鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計計算基本原則

1、第二章第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計計算基本原則鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計計算基本原則 本章提要本章提要掌握極限狀態(tài)的基本概念；掌握極限狀態(tài)的基本概念；了解結(jié)構(gòu)可靠度的基本原理；了解結(jié)構(gòu)可靠度的基本原理；熟悉近似概率極限狀態(tài)設(shè)計法熟悉近似概率極限狀態(tài)設(shè)計法 在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用。 v結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的是要科學(xué)地解決結(jié)構(gòu)物的可靠度是要科學(xué)地解決結(jié)構(gòu)物的可靠度與經(jīng)濟(jì)的矛盾，力求以最經(jīng)濟(jì)的途徑，使所建造與經(jīng)濟(jì)的矛盾，力求以最經(jīng)濟(jì)的途徑，使所建造的結(jié)構(gòu)的可靠度滿足各項的結(jié)構(gòu)的可靠度滿足各項預(yù)定功能預(yù)定功能的要求。的要求。v結(jié)構(gòu)設(shè)計要保證其結(jié)構(gòu)設(shè)計要保證其可靠性可靠性。v可靠性可靠性

2、安全性安全性、適用性適用性和和耐久性耐久性的總稱。的總稱。v結(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價投資越大。結(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價投資越大。第一節(jié)第一節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求第一節(jié)第一節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限狀態(tài)第一節(jié)第一節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限狀態(tài)一結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的定義一結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的定義 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀計規(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)。一旦超過這種狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就進(jìn)入失效狀態(tài)。態(tài)。一旦超過這

3、種狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就進(jìn)入失效狀態(tài)。二結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的分類二結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的分類 根據(jù)功能要求，國際上通常把極限狀態(tài)分為兩大類：根據(jù)功能要求，國際上通常把極限狀態(tài)分為兩大類： 承載能力極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)：超過這一極限狀態(tài)時結(jié)構(gòu)將發(fā)生超過這一極限狀態(tài)時結(jié)構(gòu)將發(fā)生破壞、倒塌或失穩(wěn)等現(xiàn)象。破壞、倒塌或失穩(wěn)等現(xiàn)象。 正常使用極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)：超過這一極限狀態(tài)時結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)超過這一極限狀態(tài)時結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)過大的變形，開裂或過寬的裂縫，鋼筋嚴(yán)重銹蝕，混凝土過大的變形，開裂或過寬的裂縫，鋼筋嚴(yán)重銹蝕，混凝土腐蝕、風(fēng)化、剝落等現(xiàn)象。腐蝕、風(fēng)化、剝落等現(xiàn)象。第一節(jié)第一節(jié) 結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計的極限狀態(tài) （

4、一）承載能力極限狀態(tài)（一）承載能力極限狀態(tài) 超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的安全性安全性要求。要求。v結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分喪失結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分喪失結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）失穩(wěn)）v結(jié)構(gòu)形成機(jī)動體系而喪失承載能力；結(jié)構(gòu)形成機(jī)動體系而喪失承載能力；（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸多塑性鉸) )v結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移、上浮或傾覆等不穩(wěn)定情況；結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移、上浮或傾覆等不穩(wěn)定情況；v構(gòu)件的截面因強(qiáng)度不足而發(fā)生破壞；構(gòu)件的截面因強(qiáng)度不足而發(fā)生破壞；（包括疲勞破壞）（包括疲勞破壞）v結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生過大的塑性變形

5、而不適于繼續(xù)承載。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生過大的塑性變形而不適于繼續(xù)承載。二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的分類二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的分類 （一）承載能力極限狀態(tài)（一）承載能力極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)時關(guān)于安全性功能要求的，所以滿承載能力極限狀態(tài)時關(guān)于安全性功能要求的，所以滿足承載能力極限狀態(tài)的要求，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)，因足承載能力極限狀態(tài)的要求，是結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)，因為這關(guān)系到結(jié)構(gòu)能否安全的問題，一旦失效，后果嚴(yán)重，為這關(guān)系到結(jié)構(gòu)能否安全的問題，一旦失效，后果嚴(yán)重，所以應(yīng)具有較高的可靠度水平。所以應(yīng)具有較高的可靠度水平。 規(guī)范規(guī)定，所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載力計算，必要規(guī)范規(guī)定，所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載力計算，必

6、要時尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗傾、抗滑、抗浮驗算；對需要抗震設(shè)時尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗傾、抗滑、抗浮驗算；對需要抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震承載力計算。防的結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震承載力計算。二、二、 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的分類結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的分類 （二）正常使用極限狀態(tài)（二）正常使用極限狀態(tài) 超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不滿足預(yù)定的超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不滿足預(yù)定的適用性適用性和和耐久性耐久性要求。要求。v產(chǎn)生過大的變形，影響正常使用和外觀；產(chǎn)生過大的變形，影響正常使用和外觀；v（不安全感、不能正常使用等）（不安全感、不能正常使用等）v產(chǎn)生過寬的裂縫，對耐久性有影響或者產(chǎn)生人們心理上不能接產(chǎn)生過寬的裂縫，對耐久性

7、有影響或者產(chǎn)生人們心理上不能接受的感覺；受的感覺； （鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）v產(chǎn)生過大的振動影響使用。產(chǎn)生過大的振動影響使用。 結(jié)構(gòu)設(shè)計首先要滿足承載能力的要求，以保證結(jié)構(gòu)安全使用；然結(jié)構(gòu)設(shè)計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。后按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行校核，以保結(jié)構(gòu)的適用性及耐久性。二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的分類二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的分類 正常使用極限狀態(tài)時關(guān)于適用性和耐久性功能要求的，正常使用極限狀態(tài)時關(guān)于適用性和耐久性功能要求的，當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用極限狀態(tài)時，雖然會影響結(jié)當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正

8、常使用極限狀態(tài)時，雖然會影響結(jié)構(gòu)的使用形、耐久性或使人們的心理感覺無法承受，但構(gòu)的使用形、耐久性或使人們的心理感覺無法承受，但一般不會造成生命財產(chǎn)的重大損失，所以正常使用極限一般不會造成生命財產(chǎn)的重大損失，所以正常使用極限狀態(tài)設(shè)計的可靠度水平允許比承載能力極限狀態(tài)的可靠狀態(tài)設(shè)計的可靠度水平允許比承載能力極限狀態(tài)的可靠度適當(dāng)降低。度適當(dāng)降低。 規(guī)范規(guī)定，規(guī)范規(guī)定，對使用上需控制變形值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)對使用上需控制變形值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行變形驗算；對使用上要求進(jìn)行裂縫控制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，行變形驗算；對使用上要求進(jìn)行裂縫控制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行抗裂或裂縫寬度的驗算。應(yīng)進(jìn)行抗裂或裂縫寬度的驗算。 結(jié)構(gòu)設(shè)計一

9、般先按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)設(shè)計一般先按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)件，后按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行驗算。后按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行驗算。二、二、 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的分類結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的分類結(jié)構(gòu)功能的表達(dá)結(jié)構(gòu)功能的表達(dá)S R 失效失效第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計的基本概念結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計的基本概念鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計采用以以概率理論概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法。為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法。設(shè)計時主要考慮的兩個變量：設(shè)計時主要考慮的兩個變量： fts sc= ft b h l鋼筋砼梁s sc= ft ft s ss s sc As fy fcPPlM41)2(0 xhA

10、fMsyu S = S(Q)PlMS41)2(0 xhAfMRsyuR = R(fc, fy, ak, )v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。v由于材料強(qiáng)度的離散性、構(gòu)件幾何特征的不定性和計由于材料強(qiáng)度的離散性、構(gòu)件幾何特征的不定性和計 算模式的不定性，結(jié)構(gòu)抗力是一個算模式的不定性，結(jié)構(gòu)抗力是一個隨機(jī)變量隨機(jī)變量v荷載荷載是決定是決定荷載效應(yīng)荷載效應(yīng)的主要因素。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)是一個由于荷載的離散性，荷載效應(yīng)是一個隨機(jī)變量隨機(jī)變量 S 、 R為隨機(jī)變量，可用統(tǒng)計參數(shù)描述：

11、為隨機(jī)變量，可用統(tǒng)計參數(shù)描述：概型（服從何種概率分布）概型（服從何種概率分布）平均值（隨機(jī)變量代表值）平均值（隨機(jī)變量代表值）均方差（隨機(jī)變量離散性）均方差（隨機(jī)變量離散性） 由于由于S 、R的不確定性，無論如何設(shè)計結(jié)構(gòu)，都有的不確定性，無論如何設(shè)計結(jié)構(gòu)，都有 S R（ 失效）的可能性存在。失效）的可能性存在。 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分不能滿足設(shè)計所規(guī)定的某一功能要結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分不能滿足設(shè)計所規(guī)定的某一功能要求，即超過了承載能力或正常使用狀態(tài)中的某一極限。求，即超過了承載能力或正常使用狀態(tài)中的某一極限。結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于失效狀態(tài)下的概率結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于失效狀態(tài)下的概率p pf f。pf = P (S R)

12、v失效概率越小，結(jié)構(gòu)可靠性越大。失效概率越小，結(jié)構(gòu)可靠性越大。v可用失效概率定量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小?？捎檬Ц怕识勘硎窘Y(jié)構(gòu)可靠性的大小。v當(dāng)失效概率當(dāng)失效概率pf小于某個值時，結(jié)構(gòu)失效的可能性很小，小于某個值時，結(jié)構(gòu)失效的可能性很小， 可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計是可靠的。該失效概率限值稱為可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計是可靠的。該失效概率限值稱為容許容許 失效概率失效概率 pf 。一一. .失效概率失效概率 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可用結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可用功能函數(shù)功能函數(shù)Z描述：描述： pf = P (S R)= P (Z 0) f(Z)szzPfZ = R - SR、S為隨機(jī)變量，假定服從正態(tài)分布，所以為隨機(jī)變量，假定服從正態(tài)

13、分布，所以Z也是隨機(jī)變量也是隨機(jī)變量. .Z的概率分布曲線也服從正態(tài)分布。的概率分布曲線也服從正態(tài)分布。 Z的平均值的平均值Z和標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)差Z為：為：0)()0()(dzzfZPRSPpf22sss失效概率：失效概率： f(Z)szzPfZ = R - S 值 2.7 3.2 3.7 4.2 失效概率 pf 3.510-3 6.910-4 1.110-4 1.310-5 可可 靠靠 指指 標(biāo)標(biāo) v為避免求為避免求 pf積分運(yùn)算，令積分運(yùn)算，令 = = Z Z / / Z Z，稱稱為結(jié)為結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。構(gòu)的可靠指標(biāo)。v與與pf之間存在著相應(yīng)的之間存在著相應(yīng)的關(guān)系，關(guān)系，pf 。二二. .可靠指

14、標(biāo)可靠指標(biāo) v可靠指標(biāo)：可靠指標(biāo)：22SRSRZZsssv結(jié)構(gòu)的可靠度轉(zhuǎn)而由結(jié)構(gòu)的可靠度轉(zhuǎn)而由可靠指標(biāo)來描述?？煽恐笜?biāo)來描述。v結(jié)構(gòu)的可靠度：結(jié)構(gòu)的可靠度：規(guī)定時間和條件下完成預(yù)定功能的概率。規(guī)定時間和條件下完成預(yù)定功能的概率。 f(Z)szzPfZ = R - S當(dāng)當(dāng)R與與S相差越大，相差越大，R遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于S，越大，結(jié)構(gòu)越安全。越大，結(jié)構(gòu)越安全。當(dāng)當(dāng)R與與S越小，即越小，即R與與S的變異性的變異性越小，越小，越大，結(jié)構(gòu)越安全。越大，結(jié)構(gòu)越安全。水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)水工建筑物的級別水工建筑物的級別，采用不同的水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別。不同安采用不同的水工建筑物結(jié)構(gòu)安

15、全級別。不同安全級別可靠度水平要求不同。全級別可靠度水平要求不同。水工建筑物級別水工建筑物安全級別12，34，5三三. .結(jié)構(gòu)安全級別結(jié)構(gòu)安全級別水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別要使結(jié)構(gòu)設(shè)計既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理，則在規(guī)定的條件下，要使結(jié)構(gòu)設(shè)計既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理，則在規(guī)定的條件下，失效概率應(yīng)低于允許失效概率失效概率應(yīng)低于允許失效概率 pf ，即即 pfpf 當(dāng)用可靠指標(biāo)當(dāng)用可靠指標(biāo)表示時，則為表示時，則為 T T目標(biāo)可靠指標(biāo)。目標(biāo)可靠指標(biāo)。破壞類型安全級別級級級延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)T四四

16、. .目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)Tv目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)的確定的確定(1)(1)建立在對原規(guī)范建立在對原規(guī)范“校準(zhǔn)校準(zhǔn)”的基礎(chǔ)上。的基礎(chǔ)上。(2)(2)與結(jié)構(gòu)安全級別有關(guān)。安全級別愈高，與結(jié)構(gòu)安全級別有關(guān)。安全級別愈高， T T愈大。愈大。(3)(3)與構(gòu)件破壞性質(zhì)有關(guān)。延性破壞的與構(gòu)件破壞性質(zhì)有關(guān)。延性破壞的T T低于脆性破壞。低于脆性破壞。(4)(4)與極限狀態(tài)有關(guān)。承載能力極限狀態(tài)的與極限狀態(tài)有關(guān)。承載能力極限狀態(tài)的T T高于正常使高于正常使 用極限狀態(tài)。用極限狀態(tài)。v在實際設(shè)計中求可靠指標(biāo)在實際設(shè)計中求可靠指標(biāo)，需已知影響結(jié)構(gòu)可靠度需已知影響結(jié)構(gòu)可靠度的隨機(jī)變量的隨機(jī)變量R和和S的統(tǒng)

17、計參數(shù)（的統(tǒng)計參數(shù)（ ，）。v對于十分重要的結(jié)構(gòu)，如原子能反應(yīng)堆的安全殼等采對于十分重要的結(jié)構(gòu)，如原子能反應(yīng)堆的安全殼等采用這種方法。用這種方法。v對于一般構(gòu)件，如果也采用這種復(fù)雜的統(tǒng)計參數(shù)分析，對于一般構(gòu)件，如果也采用這種復(fù)雜的統(tǒng)計參數(shù)分析，即不現(xiàn)實，設(shè)計人員也不習(xí)慣，故還需給出即不現(xiàn)實，設(shè)計人員也不習(xí)慣，故還需給出實用設(shè)計表實用設(shè)計表達(dá)式。達(dá)式。v實用設(shè)計表達(dá)式即把實用設(shè)計表達(dá)式即把可靠指標(biāo)可靠指標(biāo)用用五五個分項系數(shù)個分項系數(shù)來反來反映映，對影響結(jié)構(gòu)抗力和荷載效應(yīng)的材料強(qiáng)度和荷載采用，對影響結(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)的相應(yīng)的設(shè)計值設(shè)計值和和標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)值。第三節(jié)第三節(jié) 荷載

18、的標(biāo)準(zhǔn)值荷載的標(biāo)準(zhǔn)值荷載按其隨時間的變異性和出現(xiàn)的可能性不同，荷載按其隨時間的變異性和出現(xiàn)的可能性不同，可分為三類：可分為三類：v永久荷載：永久荷載：不隨時間而變化的荷載，即恒載。不隨時間而變化的荷載，即恒載。（自重，土壓力等）（自重，土壓力等）v可變荷載：可變荷載：隨時間而變化的荷載，即活載。隨時間而變化的荷載，即活載。（人群荷載，風(fēng)荷載，靜水壓力等）（人群荷載，風(fēng)荷載，靜水壓力等）v偶然荷載：偶然荷載：在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但 一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間 較短的荷載，如地震較短的荷載，如地震、爆炸等。、爆炸等。一一. .荷載標(biāo)準(zhǔn)

19、值荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk ，Qk 結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間的正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值。結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間的正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值。水工建筑物的荷載按水工建筑物的荷載按水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范給出。給出。Gk由設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載最由設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載最大值概率分布的大值概率分布的某一分位某一分位值值來確定。來確定。Gk=s+ass= s(1+ass)沒有足夠統(tǒng)計資料時，采沒有足夠統(tǒng)計資料時，采用公稱值。用公稱值。第三節(jié)第三節(jié) 荷載的標(biāo)準(zhǔn)值荷載的標(biāo)準(zhǔn)值v可變荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)可變荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常作用的那一部分經(jīng)常作用的那一部分荷載荷載，它對結(jié)構(gòu)的影響類似永久荷載。，它

20、對結(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)的乘以相應(yīng)的長期長期組合系數(shù)組合系數(shù)( (11) )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)長荷載準(zhǔn)永久值用于正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)長期組合中。期組合中。二可變荷載準(zhǔn)永久值二可變荷載準(zhǔn)永久值Qq 在考慮長期組合時，永久荷載是一直作用的，但在考慮長期組合時，永久荷載是一直作用的，但可變荷載在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不是全部以最大值長期作用可變荷載在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不是全部以最大值長期作用在結(jié)構(gòu)上，而是有時作用值大些，有時小一些，有時在結(jié)構(gòu)上，而是有時作用值大些，有時小一些，有時作用時間長些

21、，有時短些。因此，在進(jìn)行荷載效應(yīng)長作用時間長些，有時短些。因此，在進(jìn)行荷載效應(yīng)長期組合計算時，可變荷載不應(yīng)按其標(biāo)準(zhǔn)值作為它的代期組合計算時，可變荷載不應(yīng)按其標(biāo)準(zhǔn)值作為它的代表值，而應(yīng)取其表值，而應(yīng)取其“準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值”作為它的代表值。作為它的代表值。 可變荷載準(zhǔn)永久值實際上是考慮荷載效應(yīng)的長期可變荷載準(zhǔn)永久值實際上是考慮荷載效應(yīng)的長期組合而對可變荷載標(biāo)準(zhǔn)的一種折減。組合而對可變荷載標(biāo)準(zhǔn)的一種折減。二可變荷載準(zhǔn)永久值二可變荷載準(zhǔn)永久值Qqv當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受兩種以上的可變荷載時，考慮到當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受兩種以上的可變荷載時，考慮到各各種可變荷載不可能同時以其最大值（標(biāo)準(zhǔn)值）出現(xiàn)，種可變荷載不可能同時以

22、其最大值（標(biāo)準(zhǔn)值）出現(xiàn)，除一個主要可變荷載外，其余可變荷載應(yīng)在其標(biāo)準(zhǔn)值除一個主要可變荷載外，其余可變荷載應(yīng)在其標(biāo)準(zhǔn)值上乘以小于上乘以小于1 1的的組合系數(shù)組合系數(shù)對可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減對可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減，得到荷載的組合值。得到荷載的組合值。v水工設(shè)計中，習(xí)慣上不考慮可變荷載組合時的折減水工設(shè)計中，習(xí)慣上不考慮可變荷載組合時的折減。三可變荷載組合值三可變荷載組合值Qc材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值由其概率分布的某一分位值來確定。材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值由其概率分布的某一分位值來確定。fk=f(1-1.645f)保證率系數(shù)保證率系數(shù)1.645第四節(jié)第四節(jié) 材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值（一）砼強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（一）

23、砼強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1.1.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fcuk2.2.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fck3.3.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ftk第四節(jié)第四節(jié) 材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值（二）鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（二）鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值v受拉熱軋鋼筋采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強(qiáng)受拉熱軋鋼筋采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強(qiáng)度（出廠檢驗的廢品限值）作為標(biāo)準(zhǔn)值度（出廠檢驗的廢品限值）作為標(biāo)準(zhǔn)值fyk，其保證率不小于其保證率不小于95%95%。v對于無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，采用國標(biāo)規(guī)定對于無明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，采用國標(biāo)規(guī)定的極限抗拉強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)值的極限抗拉強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)值fstk，其保證率也

24、其保證率也不小于不小于95%95%。第四節(jié)第四節(jié) 材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值（一）結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)（一）結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0 建筑物的重要性不同，其構(gòu)件的安全級別就不同，要建筑物的重要性不同，其構(gòu)件的安全級別就不同，要求的目標(biāo)可靠指標(biāo)也不同，結(jié)構(gòu)安全級別為求的目標(biāo)可靠指標(biāo)也不同，結(jié)構(gòu)安全級別為、級級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，的結(jié)構(gòu)構(gòu)件， 0 0分別取為分別取為1.11.1、1.01.0及及0.90.9，反映不同安全，反映不同安全級別的的可靠度水平要求不同。級別的的可靠度水平要求不同。 實用設(shè)計表達(dá)式把實用設(shè)計表達(dá)式把可靠指標(biāo)可靠指標(biāo)用用五五個分項系數(shù)個分項系數(shù)來來反映反映，對影響結(jié)構(gòu)抗力和荷載效應(yīng)的材料強(qiáng)度

25、和荷，對影響結(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)的載采用相應(yīng)的設(shè)計值設(shè)計值和和標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)值。一水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)一水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)第五節(jié)第五節(jié) 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的實用設(shè)計表達(dá)式水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的實用設(shè)計表達(dá)式（二）設(shè)計狀況系數(shù)（二）設(shè)計狀況系數(shù) 結(jié)構(gòu)在施工、運(yùn)行、檢修不同時期可能出現(xiàn)不同的結(jié)結(jié)構(gòu)在施工、運(yùn)行、檢修不同時期可能出現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)體系、荷載及環(huán)境條件，失效后果也不同，所以，在構(gòu)體系、荷載及環(huán)境條件，失效后果也不同，所以，在設(shè)計時要考慮下列三種狀況。設(shè)計時要考慮下列三種狀況。v持久狀況。在結(jié)構(gòu)運(yùn)行使用過程中，不僅出現(xiàn)且持續(xù)時間持久狀況。在

26、結(jié)構(gòu)運(yùn)行使用過程中，不僅出現(xiàn)且持續(xù)時間很長，一般與設(shè)計基準(zhǔn)期為同一量級的設(shè)計狀況。很長，一般與設(shè)計基準(zhǔn)期為同一量級的設(shè)計狀況。v短暫狀況。在結(jié)構(gòu)施工（安裝）、檢修或使用過程中短暫短暫狀況。在結(jié)構(gòu)施工（安裝）、檢修或使用過程中短暫出現(xiàn)的設(shè)計狀況。出現(xiàn)的設(shè)計狀況。v偶然狀況。在結(jié)構(gòu)使用過程中，出現(xiàn)概率很小，持續(xù)時間偶然狀況。在結(jié)構(gòu)使用過程中，出現(xiàn)概率很小，持續(xù)時間很短的設(shè)計狀況。很短的設(shè)計狀況。設(shè)計狀況系數(shù)設(shè)計狀況系數(shù)反映反映不同設(shè)計狀況其可靠度水平要求不同。不同設(shè)計狀況其可靠度水平要求不同。一、水工鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)一、水工鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù) 上述三種設(shè)計狀況均應(yīng)進(jìn)行承載

27、能力極限狀態(tài)設(shè)計。上述三種設(shè)計狀況均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計。 對持久狀況尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，對對持久狀況尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，對短暫狀況要不要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，可根據(jù)短暫狀況要不要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，可根據(jù)具體情況決定。具體情況決定。 對偶然狀況則可不進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。對偶然狀況則可不進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計。不同的設(shè)計狀況對結(jié)構(gòu)的使用要求不同，不同的設(shè)計狀況對結(jié)構(gòu)的使用要求不同，水工混凝水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（SL/T191-96SL/T191-96）對不同的設(shè)計狀況）對不同的設(shè)計狀況分別給出了不同的設(shè)計狀況系數(shù)分別給出了不同的設(shè)計狀

28、況系數(shù)。一、水工鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)一、水工鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)（三）荷載分項系數(shù)（三）荷載分項系數(shù)G、Q 結(jié)構(gòu)構(gòu)件在其使用期間，實際荷載仍有可能超過結(jié)構(gòu)構(gòu)件在其使用期間，實際荷載仍有可能超過預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值，為了考慮這一最不利情況，在承載預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值，為了考慮這一最不利情況，在承載力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式中引入了一個力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式中引入了一個荷載分項系數(shù)。荷載分項系數(shù)。（一般都大于（一般都大于1 1，當(dāng)永久荷載對結(jié)構(gòu)有利時候小于，當(dāng)永久荷載對結(jié)構(gòu)有利時候小于1 1） 一、水工鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)一、水工鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)（三）荷載分項系數(shù)（三）荷載分項

29、系數(shù)G、Qv用來用來考慮荷載超過標(biāo)準(zhǔn)值的可能性，在水工建筑物設(shè)計中，考慮荷載超過標(biāo)準(zhǔn)值的可能性，在水工建筑物設(shè)計中，它實質(zhì)上就是它實質(zhì)上就是“超載系數(shù)超載系數(shù)”。v荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的荷載分項系數(shù)后即為荷載設(shè)計值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的荷載分項系數(shù)后即為荷載設(shè)計值。v按按水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范取用，其值大小主要依據(jù)荷取用，其值大小主要依據(jù)荷載的變異程度大小。載的變異程度大小。v一般情況下，一般情況下，G取取1.051.05，Q取取1.21.2，但當(dāng)永久荷載對結(jié)構(gòu)有，但當(dāng)永久荷載對結(jié)構(gòu)有利時，利時， G取取0.95.0.95. 一、水工鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)一、水工鋼

30、混結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)（五）結(jié)構(gòu)系數(shù)（五）結(jié)構(gòu)系數(shù)dv用來考慮荷載分項系數(shù)和材料強(qiáng)度系數(shù)沒能反映的用來考慮荷載分項系數(shù)和材料強(qiáng)度系數(shù)沒能反映的對對結(jié)構(gòu)可靠度有影響的因素，如荷載效應(yīng)和抗力計算結(jié)構(gòu)可靠度有影響的因素，如荷載效應(yīng)和抗力計算模式的不定性。模式的不定性。（四）砼和鋼筋的強(qiáng)度分項系數(shù)（四）砼和鋼筋的強(qiáng)度分項系數(shù)c、sv考慮材料的離散性和施工偏差帶來的材料實際強(qiáng)考慮材料的離散性和施工偏差帶來的材料實際強(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)采用材材料強(qiáng)度設(shè)計值料強(qiáng)度設(shè)計值，即，即強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以相應(yīng)的材料強(qiáng)度強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以相應(yīng)的材料強(qiáng)度分項系數(shù)

31、。分項系數(shù)。一、水工鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)一、水工鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范采用的分項系數(shù)（一）基本組合（一）基本組合v基本組合：基本組合：持久狀況或短暫狀況下永久荷載持久狀況或短暫狀況下永久荷載與可變荷載效應(yīng)組合。與可變荷載效應(yīng)組合?；窘M合承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式為基本組合承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式為：),(1110kycmjkjQjQjnikiGiGidaffRRQCGCSRS二、二、 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)水工建筑物安全級別1.11.00.9),(1110kycmjkjQjQjnikiGiGidaffRRQ

32、CGCSRS二、二、 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 設(shè)計狀況系數(shù)設(shè)計狀況系數(shù)； 設(shè)計狀況系數(shù)設(shè)計狀況1.0持久狀況0.95短暫狀況0.85偶然狀況),(1110kycmjkjQjQjnikiGiGidaffRRQCGCSRS二、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式二、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 S荷載效應(yīng)組合設(shè)計值；荷載效應(yīng)組合設(shè)計值； R結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計值；結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計值；d結(jié)構(gòu)系數(shù)；結(jié)構(gòu)系數(shù)； ),(1110kycmjkjQjQjnikiGiGidaffRRQCGCSRS二、二、 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 G、Q永久荷載、可變荷載分項系數(shù)；永久

33、荷載、可變荷載分項系數(shù)；Gk、Qk 永久荷載、可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；永久荷載、可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；按按水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范取用取用),(1110kycmjkjQjQjnikiGiGidaffRRQCGCSRS二、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式二、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 v對某些可控制使其不超出規(guī)定限值的可變作用對某些可控制使其不超出規(guī)定限值的可變作用( (荷載荷載) )，如所，如所規(guī)定的分項系數(shù)小于規(guī)定的分項系數(shù)小于1 10505時，應(yīng)取為時，應(yīng)取為1 10505；對其他可變作用；對其他可變作用( (荷載荷載) )，如所規(guī)定的分項系數(shù)小于，如所規(guī)定的分項系數(shù)小于1 12020

34、時，則應(yīng)取為時，則應(yīng)取為1 12020。注：在此，可控制使其不超出規(guī)定限值的可變作用注：在此，可控制使其不超出規(guī)定限值的可變作用( (荷載荷載) )是是 指水電站廠房吊車輪壓值；設(shè)備重量按銘牌確定并對堆放位置指水電站廠房吊車輪壓值；設(shè)備重量按銘牌確定并對堆放位置有嚴(yán)格控制且加墊木的安裝間堆放設(shè)備荷載等。有嚴(yán)格控制且加墊木的安裝間堆放設(shè)備荷載等。v對對水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范未予規(guī)定的作用未予規(guī)定的作用(荷載荷載)，其，其分項系數(shù)可按附表取用。當(dāng)永久作用分項系數(shù)可按附表取用。當(dāng)永久作用(荷載荷載)的效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利的效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時，應(yīng)取為時，應(yīng)取為095。二、承載能力極限狀態(tài)

35、設(shè)計表達(dá)式二、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 CG、CQ永久荷載、可變荷載的荷載效應(yīng)系數(shù)；永久荷載、可變荷載的荷載效應(yīng)系數(shù)；R( )結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力系數(shù)；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力系數(shù)； fc、fy材料強(qiáng)度的設(shè)計值；材料強(qiáng)度的設(shè)計值； ak結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值。),(1110kycmjkjQjQjnikiGiGidaffRRQCGCSRS二、二、 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 （二）（二）偶然組合偶然組合偶然狀況下永久載荷、可變載荷與一種偶然荷偶然狀況下永久載荷、可變載荷與一種偶然荷載效應(yīng)的組合。載效應(yīng)的組合。偶然荷載的分項系數(shù)取為偶然荷載的分項系數(shù)取為1.

36、01.0；參與組合的某些可變荷載，可根據(jù)各類水參與組合的某些可變荷載，可根據(jù)各類水 工建筑物設(shè)計規(guī)范的規(guī)定作適當(dāng)折減。工建筑物設(shè)計規(guī)范的規(guī)定作適當(dāng)折減。二、二、 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 正常使用極限狀態(tài)的驗算是要保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在正正常使用極限狀態(tài)的驗算是要保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在正常使用條件下，抗裂度、裂縫寬度和變形滿足規(guī)常使用條件下，抗裂度、裂縫寬度和變形滿足規(guī)范的相應(yīng)要求。范的相應(yīng)要求。由于正常使用極限狀態(tài)的驗算是在承載力已有保由于正常使用極限狀態(tài)的驗算是在承載力已有保證的前提下進(jìn)行的，正常使用極限狀態(tài)設(shè)計的失證的前提下進(jìn)行的，正常使用極限狀態(tài)設(shè)計的失效后果沒有承載能力極

37、限狀態(tài)嚴(yán)重，所以，與承效后果沒有承載能力極限狀態(tài)嚴(yán)重，所以，與承載能力極限狀態(tài)相比，各參數(shù)的保證率可適當(dāng)降載能力極限狀態(tài)相比，各參數(shù)的保證率可適當(dāng)降低。低。三、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式三、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 正常使用極限狀態(tài)驗算的可靠度要求較低，一正常使用極限狀態(tài)驗算的可靠度要求較低，一般要求般要求=1.0=1.0 2.02.0。材料強(qiáng)度采用標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計值，即材料分材料強(qiáng)度采用標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計值，即材料分項系數(shù)取為項系數(shù)取為1.01.0。荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計值，即荷載分項系荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計值，即荷載分項系數(shù)數(shù)G G及及Q Q取為取為1.01.0。結(jié)構(gòu)系數(shù)結(jié)構(gòu)系數(shù)d d及設(shè)計狀況系數(shù)及設(shè)計狀況系數(shù)也均取為也均取為1.01.0。 按荷載效應(yīng)的短期組合及長期組合分別驗算。按荷載效應(yīng)的短期組合及長期組合分別驗算。三、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式三、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式 短期組