第2章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理

1、2012東南大學(xué)2 章 1水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)第第2 2章章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2012東南大學(xué)2 章 2第第2 2章章 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法荷載及荷載代表值荷載及荷載代表值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式2012東南大學(xué)2 章 32.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展許可應(yīng)立法（容許應(yīng)力法）許可應(yīng)立法（容許應(yīng)力法）破壞階段法（破損階段法）破壞階段法（破損階段法

2、）極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展2012東南大學(xué)2 章 4一、按許可應(yīng)力法設(shè)計(jì)一、按許可應(yīng)力法設(shè)計(jì)1 1、設(shè)計(jì)公式、設(shè)計(jì)公式ccccfK2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展（2-1）ysssfK（2-2）使用荷載作用下構(gòu)件截面上的混凝土最大壓應(yīng)力和使用荷載作用下構(gòu)件截面上的混凝土最大壓應(yīng)力和鋼筋的最大拉應(yīng)力；鋼筋的最大拉應(yīng)力；sc,混凝土的許可壓應(yīng)力和鋼筋的許可拉應(yīng)力；混凝土的許可壓應(yīng)力和鋼筋的許可拉應(yīng)力；,ccscKK ,混凝土和鋼筋的安全系數(shù)?；炷梁弯摻畹陌踩禂?shù)。2012東南大學(xué)2 章 5概念明確，方法簡(jiǎn)單概念明確，方法簡(jiǎn)單以彈性理論為

3、基礎(chǔ)以彈性理論為基礎(chǔ)使用荷載憑經(jīng)驗(yàn)取值使用荷載憑經(jīng)驗(yàn)取值2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展2 2、許可應(yīng)力法方法的特點(diǎn)、許可應(yīng)力法方法的特點(diǎn)2012東南大學(xué)2 章 6二、按破壞階段法設(shè)計(jì)二、按破壞階段法設(shè)計(jì)1 1、設(shè)計(jì)公式、設(shè)計(jì)公式KMMu（2-3）M 使用荷載作用下的彎矩；使用荷載作用下的彎矩；Mu 構(gòu)件截面在最終破壞時(shí)的極限承載力；構(gòu)件截面在最終破壞時(shí)的極限承載力；K 安全系數(shù)。安全系數(shù)。2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展2012東南大學(xué)2 章 72 2、破壞階段法破壞階段法方法的特點(diǎn)方法的特點(diǎn)u概念非常清楚，計(jì)算簡(jiǎn)便概念非常清楚，計(jì)算簡(jiǎn)便u計(jì)算得出的極限內(nèi)力可由試驗(yàn)驗(yàn)

4、證計(jì)算得出的極限內(nèi)力可由試驗(yàn)驗(yàn)證u驗(yàn)證了構(gòu)件截面的最終破壞情況驗(yàn)證了構(gòu)件截面的最終破壞情況u無(wú)法確定構(gòu)件在正常使用期間的情況無(wú)法確定構(gòu)件在正常使用期間的情況2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展2012東南大學(xué)2 章 8三、按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)三、按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)半經(jīng)驗(yàn)半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法半經(jīng)驗(yàn)半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法全概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法全概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展直接可靠度設(shè)計(jì)法直接可靠度設(shè)計(jì)法實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式2012東南大學(xué)2 章 9三、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法方法特點(diǎn)三、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法方法特點(diǎn)u把單一安全系數(shù)

5、改為多個(gè)分項(xiàng)系數(shù)把單一安全系數(shù)改為多個(gè)分項(xiàng)系數(shù)u把影響可靠度的因素視為隨機(jī)變量把影響可靠度的因素視為隨機(jī)變量u以失效概率或可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)可靠度以失效概率或可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)可靠度u反映結(jié)構(gòu)的全面性能反映結(jié)構(gòu)的全面性能2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展2012東南大學(xué)2 章 102.2 結(jié)構(gòu)的功能要求、荷載效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)的功能要求、荷載效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力一、結(jié)構(gòu)的功能一、結(jié)構(gòu)的功能安全性安全性適用性適用性耐久性耐久性工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本目的是使結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本目的是使結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期限內(nèi)能滿足設(shè)計(jì)所預(yù)定的各項(xiàng)功能要求，做到安全限內(nèi)能滿足設(shè)計(jì)所預(yù)定的各項(xiàng)功能要求，做到

6、安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理?？煽亢徒?jīng)濟(jì)合理。2012東南大學(xué)2 章 111 1、安全性、安全性結(jié)構(gòu)在正常施工和使用情況下能承受可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)在正常施工和使用情況下能承受可能出現(xiàn)的各種荷載和變形。的各種荷載和變形。在偶然事件（如校核洪水位、地震）發(fā)生時(shí)和在偶然事件（如校核洪水位、地震）發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持整體承載力和穩(wěn)定性。發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持整體承載力和穩(wěn)定性。2012東南大學(xué)2 章 122 2、適用性、適用性結(jié)構(gòu)在正常使用荷載下，具有良好的工作性能。結(jié)構(gòu)在正常使用荷載下，具有良好的工作性能。如不發(fā)生影響正常使用的過(guò)大的變形（撓度、側(cè)如不發(fā)生影響正常使用的過(guò)大的變形（撓度、側(cè)移）、振幅，或產(chǎn)生過(guò)

7、大的裂縫寬度。移）、振幅，或產(chǎn)生過(guò)大的裂縫寬度。2012東南大學(xué)2 章 133 3、耐久性、耐久性結(jié)構(gòu)的承載力和剛度不應(yīng)結(jié)構(gòu)的承載力和剛度不應(yīng)隨時(shí)間隨時(shí)間有過(guò)大的減小，有過(guò)大的減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在其預(yù)定使用期間內(nèi)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在其預(yù)定使用期間內(nèi)降低安全性和適用降低安全性和適用性性，縮短使用壽命。，縮短使用壽命。2012東南大學(xué)2 章 144 4、結(jié)構(gòu)的功能要求、結(jié)構(gòu)的功能要求1 1、在正常施工和正常使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用、在正常施工和正常使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用（安全性）（安全性）2 2、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（適用性）（適用性）3 3、在正常維

8、護(hù)下具有足夠的耐久性能、在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性能（耐久性）（耐久性）4 4、在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必需的、在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性（安全性）（安全性）上述三方面的功能要求統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。上述三方面的功能要求統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。2012東南大學(xué)2 章 15二、結(jié)構(gòu)可靠度的定義二、結(jié)構(gòu)可靠度的定義v結(jié)構(gòu)可靠度指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下，結(jié)構(gòu)可靠度指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下，結(jié)構(gòu)完成結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能預(yù)定功能的概率。的概率。v規(guī)定時(shí)間指設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期規(guī)定時(shí)間指設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T。v規(guī)定的條件指正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用。規(guī)定的條

9、件指正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用。2012東南大學(xué)2 章 16三、極限狀態(tài)的定義及分類三、極限狀態(tài)的定義及分類1 1、極限狀態(tài)的定義、極限狀態(tài)的定義結(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)稱為該足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。功能的極限狀態(tài)。一旦超過(guò)這種狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就進(jìn)入失效狀態(tài)。一旦超過(guò)這種狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就進(jìn)入失效狀態(tài)。2012東南大學(xué)2 章 172 2、結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的分類、結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的分類（1 1）承載能力極限狀態(tài)）承載能力極限狀態(tài)超過(guò)該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的超過(guò)該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就

10、不能滿足預(yù)定的安安全性全性要求。要求。（2 2）正常使用極限狀態(tài)）正常使用極限狀態(tài)超過(guò)該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不滿足預(yù)定的超過(guò)該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不滿足預(yù)定的適用適用性和耐久性性和耐久性要求。要求。2012東南大學(xué)2 章 183 3、承載能力極限狀態(tài)、承載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分喪失結(jié)構(gòu)穩(wěn)定喪失結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)形成機(jī)動(dòng)體系而結(jié)構(gòu)形成機(jī)動(dòng)體系而喪失承載能力喪失承載能力；結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移、上浮或傾覆等結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移、上浮或傾覆等不穩(wěn)定不穩(wěn)定情況；情況；構(gòu)件的截面因構(gòu)件的截面因強(qiáng)度不足強(qiáng)度不足而發(fā)生破壞；而發(fā)生破壞；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形而結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形而不適于繼續(xù)承載不

11、適于繼續(xù)承載。2012東南大學(xué)2 章 194 4、正常使用極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)v產(chǎn)生過(guò)大的變形，影響正常使用和外觀；產(chǎn)生過(guò)大的變形，影響正常使用和外觀；v產(chǎn)生過(guò)寬的裂縫，對(duì)耐久性有影響或者產(chǎn)生人產(chǎn)生過(guò)寬的裂縫，對(duì)耐久性有影響或者產(chǎn)生人們心理上不能接受的感覺(jué)；們心理上不能接受的感覺(jué)；v產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)影響使用。產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)影響使用。2012東南大學(xué)2 章 20 Notes! 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要滿足承載能力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要滿足承載能力的要求，以保證結(jié)構(gòu)安全使用；然后按要求，以保證結(jié)構(gòu)安全使用；然后按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行校核，以保結(jié)正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行校核，以保結(jié)構(gòu)的適用性及耐久性。構(gòu)的適用性及耐

12、久性。2012東南大學(xué)2 章 21二、荷載效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力二、荷載效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力1 1、荷載與作用、荷載與作用荷載荷載 由各種環(huán)境因素產(chǎn)生的直接作用在結(jié)構(gòu)上的各由各種環(huán)境因素產(chǎn)生的直接作用在結(jié)構(gòu)上的各種力，種力，例如重力、土壓力、水壓力、風(fēng)壓力例如重力、土壓力、水壓力、風(fēng)壓力；作用作用 將能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)的各種因素總稱為作用；將能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)的各種因素總稱為作用；直接作用直接作用 直接作用在結(jié)構(gòu)上的各種荷載；直接作用在結(jié)構(gòu)上的各種荷載；間接作用間接作用 能夠引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形等效應(yīng)的非直接能夠引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形等效應(yīng)的非直接作用因素，作用因素，如地震、溫度變化、基礎(chǔ)不均勻沉降等。如地震、溫度變

13、化、基礎(chǔ)不均勻沉降等。2012東南大學(xué)2 章 222 2、荷載效應(yīng)、荷載效應(yīng) S Sv荷載是決定荷載效應(yīng)的主要因素。荷載是決定荷載效應(yīng)的主要因素。v荷載效應(yīng)與荷載成正比。荷載效應(yīng)與荷載成正比。v由于荷載的離散性，荷載效應(yīng)是一個(gè)隨機(jī)變量由于荷載的離散性，荷載效應(yīng)是一個(gè)隨機(jī)變量PlMS41S = S(Q)2012東南大學(xué)2 章 233、結(jié)構(gòu)抗力、結(jié)構(gòu)抗力 R 截面尺寸和截面尺寸和材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度是決定是決定結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力的主要因素。的主要因素。由于材料強(qiáng)度的離散性、構(gòu)件幾何特征的不定性和由于材料強(qiáng)度的離散性、構(gòu)件幾何特征的不定性和計(jì)算模式的不定性，結(jié)構(gòu)抗力是一個(gè)計(jì)算模式的不定性，結(jié)構(gòu)抗力是一個(gè)隨

14、機(jī)變量隨機(jī)變量)2(0 xhAfMRsyuR = R(fc , fy , ak , )2012東南大學(xué)2 章 242.3 2.3 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)功能的表達(dá)結(jié)構(gòu)功能的表達(dá) 0 結(jié)構(gòu)可靠結(jié)構(gòu)可靠 Z=R-S =0 極限狀態(tài)極限狀態(tài) 0 結(jié)構(gòu)失效結(jié)構(gòu)失效2.3 2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法S為荷載效應(yīng)，荷載在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上引起的內(nèi)力和變形。為荷載效應(yīng)，荷載在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上引起的內(nèi)力和變形。 R為結(jié)構(gòu)抗力，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抵抗荷載效應(yīng)的能力。為結(jié)構(gòu)抗力，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抵抗荷載效應(yīng)的能力。2012東南大學(xué)2 章 25一、極限狀態(tài)方程一、極限狀態(tài)方程 上式表示結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)，稱為

15、極限狀態(tài)上式表示結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)，稱為極限狀態(tài)方程。方程。0),(SRSRgZ2012東南大學(xué)2 章 26 由于由于S 、R的不確定性，無(wú)論如何設(shè)計(jì)結(jié)的不確定性，無(wú)論如何設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)都有失效的可能性存在。構(gòu)，結(jié)構(gòu)都有失效的可能性存在。2.3 2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2012東南大學(xué)2 章 27二、失效概率二、失效概率失效概率指結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于失效狀態(tài)的概率，一般用失效概率指結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于失效狀態(tài)的概率，一般用 表示。表示。失效概率越小，結(jié)構(gòu)可靠性越大。因此可用失效概率越小，結(jié)構(gòu)可靠性越大。因此可用失效概率定失效概率定量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小。當(dāng)失效概率當(dāng)失效

16、概率pf小于某個(gè)值時(shí)，結(jié)構(gòu)失效的可能性很小，小于某個(gè)值時(shí)，結(jié)構(gòu)失效的可能性很小，可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是可靠的。該失效概率限值稱為容許失可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是可靠的。該失效概率限值稱為容許失效概率效概率pf。fp2.3 2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2012東南大學(xué)2 章 28三、可靠指標(biāo)三、可靠指標(biāo) v假定假定R、S 服從正態(tài)分布，則服從正態(tài)分布，則Z也服從正態(tài)分布，也服從正態(tài)分布，Z的平的平均值均值Z和標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)差Z為：為：失效概率為失效概率為v令令 = Z / Z，稱稱為結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。為結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。220P(0)( )(0)()ZfZpZf z dzF 2.3 2.3 概率極限狀

17、態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2012東南大學(xué)2 章 29與與pf之間的關(guān)系之間的關(guān)系可靠指標(biāo)與結(jié)構(gòu)失效概率具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；可靠指標(biāo)與結(jié)構(gòu)失效概率具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；結(jié)構(gòu)的可靠度轉(zhuǎn)而由可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)的可靠度轉(zhuǎn)而由可靠指標(biāo)來(lái)描述。來(lái)描述。 2.72.73.23.23.73.74.24.2 p pf f3.53.51010-3-36.96.91010-4-41.11.11010-4-41.31.31010-5-52.2 2.2 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的概念概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的概念2012東南大學(xué)2 章 30四、目標(biāo)可靠指標(biāo)四、目標(biāo)可靠指標(biāo) T T目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)T是設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的作為設(shè)計(jì)依據(jù)是設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)

18、定的作為設(shè)計(jì)依據(jù)的可靠指標(biāo)，它表示設(shè)計(jì)所預(yù)期達(dá)到的結(jié)構(gòu)可靠的可靠指標(biāo)，它表示設(shè)計(jì)所預(yù)期達(dá)到的結(jié)構(gòu)可靠度。度。要使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理，則在規(guī)要使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理，則在規(guī)定的條件下，定的條件下， T 。即失效概率應(yīng)低于允許失效概率即失效概率應(yīng)低于允許失效概率pf， pfpf。2.3 2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2012東南大學(xué)2 章 31五、承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)五、承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo) T T破壞類型破壞類型安全級(jí)別安全級(jí)別級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)延性破壞延性破壞3.73.73.23.22.72.7脆性破壞脆性破壞4.24.23.73.73.23.

19、22.3 2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2012東南大學(xué)2 章 32六、結(jié)構(gòu)安全級(jí)別六、結(jié)構(gòu)安全級(jí)別水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)水工建筑物的級(jí)別，采用不水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)水工建筑物的級(jí)別，采用不同的水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別。不同安全級(jí)別可靠度水同的水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別。不同安全級(jí)別可靠度水平要求不同。平要求不同。水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別水工建筑物級(jí)別水工建筑物級(jí)別水工建筑物安全級(jí)別水工建筑物安全級(jí)別1 12 2，3 34 4，5 52.3 2.3 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2012東南大學(xué)2 章 332.4 荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值荷載代表值和材料標(biāo)

20、準(zhǔn)值1 1、荷載的分類、荷載的分類 荷載按其隨時(shí)間的變異性和出現(xiàn)的可荷載按其隨時(shí)間的變異性和出現(xiàn)的可能性的不同分為三類：能性的不同分為三類： 永久荷載永久荷載 可變荷載可變荷載 偶然荷載偶然荷載2.4 2.4 荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值2012東南大學(xué)2 章 342 2、荷載代表值、荷載代表值在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)要求，采用不同的荷載數(shù)值，即荷載代表值：求，采用不同的荷載數(shù)值，即荷載代表值：標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值及準(zhǔn)永久值。準(zhǔn)值、組合值、頻遇值及準(zhǔn)永久值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值，其他代表值荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代

21、表值，其他代表值是以它為基礎(chǔ)再乘以相應(yīng)的系數(shù)后得出的。是以它為基礎(chǔ)再乘以相應(yīng)的系數(shù)后得出的。2.4 2.4 荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值2012東南大學(xué)2 章 353 3、荷載標(biāo)準(zhǔn)值、荷載標(biāo)準(zhǔn)值指荷載在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)可能出現(xiàn)的最大值。指荷載在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)可能出現(xiàn)的最大值。應(yīng)根據(jù)荷載最大值的概率分布的某一分位值確定。應(yīng)根據(jù)荷載最大值的概率分布的某一分位值確定。2.4 2.4 荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值2012東南大學(xué)2 章 364 4、荷載準(zhǔn)永久值、荷載準(zhǔn)永久值v可變荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常作用的那一部可變荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常作用的那一部分荷載，它對(duì)結(jié)構(gòu)的

22、影響類似永久荷載。分荷載，它對(duì)結(jié)構(gòu)的影響類似永久荷載。v可變荷載的準(zhǔn)永久值由其標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載的準(zhǔn)永久值由其標(biāo)準(zhǔn)值Q Qk k乘以相應(yīng)的長(zhǎng)乘以相應(yīng)的長(zhǎng)期組合系數(shù)期組合系數(shù)( (1)1)得出。得出。v荷載準(zhǔn)永久值用于正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)荷載準(zhǔn)永久值用于正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)長(zhǎng)期組合中。長(zhǎng)期組合中。2.4 2.4 荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值2012東南大學(xué)2 章 375 5、荷載組合值、荷載組合值各種可變荷載不可能各種可變荷載不可能同時(shí)以其最大值同時(shí)以其最大值出現(xiàn)，除一個(gè)出現(xiàn)，除一個(gè)主要可變荷載外，其余可變荷載應(yīng)在其標(biāo)準(zhǔn)值上乘主要可變荷載外，其余可變荷載應(yīng)在其標(biāo)準(zhǔn)值上乘以

23、小于以小于1 1的組合系數(shù)對(duì)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。的組合系數(shù)對(duì)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。水工設(shè)計(jì)中，習(xí)慣上不考慮可變荷載組合時(shí)的折減。水工設(shè)計(jì)中，習(xí)慣上不考慮可變荷載組合時(shí)的折減。2.4 2.4 荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值2012東南大學(xué)2 章 386 6、材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值由其概率分布的某一分位值材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值由其概率分布的某一分位值來(lái)確定。來(lái)確定。fk=f (1-1.645f)2.4 2.4 荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值2012東南大學(xué)2 章 39砼立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值砼立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcuk（1 1）砼強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值）砼強(qiáng)

24、度標(biāo)準(zhǔn)值)645. 11 (645. 1cucucucucukfffff31cu32)645. 11 (23. 0cuktkfff砼軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值砼軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck砼軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值砼軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftkcukck67. 0ff2.4 2.4 荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值2012東南大學(xué)2 章 40（2 2）鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值）鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值v受拉熱軋鋼筋采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強(qiáng)度受拉熱軋鋼筋采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強(qiáng)度（出廠檢驗(yàn)的廢品限值）作為標(biāo)準(zhǔn)值（出廠檢驗(yàn)的廢品限值）作為標(biāo)準(zhǔn)值 f fykyk，其，其保證率不小于保證率不小于95%95%。v對(duì)于無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼

25、筋，采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的極對(duì)于無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的極限抗拉強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)值限抗拉強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)值f fstkstk，其保證率也不小，其保證率也不小于于95%95%。2.42.4荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值荷載代表值和材料標(biāo)準(zhǔn)值2012東南大學(xué)2 章 412.5 水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式u水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（DL/T5057-2009）簡(jiǎn)稱）簡(jiǎn)稱DL5057，采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則，用，采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則，用5個(gè)分項(xiàng)系數(shù)的個(gè)分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)；u水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)

26、計(jì)規(guī)范（SL191-2008）簡(jiǎn)稱）簡(jiǎn)稱SL191，采用多系數(shù)分析基礎(chǔ)上的安全系數(shù)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用多系數(shù)分析基礎(chǔ)上的安全系數(shù)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。2012東南大學(xué)2 章 42一、一、 DL5057規(guī)范實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式規(guī)范實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式（一）分項(xiàng)系數(shù)（一）分項(xiàng)系數(shù)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式把可靠指標(biāo)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式把可靠指標(biāo)用用五個(gè)分項(xiàng)系數(shù)五個(gè)分項(xiàng)系數(shù)來(lái)反映，來(lái)反映，對(duì)影響結(jié)構(gòu)抗力和荷載效應(yīng)的材料強(qiáng)度和荷載采用相應(yīng)對(duì)影響結(jié)構(gòu)抗力和荷載效應(yīng)的材料強(qiáng)度和荷載采用相應(yīng)的的設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值和和標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)值。01dSR 2012東南大學(xué)2 章 431、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為、級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件

27、，級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件， DL/T5057中中0分別取為分別取為1.1、1.0及及0.9，反映不同安，反映不同安全級(jí)別的的可靠度水平要求不同。全級(jí)別的的可靠度水平要求不同。SL191中中0分別取為分別取為1.1、1.0及及0.95 。2012東南大學(xué)2 章 442、設(shè)計(jì)狀況系數(shù)、設(shè)計(jì)狀況系數(shù)持久狀況持久狀況。在結(jié)構(gòu)運(yùn)行使用過(guò)程中，不僅出現(xiàn)且持續(xù)時(shí)。在結(jié)構(gòu)運(yùn)行使用過(guò)程中，不僅出現(xiàn)且持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，一般與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為同一量級(jí)的設(shè)計(jì)狀況。間很長(zhǎng)，一般與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為同一量級(jí)的設(shè)計(jì)狀況。短暫狀況短暫狀況。在結(jié)構(gòu)施工（安裝）、檢修或使用過(guò)程中短。在結(jié)構(gòu)施工（安裝）、檢修或使用過(guò)程中短暫出現(xiàn)的設(shè)計(jì)狀況。暫出現(xiàn)的設(shè)計(jì)狀

28、況。偶然狀況偶然狀況。在結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中，出現(xiàn)概率很小，持續(xù)時(shí)。在結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中，出現(xiàn)概率很小，持續(xù)時(shí)間很短的設(shè)計(jì)狀況。間很短的設(shè)計(jì)狀況。設(shè)計(jì)狀況系數(shù)設(shè)計(jì)狀況系數(shù)反映不同設(shè)計(jì)狀況其可靠度水平要求不反映不同設(shè)計(jì)狀況其可靠度水平要求不同。同。2012東南大學(xué)2 章 453 3、荷載分項(xiàng)系數(shù)、荷載分項(xiàng)系數(shù) G G、 Q Qu用來(lái)用來(lái)考慮荷載超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的可能性，在水工建考慮荷載超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的可能性，在水工建筑物設(shè)計(jì)中，它實(shí)質(zhì)上就是筑物設(shè)計(jì)中，它實(shí)質(zhì)上就是“超載系數(shù)超載系數(shù)”。u荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)后即為荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)后即為荷載設(shè)計(jì)值。載設(shè)計(jì)值。u按水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范取用

29、，其值大按水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范取用，其值大小主要依據(jù)荷載的變異程度大小。小主要依據(jù)荷載的變異程度大小。2012東南大學(xué)2 章 46考慮材料的離散性和施工偏差帶來(lái)的材料實(shí)際強(qiáng)度考慮材料的離散性和施工偏差帶來(lái)的材料實(shí)際強(qiáng)度低于其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，在承載能力極限狀態(tài)采用材料低于其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，在承載能力極限狀態(tài)采用材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，即強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以相應(yīng)的材料強(qiáng)度分強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，即強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以相應(yīng)的材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)。項(xiàng)系數(shù)。4、砼和鋼筋的強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)、砼和鋼筋的強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)c、sykckycscffff2012東南大學(xué)2 章 475、結(jié)構(gòu)系數(shù)、結(jié)構(gòu)系數(shù)d用來(lái)考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)和材料強(qiáng)度系數(shù)沒(méi)能反用來(lái)考慮荷載分項(xiàng)

30、系數(shù)和材料強(qiáng)度系數(shù)沒(méi)能反映的對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度有影響的因素，如荷載效應(yīng)映的對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度有影響的因素，如荷載效應(yīng)和抗力計(jì)算模式的不定性。和抗力計(jì)算模式的不定性。2012東南大學(xué)2 章 48S荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；R結(jié)構(gòu)抗力，即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力。結(jié)構(gòu)抗力，即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力。01dSR （二）承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式（二）承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式2012東南大學(xué)2 章 491 1、荷載效應(yīng)的基本組合、荷載效應(yīng)的基本組合1122GGkQQ kQQ kSSSS2 2、荷載效應(yīng)偶然組合、荷載效應(yīng)偶然組合1122GGkQQ kQQ kAkSSSSS2012東南大學(xué)2 章 50S

31、k正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值組合；正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值組合；c結(jié)構(gòu)達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變形、裂縫結(jié)構(gòu)達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變形、裂縫寬度或應(yīng)力等限值；寬度或應(yīng)力等限值；R結(jié)構(gòu)抗力，即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力。結(jié)構(gòu)抗力，即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力。0(,)kkkkkS G Qfac（二）正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式（二）正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式2012東南大學(xué)2 章 51二、二、SL191規(guī)范實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式規(guī)范實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 采用安全系數(shù)表達(dá)式設(shè)計(jì)采用安全系數(shù)表達(dá)式設(shè)計(jì)u規(guī)定材料強(qiáng)度和荷載取值；規(guī)定材料強(qiáng)度和荷載取值；u采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)；采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)；

32、u采用多系數(shù)分析方法；采用多系數(shù)分析方法；u將幾個(gè)系數(shù)合并為一個(gè)安全系數(shù)將幾個(gè)系數(shù)合并為一個(gè)安全系數(shù)2012東南大學(xué)2 章 52K承載力安全系數(shù)，應(yīng)不小于表承載力安全系數(shù)，應(yīng)不小于表2-7規(guī)定值；規(guī)定值；S荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；R結(jié)構(gòu)抗力，即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力。結(jié)構(gòu)抗力，即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力。0dKSRK （一）承載能力極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式（一）承載能力極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式2012東南大學(xué)2 章 531 1、荷載效應(yīng)的基本組合、荷載效應(yīng)的基本組合12121.051.201.201.10G kG kQ kQ kSSSSS（1）當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)起不利作用時(shí)）當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)起不利作用時(shí)（2）當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)起有利作用時(shí)）當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)起有利作用時(shí)1212