy和和fc的離散的離散b.截面尺寸截面尺寸h0和和b的施工誤差的施工誤差uMM 不一定平安可靠不一定平安可靠!g+q雖設(shè)計(jì)保證雖設(shè)計(jì)保證一、一、 構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性隨機(jī)變量隨機(jī)變量 河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院一、一、 構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理

9、工大學(xué)土木工程學(xué)院一、一、 構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造設(shè)計(jì)的目的：在一定的經(jīng)濟(jì)條件下，使構(gòu)造在預(yù)定構(gòu)造設(shè)計(jì)的目的：在一定的經(jīng)濟(jì)條件下，使構(gòu)造在預(yù)定的運(yùn)用期限內(nèi)能滿足設(shè)計(jì)所預(yù)期的各種功能要求，包括的運(yùn)用期限內(nèi)能滿足設(shè)計(jì)所預(yù)期的各種功能要求，包括平安性、適用性和耐久性。平安性、適用性和耐久性。Safety,Serviceability,Durability4.構(gòu)造的功能要求構(gòu)造的功能要求Functional Requirements of Structure可靠性可靠性Reliability河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院一、一、 構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造的

10、預(yù)定功能及可靠性5.構(gòu)造的可靠性與平安等級構(gòu)造的可靠性與平安等級Reliabilityofstructureandsafetygrade 可靠性Reliability ：構(gòu)造或構(gòu)件在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的才干。設(shè)計(jì)運(yùn)用年限設(shè)計(jì)運(yùn)用年限設(shè)計(jì)運(yùn)用年限設(shè)計(jì)運(yùn)用年限D(zhuǎn)esign Working Life:是設(shè)計(jì)規(guī)定的構(gòu)造是設(shè)計(jì)規(guī)定的構(gòu)造或構(gòu)件不需進(jìn)展大修就能按預(yù)期目的運(yùn)用、完成預(yù)定或構(gòu)件不需進(jìn)展大修就能按預(yù)期目的運(yùn)用、完成預(yù)定功能的時(shí)期，即構(gòu)造在規(guī)定的條件下所應(yīng)到達(dá)的運(yùn)用功能的時(shí)期，即構(gòu)造在規(guī)定的條件下所應(yīng)到達(dá)的運(yùn)用年限。年限。設(shè)計(jì)運(yùn)用年限并不等同于構(gòu)造實(shí)踐壽命和耐久年限。設(shè)計(jì)運(yùn)用年

11、限并不等同于構(gòu)造實(shí)踐壽命和耐久年限。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期design reference period:為確定可變作用為確定可變作用及與時(shí)間有關(guān)的資料性能等取值而選用的時(shí)間參數(shù)。及與時(shí)間有關(guān)的資料性能等取值而選用的時(shí)間參數(shù)。河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院可靠性可靠性Reliability：指構(gòu)造在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成：指構(gòu)造在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的才干。預(yù)定功能的才干。 可靠度可靠度Degree of Reliability Degree of Reliability ：構(gòu)造在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，：構(gòu)造在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件

12、下， 完成預(yù)定功能完成預(yù)定功能的概率。的概率。規(guī)定的條件規(guī)定的條件正常設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)用和維護(hù)條件下平安性、適用性、耐久性預(yù)定功能預(yù)定功能一、一、 構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院一、一、 構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性構(gòu)造的預(yù)定功能及可靠性可靠性與經(jīng)濟(jì)性相協(xié)調(diào)可靠性與經(jīng)濟(jì)性相協(xié)調(diào)平安平安等級等級破壞破壞后果后果建筑物建筑物類型類型一級一級很嚴(yán)重很嚴(yán)重重要建筑重要建筑二級二級嚴(yán)重嚴(yán)重普通建筑普通建筑三級三級不嚴(yán)重不嚴(yán)重次要建筑次要建筑根據(jù)破壞后果的嚴(yán)重性，將建筑物劃分為三個(gè)根據(jù)破壞后果的嚴(yán)重性，將建筑物劃分為三個(gè)平安等級平安等級 Safety

13、Grade河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院二、二、 構(gòu)造的極限形狀構(gòu)造的極限形狀1. 極限形狀定義與分類極限形狀定義與分類Concept and Classification of Limit State承載才干極限形狀：構(gòu)造或構(gòu)件到達(dá)最大承載才干或不適于承載的過大變承載才干極限形狀：構(gòu)造或構(gòu)件到達(dá)最大承載才干或不適于承載的過大變形。形。假設(shè)整個(gè)構(gòu)造或構(gòu)造一部分超越某一特定形狀就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某假設(shè)整個(gè)構(gòu)造或構(gòu)造一部分超越某一特定形狀就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此形狀即為該功能的極限形狀。一功能要求，此形狀即為該功能的極限形狀。承載才干極限形狀承載才干極限形狀Limi

14、t State of carrying capacity正常運(yùn)用極限形狀正常運(yùn)用極限形狀Limit State of serviceability1整個(gè)構(gòu)造或構(gòu)造的一部分作為剛體失去平衡如傾覆等。2構(gòu)造構(gòu)件或銜接發(fā)生資料強(qiáng)度破壞，疲勞破壞，或因過度變形而不適于繼續(xù)承載。3構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系。4構(gòu)造或構(gòu)件喪失穩(wěn)定如壓屈等。5地基喪失承載才干而破壞如失穩(wěn)等。正常運(yùn)用極限形狀：構(gòu)造或構(gòu)件到達(dá)正常運(yùn)用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定的限正常運(yùn)用極限形狀：構(gòu)造或構(gòu)件到達(dá)正常運(yùn)用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定的限值。值。1影響正常運(yùn)用或外觀的變形。2影響正常運(yùn)用或耐久性能的部分破壞包括裂痕。3影響正常運(yùn)用的振動。4影響正常運(yùn)用

15、的其他特定形狀。6構(gòu)造因部分破壞而發(fā)生延續(xù)倒塌河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院臨界形狀臨界形狀二、二、 構(gòu)造的極限形狀構(gòu)造的極限形狀LimitStateLimit State of carrying capacityLimit State of serviceabilityDurability Serviceability Safety 河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院偶爾情況偶爾情況Accidentalsituation短暫情況短暫情況Short-timesituation建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)構(gòu)造在施工和運(yùn)用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)構(gòu)造

16、在施工和運(yùn)用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分以下三種設(shè)計(jì)情況：以下三種設(shè)計(jì)情況：耐久情況耐久情況Long-timesituation在構(gòu)造運(yùn)用過程中一定出現(xiàn)，在構(gòu)造運(yùn)用過程中一定出現(xiàn)，繼續(xù)時(shí)間較長的情況繼續(xù)時(shí)間較長的情況在構(gòu)造施工和運(yùn)用過程中出現(xiàn)在構(gòu)造施工和運(yùn)用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設(shè)計(jì)運(yùn)用年限概率較大，而與設(shè)計(jì)運(yùn)用年限相比繼續(xù)時(shí)間很短的情況相比繼續(xù)時(shí)間很短的情況在構(gòu)造運(yùn)用過程中出現(xiàn)概率很在構(gòu)造運(yùn)用過程中出現(xiàn)概率很小，且繼續(xù)期很短的情況小，且繼續(xù)期很短的情況均應(yīng)進(jìn)展承載才干均應(yīng)進(jìn)展承載才干極限形狀設(shè)計(jì)；對極限形狀設(shè)計(jì)；對耐久情況，尚應(yīng)進(jìn)耐久情況，尚應(yīng)進(jìn)展正常運(yùn)用極限形展正常運(yùn)用極限形狀設(shè)計(jì)；對短暫情

17、狀設(shè)計(jì)；對短暫情況，可根據(jù)需求進(jìn)況，可根據(jù)需求進(jìn)展正常運(yùn)用極限形展正常運(yùn)用極限形狀設(shè)計(jì)；對偶爾情狀設(shè)計(jì)；對偶爾情況，可不進(jìn)展正常況，可不進(jìn)展正常運(yùn)用極限形狀設(shè)計(jì)運(yùn)用極限形狀設(shè)計(jì)2.構(gòu)造的設(shè)計(jì)情況構(gòu)造的設(shè)計(jì)情況Design State of Structure四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院3 3、構(gòu)造的功能函數(shù)和極限形狀方程、構(gòu)造的功能函數(shù)和極限形狀方程Performance Function and Limit State Performance Function and Limit State EquationEquation構(gòu)造

18、構(gòu)件的任務(wù)形狀可用包括各有關(guān)變量在內(nèi)的構(gòu)造功能函數(shù)來表構(gòu)造構(gòu)件的任務(wù)形狀可用包括各有關(guān)變量在內(nèi)的構(gòu)造功能函數(shù)來表達(dá)。達(dá)。12(,)nZg XXX12(,)0nZg XXX極限形狀方程極限形狀方程limitstateequation( , )Zg R SRS當(dāng)功能函數(shù)中僅包括作用效應(yīng)當(dāng)功能函數(shù)中僅包括作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力和構(gòu)造抗力兩個(gè)根本變量時(shí)，可得兩個(gè)根本變量時(shí)，可得RS功能函數(shù)功能函數(shù)performancefunction當(dāng)當(dāng)時(shí)，時(shí)，0Z 構(gòu)造處于可靠形狀構(gòu)造處于可靠形狀當(dāng)當(dāng)時(shí)，時(shí)，當(dāng)當(dāng)時(shí)，時(shí)，構(gòu)造處于失效形狀構(gòu)造處于失效形狀構(gòu)造處于極限形狀構(gòu)造處于極限形狀0Z 0Z 二、二、 構(gòu)造的極限形狀

19、方程和可靠度構(gòu)造的極限形狀方程和可靠度河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院三、三、 概率極限形狀設(shè)計(jì)法概率極限形狀設(shè)計(jì)法1.構(gòu)造可靠度和失效概率構(gòu)造可靠度和失效概率DegreeofReliabilityandFailureProbability 作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力均為隨機(jī)的，構(gòu)造滿足或不滿足其功能要求的事件也是隨機(jī)的。 構(gòu)造在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定條件下，完成預(yù)定功能的概率稱為可靠概率Ps，亦稱為構(gòu)造可靠度Degree of Reliability ，是構(gòu)造可靠性的概率度量；出現(xiàn)不滿足功能要求的概率稱為失效概率Failure Probability Pf。 Ps-Reliable Pr

20、obability Pf-Failure Probability河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院)(xfnxnii1-均值：表示隨機(jī)變量均值：表示隨機(jī)變量 取值的集中位置取值的集中位置nxnii12-規(guī)范差：表示隨機(jī)變量的離散程規(guī)范差：表示隨機(jī)變量的離散程度度-變異系數(shù)：反映相對離散程度變異系數(shù)：反映相對離散程度概率知識概率知識三、三、 概率極限形狀設(shè)計(jì)法概率極限形狀設(shè)計(jì)法河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院由 于 作由 于 作用效應(yīng)用效應(yīng)S和構(gòu)和構(gòu)造抗力造抗力R都是都是隨 機(jī) 變 量 ，隨 機(jī) 變 量 ，要絕對保證要絕對保證R總是大于總是大于S是是不 能 夠 的

21、。不 能 夠 的 。三、三、 概率極限形狀設(shè)計(jì)法概率極限形狀設(shè)計(jì)法河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院當(dāng)構(gòu)造功能函數(shù)中僅有兩個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)變量當(dāng)構(gòu)造功能函數(shù)中僅有兩個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)變量和和，且都服從正態(tài)分，且都服從正態(tài)分布布(Normaldistribution)時(shí)，功能函數(shù)時(shí)，功能函數(shù)的概率密度曲線如下圖。的概率密度曲線如下圖。RSZprobabilitydensitydistributioncurve0f(0)( )pP Zf Z dZ構(gòu)造的失效概率可直接經(jīng)過構(gòu)造的失效概率可直接經(jīng)過的概率圖中陰影面積來表達(dá)，即的概率圖中陰影面積來表達(dá)，即0Z 三、三、 概率極限形狀設(shè)計(jì)法概率極限形狀

22、設(shè)計(jì)法2221( )2zzZzf Ze河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院 f(Z)bzzpfZ = R - S2.構(gòu)造的可靠目的構(gòu)造的可靠目的ReliabilityIndexzzb假設(shè)假設(shè)R、S相互獨(dú)立，均服從相互獨(dú)立，均服從正態(tài)分布，那么正態(tài)分布，那么R、S的統(tǒng)計(jì)規(guī)律不充分，的統(tǒng)計(jì)規(guī)律不充分，Pf不易計(jì)算，用可靠目的替代不易計(jì)算，用可靠目的替代SRz22SRZ均值越大，均值越大，越大，構(gòu)造越越大，構(gòu)造越可靠；規(guī)范差越小，可靠；規(guī)范差越小，越大，越大，構(gòu)造越可靠構(gòu)造越可靠ZZb22SRSRfp三、三、 概率極限形狀設(shè)計(jì)法概率極限形狀設(shè)計(jì)法河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工

23、程學(xué)院設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的、作為設(shè)計(jì)構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件時(shí)所應(yīng)到達(dá)的可靠設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的、作為設(shè)計(jì)構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件時(shí)所應(yīng)到達(dá)的可靠目的，稱為設(shè)計(jì)可靠目的，又稱為目的可靠目的。目的，稱為設(shè)計(jì)可靠目的，又稱為目的可靠目的。3 3、目的可靠目的、目的可靠目的 b bb按正常運(yùn)用極限形狀設(shè)計(jì)時(shí)的可靠目的取按正常運(yùn)用極限形狀設(shè)計(jì)時(shí)的可靠目的取01.5遠(yuǎn)低于按承載才干極限形狀設(shè)計(jì)時(shí)的可靠目的。遠(yuǎn)低于按承載才干極限形狀設(shè)計(jì)時(shí)的可靠目的。三、三、 概率極限形狀設(shè)計(jì)法概率極限形狀設(shè)計(jì)法Object Reliability IndexObject Reliability Index of Ultimate StateSafe

24、tygradeFailuretypesClassDuctilefailureBrittlefailureClassClass河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院 將極限形狀方程轉(zhuǎn)化為以根本變量荷載和資料強(qiáng)度代將極限形狀方程轉(zhuǎn)化為以根本變量荷載和資料強(qiáng)度代表值和相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)來表示的設(shè)計(jì)表達(dá)式即可滿足目的可靠表值和相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)來表示的設(shè)計(jì)表達(dá)式即可滿足目的可靠目的。目的。四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式ffPP過于繁瑣過于繁瑣適用設(shè)計(jì)表達(dá)式適用設(shè)計(jì)表達(dá)式 bbRepresentative valuePartial factors+河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木

25、工程學(xué)院以根本變量的代表值和分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的概率極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式以根本變量的代表值和分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的概率極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式荷載規(guī)范值可由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載概率分布的某一分位值確定。荷載規(guī)范值可由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載概率分布的某一分位值確定。荷載規(guī)范值荷載規(guī)范值Characteristic value of load荷載根荷載根本代表值本代表值荷載是隨機(jī)變量，任何一種荷載都具有程度不同的變異性。荷載是隨機(jī)變量，任何一種荷載都具有程度不同的變異性。永久荷載規(guī)范值永久荷載規(guī)范值standardpermanentloadvalue:按構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)定的尺寸按構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)定的尺寸和資料和資料容重確定。容重確定。G

26、k可變荷載規(guī)范值可變荷載規(guī)范值standardvariableloadvalue各類可變荷載規(guī)范值及各種資料容重可由各類可變荷載規(guī)范值及各種資料容重可由查取。查取。Qk樓面：樓面：2KN/m2屋面：不上人屋面：不上人0.5KN/m2上人上人2.0KN/m2屋頂花園屋頂花園3.0KN/m2四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式1. 1.荷載代表值：規(guī)范值、設(shè)計(jì)值、準(zhǔn)永久值和組合值等荷載代表值：規(guī)范值、設(shè)計(jì)值、準(zhǔn)永久值和組合值等Representative value of Loads: Characteristic value, Design Representative value of

27、 Loads: Characteristic value, Design value, Quasi-permanent values, Combination value value, Quasi-permanent values, Combination value 河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式GQkGG荷載設(shè)計(jì)值荷載設(shè)計(jì)值(Design value)與荷載分項(xiàng)系數(shù)與荷載分項(xiàng)系數(shù)(partial coefficient ) 在承載才干極限形狀在承載才干極限形狀(Limit state of carrying capacity)設(shè)

28、計(jì)設(shè)計(jì)中，為充分思索荷載的離散性及計(jì)算內(nèi)力時(shí)進(jìn)展簡化所帶來的不中，為充分思索荷載的離散性及計(jì)算內(nèi)力時(shí)進(jìn)展簡化所帶來的不利影響，需對荷載規(guī)范值乘以一個(gè)大于利影響，需對荷載規(guī)范值乘以一個(gè)大于1.0的系數(shù)，稱為荷載分項(xiàng)的系數(shù)，稱為荷載分項(xiàng)系數(shù)系數(shù)(partial coefficient of loads)。 設(shè)計(jì)時(shí)，查得荷載規(guī)范值設(shè)計(jì)時(shí)，查得荷載規(guī)范值(Characteristic value of loads)，并乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)并乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)(partial coefficient of loads)作為設(shè)計(jì)的荷作為設(shè)計(jì)的荷載取值荷載的設(shè)計(jì)值載取值荷載的設(shè)計(jì)值Design value of

29、loads，進(jìn)展內(nèi)力計(jì)算，進(jìn)展內(nèi)力計(jì)算和截面設(shè)計(jì)。和截面設(shè)計(jì)。荷載設(shè)計(jì)值荷載規(guī)范值荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值荷載規(guī)范值荷載分項(xiàng)系數(shù)kQQ河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院 在正常運(yùn)用極限形狀在正常運(yùn)用極限形狀(Limit state of serviceability)計(jì)算中，計(jì)算中，要思索荷載長期效應(yīng)要思索荷載長期效應(yīng)(long-term effect)的影響?？勺兒奢d的影響。可變荷載(variable loads)時(shí)有時(shí)無，時(shí)大時(shí)小，但假設(shè)到達(dá)或超越某一時(shí)有時(shí)無，時(shí)大時(shí)小，但假設(shè)到達(dá)或超越某一值的可變荷載出現(xiàn)次數(shù)較多、繼續(xù)時(shí)間較長，以致其累計(jì)的總值的可變荷載出現(xiàn)次數(shù)較多、繼續(xù)時(shí)間

30、較長，以致其累計(jì)的總繼續(xù)時(shí)間與整個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的比值已到達(dá)一定值普通取為繼續(xù)時(shí)間與整個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的比值已到達(dá)一定值普通取為0.5，那么該值便稱為荷載準(zhǔn)永久值，那么該值便稱為荷載準(zhǔn)永久值(Quasi-permanent values of loads)。荷載的準(zhǔn)永久值荷載的準(zhǔn)永久值(Quasi-permanent values of loads)四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式 可變荷載的準(zhǔn)永久值記為 ， 為準(zhǔn)永久值系數(shù)，小于等于1.0。kqQq荷載的頻遇值荷載的頻遇值(Frequent value of loads) 可變荷載的頻遇值：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，超越時(shí)間為較小比率或超越頻率為規(guī)

31、定頻率的荷載值，即為構(gòu)造上較頻繁出現(xiàn)且量值較大的荷載值，記為 ， 為頻遇值系數(shù)。kfQf河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式 可變荷載的規(guī)范值能夠出現(xiàn)的最大值 可變荷載的頻遇值時(shí)而到達(dá)的最大值 可變荷載的準(zhǔn)永久值經(jīng)常到達(dá)的最大值荷載的組合值荷載的組合值(Combination value of variable loads) 可變荷載的組合值記為 ，是當(dāng)構(gòu)造接受兩種或兩種以上可變荷載時(shí)，設(shè)計(jì)采用的一種可變荷載代表值， 為荷載組合系數(shù)。kcQc河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院強(qiáng)度規(guī)范值強(qiáng)度規(guī)范值四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限

32、形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式2.2.資料強(qiáng)度的取值資料強(qiáng)度的取值：規(guī)范值和設(shè)計(jì)值：規(guī)范值和設(shè)計(jì)值Standard Strength and Design Strength 資料強(qiáng)度規(guī)范值應(yīng)根據(jù)符合規(guī)定質(zhì)量的資料強(qiáng)度資料強(qiáng)度規(guī)范值應(yīng)根據(jù)符合規(guī)定質(zhì)量的資料強(qiáng)度的概率分布的某一分位值確定。普通取具有的概率分布的某一分位值確定。普通取具有95保保證率的資料強(qiáng)度值。證率的資料強(qiáng)度值。ffkf645. 1資料強(qiáng)度根本代表值資料強(qiáng)度根本代表值河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院 為充分思索資料的離散性和施工中不可防止的偏向所帶來的不利影響，將強(qiáng)度規(guī)范值除以一個(gè)大于1.0的系數(shù)，這個(gè)系數(shù)稱為資料分項(xiàng)系數(shù)，得到的

33、強(qiáng)度即為強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式2 . 115. 15001 . 1 /；預(yù)應(yīng)力鋼筋取級鋼筋?。灰话闳ssksff1.4 /一般取ccckcff強(qiáng)度設(shè)計(jì)值強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Design Strength 材料分項(xiàng)系數(shù)材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院計(jì)算荷載效應(yīng)計(jì)算荷載效應(yīng)S S時(shí)，取足夠大的荷載值，多種荷載同時(shí)作用時(shí)，取足夠大的荷載值，多種荷載同時(shí)作用時(shí)思索荷載的合理組合；時(shí)思索荷載的合理組合；在計(jì)算構(gòu)造的抗力在計(jì)算構(gòu)造的抗力R R時(shí)，取足夠低的強(qiáng)度目的；時(shí)，取足夠低的強(qiáng)度目的；對平安等級不同的建筑構(gòu)造，采用一個(gè)重要性系數(shù)對

34、平安等級不同的建筑構(gòu)造，采用一個(gè)重要性系數(shù)(CofficientofStructuralimportance)進(jìn)展調(diào)整。進(jìn)展調(diào)整。RS 0四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式3.承載才干極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式承載才干極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式ApplicableExpressionofUltimateState河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式RdkscaffRRS.),(00構(gòu)造構(gòu)件的重要性系數(shù)。平安等級為一級，不小于構(gòu)造構(gòu)件的重要性系數(shù)。平安等級為一級，不小于1.1，二級，二級，不小于不小于1，三級，不小于，三級，不小于0.9。S承載才

35、干極限形狀的荷載效應(yīng)內(nèi)力組合的設(shè)計(jì)值。承載才干極限形狀的荷載效應(yīng)內(nèi)力組合的設(shè)計(jì)值。R構(gòu)造構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值。構(gòu)造構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)值。fs、fc鋼筋、混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼筋、混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。ak幾何參數(shù)的規(guī)范值。幾何參數(shù)的規(guī)范值。構(gòu)造構(gòu)件的抗力模構(gòu)造構(gòu)件的抗力模型不定性系數(shù)：靜型不定性系數(shù)：靜力取力取1.01.0，不確定較，不確定較大時(shí)取大于大時(shí)取大于1.01.0河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院G永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)荷載對承載力不利時(shí)對由可變荷載效應(yīng)永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)荷載對承載力不利時(shí)對由可變荷載效應(yīng)控制的組合取控制的組合取1.2，對由永久荷載控制的組合取，對由永久荷載控

36、制的組合取1.35；有利時(shí)，不應(yīng)大；有利時(shí)，不應(yīng)大于于1.0。Q1、 Qi第一個(gè)和第第一個(gè)和第i個(gè)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)荷載對承載力不利時(shí)取個(gè)可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)荷載對承載力不利時(shí)取1.4；有利時(shí)，取；有利時(shí)，取0。SQik第第i個(gè)可變荷載規(guī)范值的效應(yīng)。個(gè)可變荷載規(guī)范值的效應(yīng)。SQ1k在根本組合中其控制造用的一個(gè)可變荷載規(guī)范值的效應(yīng)。在根本組合中其控制造用的一個(gè)可變荷載規(guī)范值的效應(yīng)。SQik第第i個(gè)可變荷載的組合系數(shù)，不應(yīng)大于個(gè)可變荷載的組合系數(shù)，不應(yīng)大于1.0；可從；可從中查出。中查出。ci四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合Combinationofloade

37、ffect根本組合根本組合Fundamentalcombination )()(max100211100niQikciQiLPPGKGniQikLiciQikQLQPPGKGSSSSSSSSSSGk永久荷載規(guī)范值的效應(yīng)。永久荷載規(guī)范值的效應(yīng)。由可變荷載控制的組合由永久荷載控制的組合SP預(yù)應(yīng)力作用有關(guān)代表值效應(yīng)。預(yù)應(yīng)力作用有關(guān)代表值效應(yīng)。P預(yù)應(yīng)力作用的分項(xiàng)系數(shù)，對構(gòu)造有利，取預(yù)應(yīng)力作用的分項(xiàng)系數(shù)，對構(gòu)造有利，取1.0，不利，不利取取1.2。L關(guān)于構(gòu)造設(shè)計(jì)運(yùn)用年限的荷載調(diào)整系數(shù)，按表關(guān)于構(gòu)造設(shè)計(jì)運(yùn)用年限的荷載調(diào)整系數(shù)，按表3.1取取用。用。河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院四、極限形

38、狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合Combination of load effectRdkskckaffRRS.),(0 荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S：偶爾作用的代表值不乘分項(xiàng)系數(shù)；與偶爾作用同時(shí)出現(xiàn)的可變荷載，應(yīng)根據(jù)觀測資料和工程閱歷采用 適 當(dāng) 的 代 表 值 。 構(gòu) 造 構(gòu) 件 重 要 性 系 數(shù) 0 不 小 于 1 . 0 。偶爾作用偶爾作用 抗力R：混凝土、鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值改用強(qiáng)度規(guī)范值，當(dāng)進(jìn)展構(gòu)造防延續(xù)倒塌驗(yàn)算時(shí)，混凝土強(qiáng)度取強(qiáng)度規(guī)范值fck，鋼筋強(qiáng)度取極限強(qiáng)度規(guī)范值fstk；幾何參數(shù)規(guī)范值宜思索偶爾作用下構(gòu)造倒塌對構(gòu)造幾何參數(shù)影響。 2111niQikqikQq

39、fAdPGKSSSSSS或河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院C構(gòu)造構(gòu)件到達(dá)正常運(yùn)用要求所規(guī)定的限值。構(gòu)造構(gòu)件到達(dá)正常運(yùn)用要求所規(guī)定的限值。 到達(dá)或超越正常運(yùn)用極限形狀的危害較承載力缺乏小，可降低要求：對于荷載與資料強(qiáng)度均采用規(guī)范值不需乘荷載分項(xiàng)系數(shù)或除資料分項(xiàng)系數(shù)，也不再思索構(gòu)造的重要性系數(shù)。四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式四、極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式4.正常運(yùn)用極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式正常運(yùn)用極限形狀設(shè)計(jì)表達(dá)式ApplicableExpressionofLimitstateofServiceabilityCS 驗(yàn)算構(gòu)件的變形、抗裂度或裂痕寬度。S正常運(yùn)用極限形狀的荷載效應(yīng)變形、裂痕和應(yīng)力等組合值。正常運(yùn)用極限形狀的荷載效應(yīng)變形、裂痕和應(yīng)力等組合值。河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院規(guī)范組合規(guī)范組合CharacteristicCombination頻遇組合頻遇組合Frequent CombinationFrequent Combination準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合Quasi-permanentCombinationkGkPQ1kciQik2niSSSSSfGkPf1Q1kqiQik2niSSSSSqGkPqiQik1niSSSS短期荷載效應(yīng)組合不可逆正常運(yùn)用極限形狀短期荷載效應(yīng)組合不可逆正常運(yùn)用