鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計計算原理

1、第二章第二章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計計算原理鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計計算原理Chp.2 Design and Calculation Principlesfor Reinforced Concrete Structures結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求1. 安全性安全性 Safty結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期間內(nèi)（一般為結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期間內(nèi)（一般為50年），應(yīng)能承受年），應(yīng)能承受在正常施工、正常使用情況下可能出現(xiàn)的各種荷載、外在正常施工、正常使用情況下可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形（如超靜定結(jié)構(gòu)的支座不均勻沉降）、約束變形加變形（如超靜定結(jié)構(gòu)的支座不均勻沉降）、約束變形（如溫度和收縮變形受到約束時）等的作用。（如溫度

2、和收縮變形受到約束時）等的作用。在設(shè)計規(guī)定的偶然事件（如地震、爆炸）發(fā)生時及在設(shè)計規(guī)定的偶然事件（如地震、爆炸）發(fā)生時及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，即要求僅產(chǎn)發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，即要求僅產(chǎn)生局部損壞，不應(yīng)發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財產(chǎn)生局部損壞，不應(yīng)發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。的嚴(yán)重?fù)p失。如（如（MMu）結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求2. 適用性適用性 Serviceability結(jié)構(gòu)在正常使用期間，具有良好的工作性能。如不結(jié)構(gòu)在正常使用期間，具有良好的工作性能。如不發(fā)生影響正常使用的過大的變形（撓度、側(cè)移）、振動發(fā)生影響正常使用的過大的變形（撓度、

3、側(cè)移）、振動（頻率、振幅），或產(chǎn)生讓使用者感到不安的過大的裂（頻率、振幅），或產(chǎn)生讓使用者感到不安的過大的裂縫寬度?？p寬度。 如（如（f f ）3. 耐久性耐久性 Durability結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，應(yīng)具有足夠的結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，應(yīng)具有足夠的耐久性。即在各種因素的影響下（混凝土碳化、鋼筋銹耐久性。即在各種因素的影響下（混凝土碳化、鋼筋銹蝕），結(jié)構(gòu)的承載力和剛度不應(yīng)隨時間有過大的降低，蝕），結(jié)構(gòu)的承載力和剛度不應(yīng)隨時間有過大的降低，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在其預(yù)定使用期間內(nèi)喪失安全性和適用性，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在其預(yù)定使用期間內(nèi)喪失安全性和適用性，降低使用壽命。降低使用壽命。 如（如（w

4、max wmax）結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求功功能能要要求求在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種作用。在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種作用。在正常使用時具有良好的工作性能。在正常使用時具有良好的工作性能。在正常維護(hù)下有足夠的耐久性能。在正常維護(hù)下有足夠的耐久性能。在設(shè)計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必需的在設(shè)計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，即要求僅產(chǎn)生局部損壞而不致發(fā)生整體倒塌。整體穩(wěn)定性，即要求僅產(chǎn)生局部損壞而不致發(fā)生整體倒塌。安全性安全性安全性安全性適用性適用性耐久性耐久性 結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的：在一定的經(jīng)濟條件下，使結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期限內(nèi)

5、能滿結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的：在一定的經(jīng)濟條件下，使結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期限內(nèi)能滿足設(shè)計所預(yù)期的各種功能要求（安全性、適用性、耐久性，總稱為可靠性）。足設(shè)計所預(yù)期的各種功能要求（安全性、適用性、耐久性，總稱為可靠性）。結(jié)構(gòu)的可靠性結(jié)構(gòu)的可靠性可靠性可靠性 Reliability安全性、適用性和耐久性的總稱安全性、適用性和耐久性的總稱 就是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)（設(shè)計工作壽命就是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)（設(shè)計工作壽命=50年），在規(guī)定的條件下（正常設(shè)計、正常施工、正常使年），在規(guī)定的條件下（正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的能力。用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的能力。結(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)

6、造價投資越大。結(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價投資越大。如何在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟之間取得均衡？如何在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟之間取得均衡？設(shè)計方法要解決的問題。設(shè)計方法要解決的問題。 可靠性如何計算？可靠性如何計算？ 可靠性目標(biāo)是多大？可靠性目標(biāo)是多大？ 可靠性量度可靠性量度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的發(fā)展鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的發(fā)展容許應(yīng)力法容許應(yīng)力法鋼筋砼結(jié)構(gòu)按彈性理論計算的應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu)按彈性理論計算的應(yīng)力不大于規(guī)定的容許應(yīng)力。不大于規(guī)定的容許應(yīng)力。破壞階段設(shè)計法破壞階段設(shè)計法考慮材料塑性性能，按材料平均強考慮材料塑性性能，按材料平均強度計算的承載力必須大于計算的最度計算的承載力必須大于計算的最大荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。

7、大荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。極限狀態(tài)設(shè)計法極限狀態(tài)設(shè)計法明確結(jié)構(gòu)按各個極限狀態(tài)進(jìn)行計算明確結(jié)構(gòu)按各個極限狀態(tài)進(jìn)行計算設(shè)計。設(shè)計。概率極限狀態(tài)設(shè)計法概率極限狀態(tài)設(shè)計法在極限狀態(tài)設(shè)計法的基礎(chǔ)上考慮結(jié)在極限狀態(tài)設(shè)計法的基礎(chǔ)上考慮結(jié)構(gòu)的可靠概率，按發(fā)展階段，該法構(gòu)的可靠概率，按發(fā)展階段，該法可分為三個水準(zhǔn)。可分為三個水準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)極限狀態(tài)定義：整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特極限狀態(tài)定義：整個結(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)計指定的某一功能要求，這個定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計指定的某一功能要求，這個特定的狀態(tài)稱之為該功能的極限狀態(tài)。特定的狀態(tài)稱之為該功能的極限狀態(tài)。承載能力極限狀態(tài)承

8、載能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形。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)形。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。象。（1）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分喪失穩(wěn)定；）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分喪失穩(wěn)定；（2）結(jié)構(gòu)形成機動體系喪失承載能力；）結(jié)構(gòu)形成機動體系喪失承載能力；（3）結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移、上浮或傾覆；）結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移、上浮或傾覆；（4）構(gòu)件截面因材料強度不足而破壞；）構(gòu)件截面因材料強度不足而破壞；（5）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。）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。正常使用極

9、限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到影響正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。超結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到影響正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。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，混凝土腐蝕、風(fēng)化、剝落等現(xiàn)象?？p，鋼筋嚴(yán)重銹蝕，混凝土腐蝕、風(fēng)化、剝落等現(xiàn)象。（1）產(chǎn)生過大的變形，影響正常使用或外觀；）產(chǎn)生過大的變形，影響正常使用或外觀；（2）產(chǎn)生過寬的裂縫，影響正常使用（滲水）或外觀；產(chǎn)）產(chǎn)生過寬的裂縫，影響正常使用（滲水）或外觀；產(chǎn)生人們心理上不能接受的感覺；對耐久性也有一定的影響；生人們心理上不能接受的感覺；對耐久性也

10、有一定的影響；（3）產(chǎn)生過大的振動，影響正常使用。）產(chǎn)生過大的振動，影響正常使用。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)安全性安全性適用性適用性耐久性耐久性結(jié)構(gòu)的功能要求：結(jié)構(gòu)的功能要求：結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計設(shè)計驗算驗算結(jié)構(gòu)的設(shè)計狀況結(jié)構(gòu)的設(shè)計狀況 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)在施工和使用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)在施工和使用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分下列三種設(shè)計狀況：下列三種設(shè)計狀況： 持久狀況持久狀況 短暫狀況短暫狀況 偶然狀況偶然狀況在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)，持在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)，持續(xù)時間較長

11、的狀況續(xù)時間較長的狀況在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設(shè)計使用年限相比率較大，而與設(shè)計使用年限相比持續(xù)時間很短的狀況持續(xù)時間很短的狀況在結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)概率很小，在結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期很短的狀況且持續(xù)期很短的狀況承載能力極限承載能力極限狀態(tài)設(shè)計狀態(tài)設(shè)計正常使用極限正常使用極限狀態(tài)驗算狀態(tài)驗算作用與荷載效應(yīng)作用與荷載效應(yīng) 凡是施加在結(jié)構(gòu)上的集中或分布荷載，以及引起結(jié)構(gòu)凡是施加在結(jié)構(gòu)上的集中或分布荷載，以及引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束的原因，總稱為作用。外加變形或約束的原因，總稱為作用。作作 用用直接作用直接作用（荷載）（荷載）間接作用間接作用施加在

12、結(jié)構(gòu)上的集中或施加在結(jié)構(gòu)上的集中或分布荷載分布荷載如混凝土收縮、溫度變?nèi)缁炷潦湛s、溫度變化、基礎(chǔ)沉降、地震等?；?、基礎(chǔ)沉降、地震等。荷載是作用，但作用未必是荷載。荷載是作用，但作用未必是荷載。從工程習(xí)慣和敘述簡便起見，兩者不作區(qū)分，一律稱為荷載。從工程習(xí)慣和敘述簡便起見，兩者不作區(qū)分，一律稱為荷載。荷載的分類荷載的分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在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)其量值隨時間變在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)其量值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可化，且其變化與平均值相比不可忽略的作用。忽略的作用。如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力、地基沉降、焊預(yù)應(yīng)力、地基沉降、焊接等。接等。在

13、設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間很短的作用。很短的作用。在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)其量值不隨時間在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)其量值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計的作用。以忽略不計的作用。如樓面活荷載、吊車荷如樓面活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、載、風(fēng)荷載、雪荷載、溫度變化等。溫度變化等。如爆炸力、撞擊力、罕如爆炸力、撞擊力、罕遇的地震等。遇的地震等。 （1）按隨時間的變異可分為三類：按隨時間的變異可分為三類：荷載的分類荷載的分類 （2）按隨空間位置的變異可分為二類：按隨空間位置的變異可分為二類：固

14、定荷載固定荷載自由荷載自由荷載在結(jié)構(gòu)上具有固定分布的作在結(jié)構(gòu)上具有固定分布的作用。其特點是在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)用。其特點是在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的空間位置固定不變，但其的空間位置固定不變，但其量值可能具有隨機性。量值可能具有隨機性。在結(jié)構(gòu)上一定范圍內(nèi)可以任在結(jié)構(gòu)上一定范圍內(nèi)可以任意分布的作用。意分布的作用。如房屋建筑樓面上位置如房屋建筑樓面上位置固定的設(shè)備荷載、屋蓋固定的設(shè)備荷載、屋蓋上的水箱等。上的水箱等。如樓面的人員荷載、吊如樓面的人員荷載、吊車荷載等。車荷載等。荷載的分類荷載的分類靜態(tài)荷載靜態(tài)荷載動態(tài)荷載動態(tài)荷載 （3）按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點可分為二類：按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點可分為二類：使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度可以忽略不計

15、的使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度可以忽略不計的作用。作用。使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度不可忽略不計的使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度不可忽略不計的作用。在結(jié)構(gòu)分析時一般均應(yīng)考慮其作用。在結(jié)構(gòu)分析時一般均應(yīng)考慮其動力效應(yīng)。動力效應(yīng)。如結(jié)構(gòu)自重、住宅或辦如結(jié)構(gòu)自重、住宅或辦公樓的樓面活荷載公樓的樓面活荷載如吊車荷載、地震作用、如吊車荷載、地震作用、大型動力設(shè)備的作用、大型動力設(shè)備的作用、高聳結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載等。高聳結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載等。作用效應(yīng)及作用效應(yīng)系數(shù)作用效應(yīng)及作用效應(yīng)系數(shù)作用效應(yīng)作用效應(yīng) S：各種作用作用在結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，由：各種作用作用在結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，由此在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力和變形（如軸力、剪力、彎矩以此在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力和

16、變形（如軸力、剪力、彎矩以及撓度、轉(zhuǎn)角和裂縫等）。及撓度、轉(zhuǎn)角和裂縫等）。荷載效應(yīng)系數(shù)荷載效應(yīng)系數(shù) C：單位荷載的作用效應(yīng)。：單位荷載的作用效應(yīng)。ql 簡支梁在均布荷載簡支梁在均布荷載q作用下，跨中彎矩的作用效作用下，跨中彎矩的作用效應(yīng)為應(yīng)為 ，作用效應(yīng)系數(shù)為，作用效應(yīng)系數(shù)為 ；支座剪力；支座剪力的作用效應(yīng)為的作用效應(yīng)為 ，作用效應(yīng)系數(shù)為，作用效應(yīng)系數(shù)為 。 簡支梁，跨中承受集中荷載簡支梁，跨中承受集中荷載P，跨中彎矩的作用效，跨中彎矩的作用效應(yīng)為應(yīng)為 ，作用效應(yīng)系數(shù)為，作用效應(yīng)系數(shù)為 ；支座剪力的；支座剪力的作用效應(yīng)為作用效應(yīng)為 ，作用效應(yīng)系數(shù)為，作用效應(yīng)系數(shù)為 。Pl281ql281lql

17、21l21Pl41l41P2121PCS荷載荷載效應(yīng)系數(shù)荷載效應(yīng)結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力 結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力R：指整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)（即內(nèi)：指整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)（即內(nèi)力和變形）的能力。力和變形）的能力。 影響抗力的主要因素有：影響抗力的主要因素有：材料性能的不確定性材料性能的不確定性幾何參數(shù)的不確定性幾何參數(shù)的不確定性計算模式的不確定性計算模式的不確定性強度、變形模量等強度、變形模量等構(gòu)件尺寸等構(gòu)件尺寸等抗力計算所采用的基本抗力計算所采用的基本假設(shè)和計算公式不夠精假設(shè)和計算公式不夠精確等確等結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)及結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)及結(jié)構(gòu)抗力GB50068-2001規(guī)

18、定的設(shè)計基準(zhǔn)期為規(guī)定的設(shè)計基準(zhǔn)期為50年。年。作用作用作用效應(yīng)作用效應(yīng)結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力三者均為隨機變量三者均為隨機變量與時間有關(guān)與時間有關(guān)為確定與時間有關(guān)的設(shè)計參數(shù)的取值而為確定與時間有關(guān)的設(shè)計參數(shù)的取值而選用的時間參數(shù)，稱為設(shè)計基準(zhǔn)期。選用的時間參數(shù)，稱為設(shè)計基準(zhǔn)期。功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程式功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程式Z=R-S0Z=R-S=0Z=R-S0結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài) 按極限狀態(tài)方法設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，要求所設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有一定的預(yù)定功按極限狀態(tài)方法設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，要求所設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有一定的預(yù)定功能，這可用包括各有關(guān)變

19、量在內(nèi)的結(jié)構(gòu)功能函數(shù)來表達(dá)，即能，這可用包括各有關(guān)變量在內(nèi)的結(jié)構(gòu)功能函數(shù)來表達(dá)，即12(,)nZg XXX12(,)0nZg XXX極限狀態(tài)方程極限狀態(tài)方程 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) S 和結(jié)構(gòu)抗力和結(jié)構(gòu)抗力 R兩個基本變量時，可得兩個基本變量時，可得( , )Zg R SRS功能函數(shù)功能函數(shù)失效概率失效概率 由圖可見，在多數(shù)情況下，由圖可見，在多數(shù)情況下，R大于大于S。但是，由于。但是，由于R和和S的離散性，在它們的離散性，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)概率密度曲線的重疊區(qū)（陰影段內(nèi)）仍有可能出現(xiàn)R小于小于S的情況，這種可能的情況，這種可能性的

20、大小用概率來表示就是失效概率性的大小用概率來表示就是失效概率pf。 S和和R的概率密度曲線的概率密度曲線 由于作用效應(yīng)由于作用效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力和結(jié)構(gòu)抗力R都是隨機變量或隨機過程，因都是隨機變量或隨機過程，因此要絕對地保證此要絕對地保證Z總是大于總是大于0是不可能的。是不可能的。失效概率失效概率失效概率：出現(xiàn)失效概率：出現(xiàn)Z=R-S0 的概率，的概率，用用pf表示。表示。pff(Z)Z=R-Sps=1-pf0 當(dāng)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)中僅有兩個獨立的隨機變量當(dāng)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)中僅有兩個獨立的隨機變量R和和S，且都服，且都服從正態(tài)分布時，功能函數(shù)從正態(tài)分布時，功能函數(shù)Z的概率密度曲線如圖所示。的概率密度曲線如圖

21、所示。20Zf2ZZz1expd22zzpz可靠性和可靠度的概念可靠性和可靠度的概念結(jié)構(gòu)可靠性結(jié)構(gòu)可靠性結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性的總稱。結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性的總稱。結(jié)構(gòu)可靠度結(jié)構(gòu)可靠度結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成 預(yù)定功能的概率。預(yù)定功能的概率。規(guī)定時間指設(shè)計使用年限；規(guī)定條件指正常設(shè)計、正常規(guī)定時間指設(shè)計使用年限；規(guī)定條件指正常設(shè)計、正常施工、正常使用和正常維護(hù)，不包括錯誤設(shè)計、錯誤施施工、正常使用和正常維護(hù)，不包括錯誤設(shè)計、錯誤施工和違反原來規(guī)定的使用情況。工和違反原來規(guī)定的使用情況。 結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，即對結(jié)構(gòu)可靠

22、性的定量描結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，即對結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述。述。注意注意1：結(jié)構(gòu)可靠度與結(jié)構(gòu)使用年限長短有關(guān)。：結(jié)構(gòu)可靠度與結(jié)構(gòu)使用年限長短有關(guān)。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以結(jié)以結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為計算結(jié)構(gòu)可靠度的時間基準(zhǔn)。構(gòu)的設(shè)計使用年限為計算結(jié)構(gòu)可靠度的時間基準(zhǔn)。注意注意2：結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限雖與結(jié)構(gòu)使用壽命有聯(lián)系，但不等同。：結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限雖與結(jié)構(gòu)使用壽命有聯(lián)系，但不等同。當(dāng)結(jié)構(gòu)的使用年限超過設(shè)計使用年限后，并不意味著結(jié)構(gòu)就要報廢，但當(dāng)結(jié)構(gòu)的使用年限超過設(shè)計使用年限后，并不意味著結(jié)構(gòu)就要報廢，但其可靠度將逐漸降低。其可靠度將逐漸降低。可靠指標(biāo)可靠指標(biāo) 令令ZZ則則ZfZ()p 由上

23、式可見，由上式可見，b b 與與pf具有數(shù)值上的對應(yīng)關(guān)系，也具有與具有數(shù)值上的對應(yīng)關(guān)系，也具有與pf相對應(yīng)的物理意相對應(yīng)的物理意義。義。b b 越大，越大，pf就越小，即結(jié)構(gòu)越可靠，故就越小，即結(jié)構(gòu)越可靠，故b b 稱為可靠指標(biāo)。稱為可靠指標(biāo)。RS22RS設(shè)設(shè)S、R都服從正態(tài)分布，則都服從正態(tài)分布，則Z也服從正態(tài)分布。也服從正態(tài)分布。SRZ22ZRS pff(Z)Z=R-Sps=1-pf0zZRS曲線右移曲線右移fp曲線變陡曲線變陡22ZRSfpRS22RSZZfp可靠度增大可靠度增大可靠指標(biāo)與失效概率的對應(yīng)關(guān)系可靠指標(biāo)與失效概率的對應(yīng)關(guān)系b b 與與 pf 的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系b bpfb

24、bpfb bpf1.01.5910-12.73.4710-33.71.0810-41.56.6810-23.01.3510-34.03.1710-52.02.2810-23.26.8710-44.21.3310-52.56.2110-33.52.3310-44.53.4010-6目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo) 設(shè)計規(guī)范所規(guī)定的、作為設(shè)計結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件時所應(yīng)達(dá)到的可靠指標(biāo)，設(shè)計規(guī)范所規(guī)定的、作為設(shè)計結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件時所應(yīng)達(dá)到的可靠指標(biāo)，稱為設(shè)計可靠指標(biāo)，它是根據(jù)設(shè)計所要求達(dá)到的結(jié)構(gòu)可靠度而取定的，所以稱為設(shè)計可靠指標(biāo)，它是根據(jù)設(shè)計所要求達(dá)到的結(jié)構(gòu)可靠度而取定的，所以又稱為目標(biāo)可靠指標(biāo)。又稱為目標(biāo)可靠指標(biāo)

25、。 設(shè)計可靠指標(biāo)，理論上應(yīng)根據(jù)各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性、破壞性質(zhì)（延性、設(shè)計可靠指標(biāo)，理論上應(yīng)根據(jù)各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性、破壞性質(zhì)（延性、脆性）及失效后果，用優(yōu)化方法分析確定。限于目前統(tǒng)計資料不夠完備，并脆性）及失效后果，用優(yōu)化方法分析確定。限于目前統(tǒng)計資料不夠完備，并考慮到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)實繼承性，一般采用考慮到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)實繼承性，一般采用“校準(zhǔn)法校準(zhǔn)法”確定。所謂確定。所謂“校準(zhǔn)法校準(zhǔn)法”，就是通過對原有規(guī)范可靠度的反演計算和綜合分析，確定以后設(shè)計時所采用就是通過對原有規(guī)范可靠度的反演計算和綜合分析，確定以后設(shè)計時所采用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)。的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)。ffppTT：目標(biāo)可靠指標(biāo)：目標(biāo)可

26、靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)建筑結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)的安全級別安全級別破壞后果破壞后果建筑物類型建筑物類型承載能力極限狀態(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)延性破壞延性破壞脆性破壞脆性破壞11 (1)很嚴(yán)重很嚴(yán)重重要建筑重要建筑3.74.222 (2,3)嚴(yán)重嚴(yán)重一般建筑一般建筑3.23.733 (4,5)不嚴(yán)重不嚴(yán)重次要建筑次要建筑2.73.2建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將建筑物劃分為三個安全級將建筑物劃分為三個安全級別，規(guī)定了它們各自的承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)別，規(guī)定了它們各自的承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)的安全級別越高，結(jié)構(gòu)的安全級別越高，b b

27、T T越大越大延性破壞的延性破壞的b bT T小于脆性破壞的小于脆性破壞的b bT T承載能力極限狀態(tài)的承載能力極限狀態(tài)的b bT T大于正常使用極限狀態(tài)的大于正常使用極限狀態(tài)的b bT T荷載代表值和材料強度標(biāo)準(zhǔn)值荷載代表值和材料強度標(biāo)準(zhǔn)值b b 的計算非常復(fù)雜，實際工作中不可能直接計算。的計算非常復(fù)雜，實際工作中不可能直接計算。設(shè)計規(guī)范都采用了實用的設(shè)計表達(dá)式。在表達(dá)式中設(shè)計規(guī)范都采用了實用的設(shè)計表達(dá)式。在表達(dá)式中除了規(guī)定荷載和材料強度的取值外，還規(guī)定了若干個分除了規(guī)定荷載和材料強度的取值外，還規(guī)定了若干個分項系數(shù)。設(shè)計人員不必直接計算可靠指標(biāo)值，而只要采項系數(shù)。設(shè)計人員不必直接計算可靠指

28、標(biāo)值，而只要采用規(guī)范規(guī)定的各個分項系數(shù)按實用設(shè)計表達(dá)式對結(jié)構(gòu)構(gòu)用規(guī)范規(guī)定的各個分項系數(shù)按實用設(shè)計表達(dá)式對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計，則認(rèn)為設(shè)計出的結(jié)構(gòu)構(gòu)件所隱含的件進(jìn)行設(shè)計，則認(rèn)為設(shè)計出的結(jié)構(gòu)構(gòu)件所隱含的b b 值就值就可滿足要求?？蓾M足要求。在實用設(shè)計表達(dá)式中，首先要定出荷載的代表值和在實用設(shè)計表達(dá)式中，首先要定出荷載的代表值和材料的強度值。材料的強度值。荷載代表值荷載代表值設(shè)計時使用的荷載量值。設(shè)計時使用的荷載量值。 荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值定義：荷載標(biāo)準(zhǔn)值就是結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)具有一定概率的定義：荷載標(biāo)準(zhǔn)值就是結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)具有一定概率的最大荷載值最大荷載值,它是荷載的基本代表值。它是荷載的基本代

29、表值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值的表示：荷載標(biāo)準(zhǔn)值的表示：下標(biāo)下標(biāo)k 如：如：集中恒載集中恒載分布恒載分布恒載集中活載集中活載分布活載分布活載kGkgkQkq荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定：荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定： 對于具有統(tǒng)計規(guī)律的荷載，運用數(shù)理統(tǒng)計方法確定具有一定保證對于具有統(tǒng)計規(guī)律的荷載，運用數(shù)理統(tǒng)計方法確定具有一定保證率的統(tǒng)計特征值。率的統(tǒng)計特征值。fqO荷載荷載q的概率分布曲線的概率分布曲線q?%qk對于沒有充分對于沒有充分統(tǒng)計資料的荷統(tǒng)計資料的荷載，根據(jù)工程載，根據(jù)工程經(jīng)驗或理論公經(jīng)驗或理論公式確定荷載標(biāo)式確定荷載標(biāo)準(zhǔn)值。準(zhǔn)值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2001）摘錄）摘

30、錄1.0.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中涉及的作用包括直接作用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中涉及的作用包括直接作用(荷載荷載)和間接作用和間接作用(如地基變形、如地基變形、混凝土收縮、焊接變形、溫度變化或地震等引起的作用混凝土收縮、焊接變形、溫度變化或地震等引起的作用)。本規(guī)范僅對有關(guān)荷載。本規(guī)范僅對有關(guān)荷載作出規(guī)定。作出規(guī)定。 4.1.1 民用建筑樓面均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值：民用建筑樓面均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值：（1）住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院、托兒所、幼兒園、）住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院、托兒所、幼兒園、教室、實驗室、會議室教室、實驗室、會議室2.0KN/m2（2）食堂、餐廳、一般資料檔案室）食堂、餐廳、一般資料檔案室

31、2.5KN/m2（4）商店、展覽廳、車站等）商店、展覽廳、車站等3.5KN/m2（6）書庫、檔案庫廳、貯藏室）書庫、檔案庫廳、貯藏室5.0KN/m22.1.21 基本雪壓基本雪壓2.1.22 基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓雪荷載和風(fēng)荷載是取雪荷載和風(fēng)荷載是取50年一遇的最大雪壓和最大風(fēng)壓作為標(biāo)準(zhǔn)值。年一遇的最大雪壓和最大風(fēng)壓作為標(biāo)準(zhǔn)值。3.1.3 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值，對結(jié)構(gòu)自重，可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計尺寸與材料單位體積的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值，對結(jié)構(gòu)自重，可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計尺寸與材料單位體積的自重計算確定。對于自重變異較大的材料和構(gòu)件自重計算確定。對于自重變異較大的材料和構(gòu)件(如現(xiàn)場制作的保溫材料、混凝土如現(xiàn)場制作的保溫材

32、料、混凝土薄壁構(gòu)件等薄壁構(gòu)件等)，自重的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)對結(jié)構(gòu)的不利狀態(tài)，取上限值或下限值。，自重的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)對結(jié)構(gòu)的不利狀態(tài)，取上限值或下限值。荷載組合值荷載組合值 當(dāng)有兩種或多種可變荷載作用在結(jié)構(gòu)上要同時考慮時，當(dāng)有兩種或多種可變荷載作用在結(jié)構(gòu)上要同時考慮時，考慮到不可能都同時以其標(biāo)準(zhǔn)值作用在結(jié)構(gòu)上而對變荷載考慮到不可能都同時以其標(biāo)準(zhǔn)值作用在結(jié)構(gòu)上而對變荷載的折減。的折減。 除了一個主要可變荷載仍取其標(biāo)準(zhǔn)值外，其他可變荷除了一個主要可變荷載仍取其標(biāo)準(zhǔn)值外，其他可變荷載都在其標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上乘以小于載都在其標(biāo)準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上乘以小于1的組合系數(shù)。的組合系數(shù)。c組合系數(shù)組合系數(shù)ckQ組合值組合值水工結(jié)

33、構(gòu)設(shè)計中，習(xí)慣上均不考慮可變荷載組合時的折減，水工結(jié)構(gòu)設(shè)計中，習(xí)慣上均不考慮可變荷載組合時的折減，即都取即都取 =1.0。所以在水工設(shè)計規(guī)范中，就不存在。所以在水工設(shè)計規(guī)范中，就不存在“荷載組合荷載組合值值”這一術(shù)語。這一術(shù)語。荷載頻遇值荷載頻遇值定義：可變荷載在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)被超越的總時間僅為設(shè)計基定義：可變荷載在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)被超越的總時間僅為設(shè)計基準(zhǔn)期一小部分的作用值，或在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)其超越頻率為某準(zhǔn)期一小部分的作用值，或在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)其超越頻率為某一定規(guī)定頻率的作用值。一定規(guī)定頻率的作用值。 t1 t2 t3 t4（t1+t2+t3+t4）/T=0.5荷載的準(zhǔn)永久值荷載的準(zhǔn)永久值（t1+t

34、2+t3+t4）/T0.1荷載的頻遇值荷載的頻遇值f頻遇值系數(shù)頻遇值系數(shù)fkQ頻遇值頻遇值小于荷載標(biāo)準(zhǔn)值小于荷載標(biāo)準(zhǔn)值tQOTQx荷載準(zhǔn)永久值荷載準(zhǔn)永久值定義：在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，可變荷載中基本上一直存在著的那一定義：在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，可變荷載中基本上一直存在著的那一部分荷載。部分荷載。 變形大小和裂縫寬度與荷載作用時間的長短有關(guān)，所以在變形大小和裂縫寬度與荷載作用時間的長短有關(guān)，所以在按正常使用極限狀態(tài)驗算時，有些設(shè)計規(guī)范就規(guī)定了必須按荷按正常使用極限狀態(tài)驗算時，有些設(shè)計規(guī)范就規(guī)定了必須按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合及準(zhǔn)永久組合分別進(jìn)行驗算。載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合及準(zhǔn)永久組合分別進(jìn)行驗算。 過

35、分細(xì)致地進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗算沒有太大的工程實過分細(xì)致地進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗算沒有太大的工程實際意義，同時，由于水工荷載的復(fù)雜性和多樣性，現(xiàn)行水工混際意義，同時，由于水工荷載的復(fù)雜性和多樣性，現(xiàn)行水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定不再進(jìn)行頻遇組合和準(zhǔn)永久組合驗算。凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定不再進(jìn)行頻遇組合和準(zhǔn)永久組合驗算。 因此，在水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，也就不存在因此，在水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中，也就不存在“荷載荷載頻遇值頻遇值”、“荷載準(zhǔn)永久值荷載準(zhǔn)永久值”、“荷載效應(yīng)頻遇組合荷載效應(yīng)頻遇組合”、 “荷荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合”這類術(shù)語。這類術(shù)語?；炷翉姸葮?biāo)準(zhǔn)值混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值f(f)

36、fOfkfffkf5%kff1.645f具有具有95%保證率保證率 混凝土強度等級、軸心抗壓強度和軸心抗拉強度的標(biāo)準(zhǔn)值混凝土強度等級、軸心抗壓強度和軸心抗拉強度的標(biāo)準(zhǔn)值均按上式進(jìn)行計算。均按上式進(jìn)行計算。 計算軸心抗壓強度時，還應(yīng)乘以計算軸心抗壓強度時，還應(yīng)乘以0.88；強度等級比較高的混；強度等級比較高的混凝土，其脆性破壞特征有所增長，凝土，其脆性破壞特征有所增長，C45、C50、C55及及C60等級的等級的混凝土再分別乘以修正系數(shù)混凝土再分別乘以修正系數(shù)0.98、0.97、0.965及及0.96。 計算軸心抗拉強度時，也應(yīng)乘以計算軸心抗拉強度時，也應(yīng)乘以0.88；同樣考慮到較高強度；同樣考

37、慮到較高強度等級混凝土的脆性性質(zhì)，對等級混凝土的脆性性質(zhì)，對C45以上等級混凝土的軸心抗拉強度以上等級混凝土的軸心抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值乘以修正系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)值乘以修正系數(shù)。kff(1 1.645)f鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值軟鋼軟鋼采用鋼筋國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強度作為其強度標(biāo)準(zhǔn)采用鋼筋國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強度作為其強度標(biāo)準(zhǔn)值。國標(biāo)規(guī)定的屈服強度即鋼筋出廠檢驗的廢品限值。值。國標(biāo)規(guī)定的屈服強度即鋼筋出廠檢驗的廢品限值。硬鋼硬鋼取極限抗拉強度取極限抗拉強度s sb（廢品限值）作為強度標(biāo)準(zhǔn)值，但（廢品限值）作為強度標(biāo)準(zhǔn)值，但設(shè)計時取設(shè)計時取0.85s sb作為條件屈服點。作為條件屈服點。 根據(jù)國家規(guī)定，對于各級

38、熱軋鋼筋，其廢品限值相當(dāng)于屈根據(jù)國家規(guī)定，對于各級熱軋鋼筋，其廢品限值相當(dāng)于屈服強度平均值減去兩倍標(biāo)準(zhǔn)差。服強度平均值減去兩倍標(biāo)準(zhǔn)差。kff2f具有具有97.73%保證率，高于保證率，高于95%保證率，偏于安全保證率，偏于安全水工規(guī)范的實用設(shè)計表達(dá)式水工規(guī)范的實用設(shè)計表達(dá)式目前我國用于水利水電工程的目前我國用于水利水電工程的水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范范有兩個版本，一本是電力系統(tǒng)的有兩個版本，一本是電力系統(tǒng)的DL/T5057-2009，一本，一本是水利系統(tǒng)的是水利系統(tǒng)的SL191 -2008。這兩本規(guī)范的大部分條文內(nèi)容是基本相同或僅稍有差異，這兩本規(guī)范的大部分條文內(nèi)容是基本相同或

39、僅稍有差異，但在實用設(shè)計表達(dá)式的表達(dá)方式上卻有著較大的不同。但在實用設(shè)計表達(dá)式的表達(dá)方式上卻有著較大的不同。DL5057-2009規(guī)范完全繼承了規(guī)范完全繼承了DL/T5057-1996，采用概率極限，采用概率極限狀態(tài)設(shè)計原則，用狀態(tài)設(shè)計原則，用5個分項系數(shù)的設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計。個分項系數(shù)的設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計。SL191-2008規(guī)范則在規(guī)定的材料強度和荷載取值條件下，采規(guī)范則在規(guī)定的材料強度和荷載取值條件下，采用在多系數(shù)分析基礎(chǔ)上以安全系數(shù)表達(dá)的方式進(jìn)行設(shè)計。用在多系數(shù)分析基礎(chǔ)上以安全系數(shù)表達(dá)的方式進(jìn)行設(shè)計。分項系數(shù)分項系數(shù) （DL/T5057-2009 ）DL/T5057-2009規(guī)范采用了

40、規(guī)范采用了5個分項系數(shù)，它們是結(jié)個分項系數(shù)，它們是結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)構(gòu)重要性系數(shù)g g0 、設(shè)計狀況系數(shù)、設(shè)計狀況系數(shù)y y 、結(jié)構(gòu)系數(shù)、結(jié)構(gòu)系數(shù)g gd、荷、荷載分項系數(shù)載分項系數(shù)g gG和和g gQ、材料分項系數(shù)、材料分項系數(shù)g gC和和g gS。1. 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)g g0建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全級別不同，所要求的目標(biāo)可靠指建筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全級別不同，所要求的目標(biāo)可靠指標(biāo)也不同。標(biāo)也不同。水工建筑物級別水工建筑物級別水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級別 g g0 11.12，31.04，50.9分項系數(shù)分項系數(shù) （DL/T5057-2009 ）2.設(shè)計狀況系數(shù)設(shè)計狀況系數(shù)

41、y y結(jié)構(gòu)在施工、安裝、運行、檢修等不同階段可能出現(xiàn)不結(jié)構(gòu)在施工、安裝、運行、檢修等不同階段可能出現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)體系、不同的荷載及不同的環(huán)境條件，可靠度同的結(jié)構(gòu)體系、不同的荷載及不同的環(huán)境條件，可靠度水平要求不同。水平要求不同。持久狀況。在結(jié)構(gòu)運行使用過程中，不僅出現(xiàn)且持持久狀況。在結(jié)構(gòu)運行使用過程中，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。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。短暫狀況。在結(jié)構(gòu)施工（安裝）、檢修或使用過程短暫狀況。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。中短暫出現(xiàn)的設(shè)計狀況。偶然狀況。在結(jié)構(gòu)使用過程中，出現(xiàn)概率很小，持偶然狀況。

42、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。續(xù)時間很短的設(shè)計狀況。 對應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況，對應(yīng)于持久狀況、短暫狀況、偶然狀況， y y 分別取為分別取為1 . 01 . 0 、0 . 9 50 . 9 5 及及0 . 8 50 . 8 5分項系數(shù)分項系數(shù) （DL/T5057-2009 ）3. 荷載分項系數(shù)荷載分項系數(shù)g gG和和g gQ用來考慮荷載超過標(biāo)準(zhǔn)值的可能性，在水工建筑物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，它實質(zhì)上就是設(shè)計中，它實質(zhì)上就是“超載系數(shù)超載系數(shù)”。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)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

43、設(shè)計值。計值。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，其值大小主取用，其值大小主要依據(jù)荷載的變異程度大小。要依據(jù)荷載的變異程度大小。作用類型作用類型永久作用永久作用一般可變作用一般可變作用可控制的可變作用可控制的可變作用偶然作用偶然作用g gGg gQ1g gQ2g gA作用分項系數(shù)作用分項系數(shù)1.05（0.95）1.21.11.0分項系數(shù)分項系數(shù) （DL/T5057-2009 ）荷載荷載荷載分荷載分項系數(shù)項系數(shù)荷載荷載荷載分荷載分項系數(shù)項系數(shù)自重自重其作用對結(jié)構(gòu)不利時其作用對結(jié)構(gòu)不利時1.05靜止土壓力、主動土壓力靜止土壓力、主動土壓力1.2其作用對結(jié)構(gòu)有利時其作用對結(jié)構(gòu)有利時

44、0.95地應(yīng)力、圍巖壓力地應(yīng)力、圍巖壓力1.0靜水壓力、浮托力靜水壓力、浮托力1.0水錘壓力水錘壓力1.1浪壓力浪壓力1.2靜冰壓力、動冰壓力、靜冰壓力、動冰壓力、凍脹力凍脹力1.1灌漿壓力灌漿壓力1.3樓面活荷載樓面活荷載1.2雪荷載雪荷載1.3風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.3橋機與門機荷載橋機與門機荷載1.1溫度作用溫度作用1.1分項系數(shù)分項系數(shù) （DL/T5057-2009 ）4. 材料分項系數(shù)材料分項系數(shù)g gC和和g gS為了充分考慮材料強度的離散性及不可避免的施工誤為了充分考慮材料強度的離散性及不可避免的施工誤差等因素帶來的使材料實際強度低于材料強度標(biāo)準(zhǔn)值的可能，差等因素帶來的使材料實際強度低于

45、材料強度標(biāo)準(zhǔn)值的可能，在承載能力極限狀態(tài)計算時，規(guī)定對混凝土與鋼筋的強度標(biāo)在承載能力極限狀態(tài)計算時，規(guī)定對混凝土與鋼筋的強度標(biāo)準(zhǔn)值還應(yīng)分別除以混凝土材料分項系數(shù)準(zhǔn)值還應(yīng)分別除以混凝土材料分項系數(shù)g gC和和鋼筋材料分項鋼筋材料分項系數(shù)系數(shù)g gS。材料強度標(biāo)準(zhǔn)值除以分項系數(shù)后，得到材料強度設(shè)計材料強度標(biāo)準(zhǔn)值除以分項系數(shù)后，得到材料強度設(shè)計值，可直接查表選用，因此設(shè)計表達(dá)式中就不再出現(xiàn)材料強值，可直接查表選用，因此設(shè)計表達(dá)式中就不再出現(xiàn)材料強度標(biāo)準(zhǔn)值及材料分項系數(shù)。度標(biāo)準(zhǔn)值及材料分項系數(shù)。材料材料混凝土混凝土熱軋鋼筋熱軋鋼筋預(yù)應(yīng)力高強鋼筋預(yù)應(yīng)力高強鋼筋分項系數(shù)分項系數(shù)1.41.11.2分項系數(shù)分

46、項系數(shù) （DL/T5057-2009 ）5. 結(jié)構(gòu)系數(shù)結(jié)構(gòu)系數(shù)g gd用來考慮另四個分項系數(shù)沒能反映的其它對結(jié)構(gòu)可用來考慮另四個分項系數(shù)沒能反映的其它對結(jié)構(gòu)可靠度有影響的因素，如荷載效應(yīng)和抗力計算模式的不正確靠度有影響的因素，如荷載效應(yīng)和抗力計算模式的不正確性和尚未被人們認(rèn)知和掌握的其它一些對可靠度有關(guān)的因性和尚未被人們認(rèn)知和掌握的其它一些對可靠度有關(guān)的因素。素。實質(zhì)上是實質(zhì)上是4個分項系數(shù)以外保留下來的一個個分項系數(shù)以外保留下來的一個“小安全系數(shù)小安全系數(shù)”。素混凝土結(jié)構(gòu)素混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)受拉破壞受拉破壞受壓破壞受壓破壞2.01.31.2承載

47、能力極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式（DL/T5057-2009 ）1. 基本組合（持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況）基本組合（持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況）0d1SR GGkQ1Q1kQ2Q2kSSSSyck,RR ff a對承載能力極限狀態(tài)來說，它的荷載效應(yīng)對承載能力極限狀態(tài)來說，它的荷載效應(yīng)S就是荷載在結(jié)構(gòu)構(gòu)就是荷載在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上產(chǎn)生的內(nèi)力，也就是構(gòu)件截面上承受的彎矩、軸力、剪力件上產(chǎn)生的內(nèi)力，也就是構(gòu)件截面上承受的彎矩、軸力、剪力或扭矩等，記為或扭矩等，記為MD、ND、VD、TD。結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力R就是構(gòu)件截面的極限承載力。具體對于某一截面，就是構(gòu)件截面的極限承載力。具體對于某一

48、截面，就是截面的極限彎矩值就是截面的極限彎矩值Mu、極限軸力值、極限軸力值Nu、極限剪力值、極限剪力值Vu或極或極限扭矩值限扭矩值Tu等。等。d0 SR承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式（DL/T5057-2009 ）2. 偶然組合（偶然設(shè)計狀況）偶然組合（偶然設(shè)計狀況）RSd10GGkQ1Q1kQ2Q2kAKSSSSSkcyaffRR,0d SR承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式與基本組合相同；承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式與基本組合相同；表達(dá)式中的設(shè)計狀況系數(shù)表達(dá)式中的設(shè)計狀況系數(shù)y y =0.85；偶然荷載的分項系數(shù)取為偶然荷載的分項系數(shù)取為1.0；參與組合的某些可變荷載，可根

49、據(jù)各類水工建筑物設(shè)計規(guī)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，如風(fēng)荷載等。范的規(guī)定作適當(dāng)折減，如風(fēng)荷載等。正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式（DL/T5057-2009 ）正常使用極限狀態(tài)驗算的可靠度要求較低，一般要求正常使用極限狀態(tài)驗算的可靠度要求較低，一般要求b b =1.02.0。材料強度采用標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計值，即材料分項系數(shù)取為材料強度采用標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計值，即材料分項系數(shù)取為1.0。荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計值，即荷載分項系數(shù)荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值而不用設(shè)計值，即荷載分項系數(shù)g gG及及g gQ取為取為1.0。結(jié)構(gòu)系數(shù)結(jié)構(gòu)系數(shù)g gd及設(shè)計狀

50、況系數(shù)及設(shè)計狀況系數(shù)y y 也均取為也均取為1.0。 對于持久設(shè)計狀況，按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行驗算；對于持久設(shè)計狀況，按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行驗算；對于短暫狀況，可根據(jù)具體情況決定是否需要進(jìn)行正常使對于短暫狀況，可根據(jù)具體情況決定是否需要進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗算；用極限狀態(tài)驗算；對于偶然設(shè)計狀況，則可不進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的驗算。對于偶然設(shè)計狀況，則可不進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的驗算。正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式（DL/T5057-2009 ）g g0Sk(Gk，Qk，fk，ak)cc 結(jié)構(gòu)的功能限值（裂縫寬度或撓度）；結(jié)構(gòu)的功能限值（裂縫寬度或撓度）； Sk 荷載效

51、應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值；荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值；fk 材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值；材料強度的標(biāo)準(zhǔn)值； ak 結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸的標(biāo)準(zhǔn)值。結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸的標(biāo)準(zhǔn)值。確定安全系數(shù)的原則（確定安全系數(shù)的原則（SL191-2008）SL191-2008規(guī)范也是在規(guī)定的材料強度和荷載取值規(guī)范也是在規(guī)定的材料強度和荷載取值條件下，采用極限狀態(tài)設(shè)計法進(jìn)行設(shè)計。條件下，采用極限狀態(tài)設(shè)計法進(jìn)行設(shè)計。在多系數(shù)分析基礎(chǔ)上，將幾個系數(shù)合并為一個安全在多系數(shù)分析基礎(chǔ)上，將幾個系數(shù)合并為一個安全系數(shù)，采用單一安全系數(shù)表達(dá)的方式進(jìn)行設(shè)計的。系數(shù)，采用單一安全系數(shù)表達(dá)的方式進(jìn)行設(shè)計的。確定安全系數(shù)的原則：確定安全系數(shù)的原則：（1）不再突出和強調(diào)）不再

52、突出和強調(diào)“概率概率”；（2）仍以多個分項系數(shù)作為分析基礎(chǔ)；）仍以多個分項系數(shù)作為分析基礎(chǔ)；（3）材料強度標(biāo)準(zhǔn)值與材料強度設(shè)計值的取值與）材料強度標(biāo)準(zhǔn)值與材料強度設(shè)計值的取值與DL/T5057-2009規(guī)范完全相同；規(guī)范完全相同；（4）不采用）不采用DL5077-1997對荷載分項系數(shù)的規(guī)定；對荷載分項系數(shù)的規(guī)定；確定安全系數(shù)的原則（確定安全系數(shù)的原則（SL191-2008）永久荷載永久荷載自重、設(shè)備等（自重、設(shè)備等（Gk1）土壓力、淤沙壓力及土壓力、淤沙壓力及圍巖壓力等（圍巖壓力等（Gk2）變異性小變異性小誤差較大誤差較大g gG1=1.05g gG2=1.2可變荷載可變荷載一般可變荷載（一

53、般可變荷載（Qk1）可控制的可變荷載可控制的可變荷載（Gk2）變異性大變異性大大小可控大小可控g gQ1=1.2g gQ2=1.1S=g gG1SG1k+g gG2SG2k+g gQ1SQ1k+g gQ2SQ2k對大多數(shù)荷載，兩本規(guī)范荷載分項系數(shù)的取值是相同的，對大多數(shù)荷載，兩本規(guī)范荷載分項系數(shù)的取值是相同的，某些荷載，如雪荷載與風(fēng)荷載，荷載分項系數(shù)會有差別。某些荷載，如雪荷載與風(fēng)荷載，荷載分項系數(shù)會有差別。確定安全系數(shù)的原則（確定安全系數(shù)的原則（SL191-2008）（5）K=g gdg g0y y（6 6 ）g gd、g g0、y y 的取值：的取值： g gd的取值與電口規(guī)范相同，鋼砼、

54、預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)均的取值與電口規(guī)范相同，鋼砼、預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)均為為1.2；對應(yīng)安全級別對應(yīng)安全級別11、22、33級，級， g g0分別為分別為1.1、1.0和和0.95；持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況下持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況下y y 1.0，偶然設(shè)計狀，偶然設(shè)計狀況下況下y y 0.85；0d1SR 水工建筑物級別水工建筑物級別12，34，5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112233荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合基本基本偶然偶然基本基本偶然偶然基本基本偶然偶然K1.351.151.201.001.151.00承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式（SL191-2008 ）

55、1. 基本組合（持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況）基本組合（持久設(shè)計狀況和短暫設(shè)計狀況）G1G1kG2G2kQ1Q1kQ2Q2kSSSSSyck,RR ff a對承載能力極限狀態(tài)來說，它的荷載效應(yīng)為對承載能力極限狀態(tài)來說，它的荷載效應(yīng)為MS、NS、VS、TS。結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力Mu、Nu、Vu或或Tu與電口規(guī)范相同。與電口規(guī)范相同。KSR2. 偶然組合（偶然設(shè)計狀況）偶然組合（偶然設(shè)計狀況）G1G1kG2G2kQ1Q1kQ2Q2kAkSSSSSSyck,RR ff aKSR正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式 （SL191-2008 ）S (Gk，Qk，fk，ak)c與電口規(guī)范相比，取消了結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)與電口規(guī)范相比，取消了結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)g g0。一水工泵房（一水工泵房（3級建筑物），有一矩形截面簡支屋面大梁，梁寬級建筑物），有一矩形截面簡支屋面大梁，梁寬b=200mm；梁高；梁高h(yuǎn)=500mm；計算跨度；計算跨度l0=5.4m。承受屋面?zhèn)鱽淼奈荨３惺芪菝鎮(zhèn)鱽淼奈菝孀灾貥?biāo)準(zhǔn)值面自重標(biāo)準(zhǔn)值8.84kN/m及屋面?zhèn)鱽淼难┖奢d標(biāo)準(zhǔn)值及屋面?zhèn)鱽淼难┖奢d標(biāo)準(zhǔn)值2.50kN/m。算出。算出該梁跨中截面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值與彎矩設(shè)計值。該梁跨中截