華中科技大學(xué)土力學(xué)課件

1、第二章 結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)計(jì)算的原則Design and Calculation Principle of Structure under Limit State Method本章的主要內(nèi)容本章的主要內(nèi)容l 設(shè)計(jì)計(jì)算方法的歷史與基本思想設(shè)計(jì)計(jì)算方法的歷史與基本思想 l 結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求 l 極限狀態(tài)的概念、概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法極限狀態(tài)的概念、概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法 l 現(xiàn)有現(xiàn)有公規(guī)范公規(guī)范采用的設(shè)計(jì)方法、原則、表達(dá)方式、各采用的設(shè)計(jì)方法、原則、表達(dá)方式、各系數(shù)的含義系數(shù)的含義 l 材料強(qiáng)度取值、作用分類、各種作用組合材料強(qiáng)度取值、作用分類、各種作用組合 l 建筑結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算原則建

2、筑結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算原則2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)2/88 2.0 概概 述述一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的 設(shè)計(jì)滿足功能要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足功能要求的結(jié)構(gòu),也就是把外界作用對結(jié)也就是把外界作用對結(jié)構(gòu)的效應(yīng)與結(jié)構(gòu)本身的抵抗力來加以比較，以達(dá)到結(jié)構(gòu)構(gòu)的效應(yīng)與結(jié)構(gòu)本身的抵抗力來加以比較，以達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。 具體說具體說也就是確定結(jié)構(gòu)的截面尺寸、配筋和滿足也就是確定結(jié)構(gòu)的截面尺寸、配筋和滿足構(gòu)造要求。構(gòu)造要求。 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)3/88二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展 從伽利略至今三百余年里，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)歷了各種演變，可從伽利略

3、至今三百余年里，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)歷了各種演變，可從以下兩個(gè)方面進(jìn)行歸納：從以下兩個(gè)方面進(jìn)行歸納： 1、從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論上、從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論上 彈性理論彈性理論 極限狀態(tài)理論極限狀態(tài)理論 2、從設(shè)計(jì)方法上、從設(shè)計(jì)方法上 定值設(shè)計(jì)法定值設(shè)計(jì)法 概率設(shè)計(jì)法概率設(shè)計(jì)法 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)4/88三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的理論和方法有：三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的理論和方法有： l 容許應(yīng)力法容許應(yīng)力法 l 破損階段設(shè)計(jì)法破損階段設(shè)計(jì)法 l 多系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法多系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 l 基于可靠性理論的概率極限狀態(tài)法基于可靠性理論的概率極限狀態(tài)法2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)5/88 安全系數(shù)安全系數(shù)材料強(qiáng)

4、度材料強(qiáng)度cccckfsssskf鋼筋混凝土構(gòu)件鋼筋混凝土構(gòu)件：混凝土應(yīng)力混凝土應(yīng)力鋼筋應(yīng)力鋼筋應(yīng)力式中：式中： 分別為安全系數(shù)分別為安全系數(shù)sckk 、一、基本概念一、基本概念2.0.1 2.0.1 容許應(yīng)力法容許應(yīng)力法容許應(yīng)力法容許應(yīng)力法構(gòu)件在外界作用下，某截面的最大應(yīng)力構(gòu)件在外界作用下，某截面的最大應(yīng)力 達(dá)到或超過材料的容許應(yīng)力時(shí)，構(gòu)件即失效（破壞），達(dá)到或超過材料的容許應(yīng)力時(shí)，構(gòu)件即失效（破壞），即要滿足：即要滿足：2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)6/88以鋼筋混凝土構(gòu)件為例：以鋼筋混凝土構(gòu)件為例：l 彈性假定：彈性假定：鋼筋和混凝土均為彈性材料鋼筋和混凝土均為彈性材料 l 平截面

5、假定平截面假定：變形前的平截面變形后保持變形：變形前的平截面變形后保持變形 l 假定混凝土為不抗拉材料假定混凝土為不抗拉材料 l 鋼筋與混凝土相接觸的混凝土的應(yīng)變相等鋼筋與混凝土相接觸的混凝土的應(yīng)變相等 b鋼筋混凝土構(gòu)件容許應(yīng)力計(jì)算簡圖鋼筋混凝土構(gòu)件容許應(yīng)力計(jì)算簡圖cisAsxhcsccxb2ssA2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)7/88二、特點(diǎn)二、特點(diǎn) 1、安全系數(shù)、安全系數(shù)K是個(gè)大于是個(gè)大于1的數(shù)字的數(shù)字 K越大，結(jié)構(gòu)的安全度就越高，同時(shí)材料的用量就越多越大，結(jié)構(gòu)的安全度就越高，同時(shí)材料的用量就越多 2、沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求、沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求 對于結(jié)構(gòu)一方面要考慮承

6、載能力，另一方面也許考慮其對于結(jié)構(gòu)一方面要考慮承載能力，另一方面也許考慮其 正常使用時(shí)裂縫、變形。正常使用時(shí)裂縫、變形。 3、安全系數(shù)的確定主要憑借經(jīng)驗(yàn)，缺乏嚴(yán)格科學(xué)依據(jù)、安全系數(shù)的確定主要憑借經(jīng)驗(yàn)，缺乏嚴(yán)格科學(xué)依據(jù)。 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)8/88三、適用情況三、適用情況 當(dāng)結(jié)構(gòu)是非桿件結(jié)構(gòu)（如大體積壩體、空間薄殼結(jié)構(gòu)等）當(dāng)結(jié)構(gòu)是非桿件結(jié)構(gòu)（如大體積壩體、空間薄殼結(jié)構(gòu)等）時(shí)，因規(guī)范沒有給出明確的計(jì)算公式，則彈性力學(xué)方法仍時(shí)，因規(guī)范沒有給出明確的計(jì)算公式，則彈性力學(xué)方法仍是較實(shí)用的分析方法。是較實(shí)用的分析方法。2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)9/882.0.2 破損階段設(shè)計(jì)法

7、20世紀(jì)30年代 一、基本概念一、基本概念 uMkkMMuM破損階段設(shè)計(jì)法破損階段設(shè)計(jì)法：構(gòu)件在外界作用下，某截面的內(nèi)力達(dá)到某：構(gòu)件在外界作用下，某截面的內(nèi)力達(dá)到某極限內(nèi)力時(shí)，構(gòu)件即失效（破壞），以受彎構(gòu)件為例，其計(jì)極限內(nèi)力時(shí)，構(gòu)件即失效（破壞），以受彎構(gòu)件為例，其計(jì)算表達(dá)式為：算表達(dá)式為：式中：式中： 為截面中內(nèi)力，為截面中內(nèi)力， 為截面所能承受的極限彎矩為截面所能承受的極限彎矩 為安全系數(shù)為安全系數(shù) 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)10/88b 鋼筋混凝土構(gòu)件破損階段計(jì)算簡圖鋼筋混凝土構(gòu)件破損階段計(jì)算簡圖以鋼筋混凝土構(gòu)件為例以鋼筋混凝土構(gòu)件為例 l以構(gòu)件破壞階段為計(jì)算依據(jù)以構(gòu)件破壞階段

8、為計(jì)算依據(jù) l不考慮混凝土的拉力不考慮混凝土的拉力 l受壓區(qū)混凝土應(yīng)力分布為曲邊形，計(jì)算時(shí)等效為矩形應(yīng)力圖受壓區(qū)混凝土應(yīng)力分布為曲邊形，計(jì)算時(shí)等效為矩形應(yīng)力圖 sAhxh0cxfb2cssAf 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)11/88二、特點(diǎn)二、特點(diǎn) 1、考慮了材料塑性和強(qiáng)度的充分發(fā)揮，極限荷載可以直接、考慮了材料塑性和強(qiáng)度的充分發(fā)揮，極限荷載可以直接 由試驗(yàn)驗(yàn)證，構(gòu)件的總安全度較為明確由試驗(yàn)驗(yàn)證，構(gòu)件的總安全度較為明確 2、安全系數(shù)的確定依賴經(jīng)驗(yàn)，且是一個(gè)定值、安全系數(shù)的確定依賴經(jīng)驗(yàn)，且是一個(gè)定值 3、沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求、沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求 由于采用了極限平衡的理論

9、，對荷載作用下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力由于采用了極限平衡的理論，對荷載作用下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布及位移變化，無法做出適當(dāng)?shù)念A(yù)計(jì)。分布及位移變化，無法做出適當(dāng)?shù)念A(yù)計(jì)。 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)12/882.0.3 多系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法多系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 一、基本概念一、基本概念 1、構(gòu)件的極限狀態(tài)，不僅包括承載力的極限狀態(tài)，而且包括、構(gòu)件的極限狀態(tài)，不僅包括承載力的極限狀態(tài)，而且包括撓度（變形）及裂縫寬度的極限狀態(tài)，這已經(jīng)包含了撓度（變形）及裂縫寬度的極限狀態(tài)，這已經(jīng)包含了安全安全性性和和適用性適用性的一些概念的一些概念 2、對于承載能力極限狀態(tài)對于承載能力極限狀態(tài)，針對荷載、材料的不同變異性，針對荷

10、載、材料的不同變異性，不再采用單一系數(shù)，即不再采用單一系數(shù)，即多系數(shù)法多系數(shù)法。 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)13/88承載能力極限多系數(shù)狀態(tài)表達(dá)式：承載能力極限多系數(shù)狀態(tài)表達(dá)式：),a ,fk ,fk(mM)qn(Mccssuikiikqcsk ,kin式中：式中： 為標(biāo)準(zhǔn)荷載或效應(yīng)，為標(biāo)準(zhǔn)荷載或效應(yīng)， 為相應(yīng)的超載系數(shù)，為相應(yīng)的超載系數(shù)， 為為鋼筋及混凝土的強(qiáng)度，鋼筋及混凝土的強(qiáng)度， 為相應(yīng)的均質(zhì)系數(shù)，為相應(yīng)的均質(zhì)系數(shù)， 為工作條為工作條件系數(shù)，件系數(shù)， 為截面幾何特性為截面幾何特性amcsf ,fl 材料強(qiáng)度，材料強(qiáng)度，根據(jù)統(tǒng)計(jì)后按照一定的保證率，取其下限分位值根據(jù)統(tǒng)計(jì)后按照一定

11、的保證率，取其下限分位值 l 荷載值荷載值也盡可能根據(jù)各種荷載的統(tǒng)計(jì)資料，按照一定的保證也盡可能根據(jù)各種荷載的統(tǒng)計(jì)資料，按照一定的保證率，取其下限分位值率，取其下限分位值 l 材料強(qiáng)度系數(shù)、荷載系數(shù)材料強(qiáng)度系數(shù)、荷載系數(shù)仍按經(jīng)驗(yàn)確定，對不同的荷載變異仍按經(jīng)驗(yàn)確定，對不同的荷載變異大小，取用不同的系數(shù)大小，取用不同的系數(shù)備注：2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)14/88二、特點(diǎn)二、特點(diǎn) 1、安全系數(shù)的選取已經(jīng)從純經(jīng)驗(yàn)性到了部分采用概率統(tǒng)計(jì)值、安全系數(shù)的選取已經(jīng)從純經(jīng)驗(yàn)性到了部分采用概率統(tǒng)計(jì)值 2、設(shè)計(jì)方法的本質(zhì)依然是一種半經(jīng)驗(yàn)半概率的方法、設(shè)計(jì)方法的本質(zhì)依然是一種半經(jīng)驗(yàn)半概率的方法 公路橋涵設(shè)

12、計(jì)規(guī)范公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范采用了多系數(shù)、單系數(shù)表達(dá)的極采用了多系數(shù)、單系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法限狀態(tài)設(shè)計(jì)法2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)15/882.0.4 基于可靠性理論的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 一、發(fā)展歷史一、發(fā)展歷史 20世紀(jì)世紀(jì) 40年代美國學(xué)者年代美國學(xué)者A.M.Freadentbal提出了結(jié)構(gòu)可提出了結(jié)構(gòu)可靠性理論，到了靠性理論，到了6070年代結(jié)構(gòu)可靠性理論有了很大的發(fā)展，年代結(jié)構(gòu)可靠性理論有了很大的發(fā)展，70年代以來，國際上的結(jié)構(gòu)可靠度理論在土木工程領(lǐng)域逐年代以來，國際上的結(jié)構(gòu)可靠度理論在土木工程領(lǐng)域逐步進(jìn)入了實(shí)用階段。步進(jìn)入了實(shí)用階段。 我國我國從從20世紀(jì)世紀(jì)70年代中期才開

13、始研究，但至年代中期才開始研究，但至80年代后期年代后期就在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域率先進(jìn)入了實(shí)用階段，先后出版了下列就在建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域率先進(jìn)入了實(shí)用階段，先后出版了下列國家標(biāo)準(zhǔn)：國家標(biāo)準(zhǔn)：2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)16/88l 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GBJ68-84) l 工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50153-92) l 港口工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)港口工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB 50158-92) l 鐵路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)鐵路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB 50216-94) l 公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

14、公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 50283-1999)2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)17/88 按發(fā)展進(jìn)程，按發(fā)展進(jìn)程，概率設(shè)計(jì)法概率設(shè)計(jì)法劃分為三個(gè)水準(zhǔn)：劃分為三個(gè)水準(zhǔn)： 水準(zhǔn)水準(zhǔn)半概率設(shè)計(jì)法，只對影響結(jié)構(gòu)可靠度的某些參數(shù)，半概率設(shè)計(jì)法，只對影響結(jié)構(gòu)可靠度的某些參數(shù)，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析，并與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，然后引入某些經(jīng)驗(yàn)系用數(shù)理統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析，并與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，然后引入某些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，該法對結(jié)構(gòu)的可靠度還不能作出定量的估計(jì)。數(shù)，該法對結(jié)構(gòu)的可靠度還不能作出定量的估計(jì)。 水準(zhǔn)水準(zhǔn)近似概率設(shè)計(jì)法，運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，對工近似概率設(shè)計(jì)法，運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，對工程結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面設(shè)計(jì)的

15、可靠概率作出較為近似的相對估程結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面設(shè)計(jì)的可靠概率作出較為近似的相對估計(jì)；分析中忽略或簡化了變量隨時(shí)間的關(guān)系，非線性極限狀計(jì)；分析中忽略或簡化了變量隨時(shí)間的關(guān)系，非線性極限狀態(tài)方程線性化。態(tài)方程線性化。二、結(jié)構(gòu)概率設(shè)計(jì)方法二、結(jié)構(gòu)概率設(shè)計(jì)方法水準(zhǔn)水準(zhǔn)全概率設(shè)計(jì)法，在對整個(gè)體系進(jìn)行精確概率分析全概率設(shè)計(jì)法，在對整個(gè)體系進(jìn)行精確概率分析的基礎(chǔ)上，以結(jié)構(gòu)失效概率作為結(jié)構(gòu)的直接度量。的基礎(chǔ)上，以結(jié)構(gòu)失效概率作為結(jié)構(gòu)的直接度量。2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)18/88 我國目前的我國目前的公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范涵設(shè)計(jì)規(guī)范和和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)

16、范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用的是采用的是 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 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)19/88一、結(jié)構(gòu)的功能要求一、結(jié)構(gòu)的功能要求2.1 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本概念1、四項(xiàng)基本功能要求：、四項(xiàng)基本功能要求： l 結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常施工和正常使用期間可能出現(xiàn)的各結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常施工和正常使用期間可能出現(xiàn)的各 種荷載、外加變形、約束變形等的作用種荷載、外加變形、約束變形等的作用 承載能力承載能力(強(qiáng)強(qiáng)度度) l 結(jié)構(gòu)在正常使用條件下具有良好的工作性能結(jié)構(gòu)在正常使用條件下具有良好的工作性能適用性適用性 l 結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，結(jié)構(gòu)在

17、正常使用和正常維護(hù)條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，具有足夠的耐久性具有足夠的耐久性耐久性耐久性 l 在偶然荷載作用下或偶然事件發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍在偶然荷載作用下或偶然事件發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持整體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌能保持整體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌穩(wěn)定性穩(wěn)定性 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)20/88承載能力承載能力 穩(wěn)穩(wěn) 定定 性性 適適 用用 性性 耐耐 久久 性性 安全性安全性 用安全度度量用安全度度量 用可靠度度量用可靠度度量 可靠性可靠性結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間規(guī)定的時(shí)間（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期）內(nèi)，在（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期）內(nèi)，在規(guī)規(guī)定的條件定的條件（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所確定的（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)所確定的正常設(shè)計(jì)正常設(shè)

18、計(jì)、正常施工正常施工和和正正常使用條件常使用條件）下，完成）下，完成預(yù)定功能預(yù)定功能的能力。的能力。 可靠度可靠度結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的成預(yù)定功能的概率概率。 可靠性可靠性 2、結(jié)構(gòu)的可靠性、結(jié)構(gòu)的可靠性2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)21/88 規(guī)定時(shí)間（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期）規(guī)定時(shí)間（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期） 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性分析時(shí)，考慮持久設(shè)計(jì)狀進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性分析時(shí)，考慮持久設(shè)計(jì)狀況下各項(xiàng)變量與時(shí)間關(guān)系所采用的基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)。況下各項(xiàng)變量與時(shí)間關(guān)系所采用的基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)。 可靠性概念的釋義可靠性概念的釋義 一般橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

19、基準(zhǔn)期為一般橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年年 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年年規(guī)定條件：規(guī)定條件：正常施工、設(shè)計(jì)、使用，不考慮人為過失正常施工、設(shè)計(jì)、使用，不考慮人為過失 結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期與結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)使用壽命使用壽命有什么異同？有什么異同？2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)22/88 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期與使用壽命結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期與使用壽命設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期考慮持久設(shè)計(jì)狀況下各項(xiàng)基本變量與考慮持久設(shè)計(jì)狀況下各項(xiàng)基本變量與時(shí)間關(guān)系所采用的基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)。時(shí)間關(guān)系所采用的基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)。 使用壽命使用壽命為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在正常維護(hù)條件下，不需為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在正常維護(hù)條件下

20、，不需要大修即可按其設(shè)計(jì)規(guī)定的目的正常使用的時(shí)間。要大修即可按其設(shè)計(jì)規(guī)定的目的正常使用的時(shí)間。 結(jié)構(gòu)的使用年限超過設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期時(shí)，表明它的失效概結(jié)構(gòu)的使用年限超過設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期時(shí)，表明它的失效概率可能會(huì)增大，不能保證其目標(biāo)可靠指標(biāo)，但不等于率可能會(huì)增大，不能保證其目標(biāo)可靠指標(biāo)，但不等于結(jié)構(gòu)喪失所有要求功能甚至報(bào)廢，通常使用壽命大于結(jié)構(gòu)喪失所有要求功能甚至報(bào)廢，通常使用壽命大于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)23/88二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) 1定義：定義： 當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)而不能滿當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)

21、定的某一功能要求時(shí)，則此特定狀態(tài)稱為該結(jié)構(gòu)足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)，則此特定狀態(tài)稱為該結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)。的極限狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)也是結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)與失效狀態(tài)的臨結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)也是結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)與失效狀態(tài)的臨界狀態(tài)。界狀態(tài)。 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)24/88正常使用正常使用極限狀態(tài)極限狀態(tài) 承載能力承載能力極限狀態(tài)極限狀態(tài) 極限狀態(tài)極限狀態(tài) 2 2、極限狀態(tài)的分類、極限狀態(tài)的分類歐洲混凝土協(xié)會(huì)歐洲混凝土協(xié)會(huì)國際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)國際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織國際標(biāo)準(zhǔn)化組織我國的可靠度標(biāo)準(zhǔn)、各種規(guī)范我國的可靠度標(biāo)準(zhǔn)、各種規(guī)范2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)25/88 承

22、載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。承載的變形。承載能力承載能力 極限狀態(tài)極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接處因結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接處因超過材料強(qiáng)度超過材料強(qiáng)度而破壞而破壞結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變 成成機(jī)動(dòng)體系機(jī)動(dòng)體系 整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體分作為剛體失去平衡失去平衡 （滑動(dòng)、倒塌）（滑動(dòng)、倒塌）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪喪失穩(wěn)定失穩(wěn)定（柱的壓曲（柱的壓曲失穩(wěn)）失穩(wěn)）43212022年7月4日星期一華中科技大學(xué)26/88 正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能

23、的某項(xiàng)規(guī)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。定限值。影響正常使用或外觀的影響正常使用或外觀的變形變形影響正常使用或耐久性能的影響正常使用或耐久性能的局部損壞局部損壞影響正常使用的影響正常使用的振動(dòng)振動(dòng)影響正常使用的其它影響正常使用的其它特定狀態(tài)特定狀態(tài)2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)27/88三、結(jié)構(gòu)可靠度的基本原理三、結(jié)構(gòu)可靠度的基本原理 1 1、功能函數(shù)、功能函數(shù) 可靠度分析中，結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)一般用功能函數(shù)描繪?？煽慷确治鲋?，結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)一般用功能函數(shù)描繪。當(dāng)有當(dāng)有n個(gè)隨機(jī)變量個(gè)隨機(jī)變量(X1,X2,.Xn)影響結(jié)構(gòu)的可靠度時(shí)，結(jié)構(gòu)影響結(jié)構(gòu)的可靠度時(shí)，結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)

24、可表示為的功能函數(shù)可表示為0 結(jié)構(gòu)可靠結(jié)構(gòu)可靠 =0 極限狀態(tài)極限狀態(tài) R2( (失效失效) ) S1R1（可靠）（可靠） 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)29/882 2、結(jié)構(gòu)抗力和作用、結(jié)構(gòu)抗力和作用l結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力。它是結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力。它是結(jié)構(gòu)材料性能和幾何參數(shù)等的函數(shù)。結(jié)構(gòu)材料性能和幾何參數(shù)等的函數(shù)。l作作 用用施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，或引施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，它分為直接作用和起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，它分為直接作用和間接作用。間接作用。2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)30/88

25、 兩類作用間接作用間接作用 直接作用直接作用 施加在結(jié)構(gòu)上的荷載，如施加在結(jié)構(gòu)上的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、汽車荷載等。結(jié)構(gòu)自重、汽車荷載等。引起結(jié)構(gòu)引起結(jié)構(gòu)外加變形外加變形和和約束變形約束變形的原因的原因作作 用用2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)31/88約束變形約束變形結(jié)構(gòu)材料發(fā)生結(jié)構(gòu)材料發(fā)生收縮收縮或或膨脹膨脹等等變化，結(jié)構(gòu)在變化，結(jié)構(gòu)在支座或節(jié)點(diǎn)的支座或節(jié)點(diǎn)的約束下間接產(chǎn)約束下間接產(chǎn)生的變形。生的變形。強(qiáng)迫結(jié)構(gòu)產(chǎn)強(qiáng)迫結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生變形變形。基?；A(chǔ)的不均勻礎(chǔ)的不均勻沉降，地震沉降，地震等。等。外加變形外加變形何為作用效應(yīng)？何為作用效應(yīng)？2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)32/88 作用效應(yīng)作

26、用效應(yīng) 結(jié)構(gòu)對所受作用的反應(yīng)：結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的內(nèi)力、變形等結(jié)構(gòu)對所受作用的反應(yīng)：結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的內(nèi)力、變形等。PL/4P 彎矩圖彎矩圖 剪力圖剪力圖P/2PP/2P2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)33/883、失效與失效概率：、失效與失效概率： 失效失效指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分不能滿足設(shè)計(jì)所規(guī)定某一指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分不能滿足設(shè)計(jì)所規(guī)定某一功能要求，即達(dá)到或超過了承載能力極限狀態(tài)或正常使用功能要求，即達(dá)到或超過了承載能力極限狀態(tài)或正常使用極限狀態(tài)中的某一限值。極限狀態(tài)中的某一限值。 失效概率失效概率作用效應(yīng)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(jī)變量或隨都是隨機(jī)變量或隨機(jī)過程，因此要絕對地保證機(jī)過

27、程，因此要絕對地保證R總是大于總是大于S是不可能的?？墒遣豢赡艿?。可能出現(xiàn)能出現(xiàn)R小于小于S的情況，這種可能性的大小用概率來表示的情況，這種可能性的大小用概率來表示就是就是失效概率。失效概率。 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)34/88l 失效概率失效概率Pf 如下圖所示出現(xiàn)如下圖所示出現(xiàn)RS的概率，的概率， 圖中非陰影部分面積。圖中非陰影部分面積。兩者互補(bǔ)兩者互補(bǔ)) ( z f Z z m Z f P Z 0Z 0Z 0zmz2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)36/88 現(xiàn)將現(xiàn)將Z的正態(tài)分布的正態(tài)分布N( ， )轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布 N(0,1)，引入標(biāo)準(zhǔn)化變量引入標(biāo)準(zhǔn)

28、化變量t( =0, =1)，有，有為什么常用為什么常用可靠指標(biāo)可靠指標(biāo)來描述結(jié)構(gòu)可靠度？來描述結(jié)構(gòu)可靠度？b b ) ( t f T ) 1 , 0 ( N z z m z t 0 z z m / f P 引入符號(hào)引入符號(hào)，令，令得得無量綱系數(shù)無量綱系數(shù)稱為稱為可靠指標(biāo)可靠指標(biāo)ttm2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)37/88 可靠指標(biāo)用來描述結(jié)構(gòu)可靠度的原因可靠指標(biāo)用來描述結(jié)構(gòu)可靠度的原因可靠指標(biāo)與可靠度及失效概率關(guān)系可靠指標(biāo)與可靠度及失效概率關(guān)系 如右圖所示，標(biāo)準(zhǔn)差如右圖所示，標(biāo)準(zhǔn)差 為常量時(shí)，為常量時(shí)，增加，概率密度曲線由于增加，概率密度曲線由于 的增加而向右移動(dòng)，的增加而向右移動(dòng)，即

29、，即， 將變將變小，變?yōu)樾?，變?yōu)?，結(jié)構(gòu)可靠度增大。，結(jié)構(gòu)可靠度增大。 可靠指標(biāo)是可靠度的度量，與其有一一對應(yīng)的數(shù)量關(guān)系；可靠指標(biāo)是可靠度的度量，與其有一一對應(yīng)的數(shù)量關(guān)系；2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)38/88 設(shè)某構(gòu)件中某點(diǎn)抗力為設(shè)某構(gòu)件中某點(diǎn)抗力為R，荷載效益應(yīng)力為，荷載效益應(yīng)力為S，已知，已知R和和S都服從正態(tài)分布，其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別如下圖都服從正態(tài)分布，其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別如下圖 所示，所示，試求其可靠度。試求其可靠度。l 算例算例0 2 4 6 8 10 x 10 4 0 1 2 3 4 5 6 7 x 10 -5 R, S / MPa S R fZ(Z)(68540, 6

30、431)(37289, 4130)失效概率：失效概率：可靠度：可靠度：可靠指標(biāo)可靠指標(biāo)%01. 0)(bfP2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)39/885、目標(biāo)可靠指標(biāo)、目標(biāo)可靠指標(biāo)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(jì)算和綜合就是通過對原有規(guī)范可靠度的反演計(jì)算和綜合分析，確定以后設(shè)計(jì)時(shí)所采用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)。分析，確定以后設(shè)計(jì)時(shí)所采用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)。 目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)用作公路橋梁結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)用作公路橋梁結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)的可靠指標(biāo)。它主要是采用的可靠指標(biāo)。它主要是采用“校準(zhǔn)法校準(zhǔn)法”并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)化原則加以確定的。經(jīng)濟(jì)優(yōu)化原則加

31、以確定的。 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)40/882.2 我國公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)的計(jì)算原則一、我國一、我國公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三種狀況：三種狀況： 1、持久狀況：、持久狀況：橋涵建成后承受自重、車輛荷載等作用持續(xù)時(shí)橋涵建成后承受自重、車輛荷載等作用持續(xù)時(shí)間很長的狀況。該狀況是指橋梁的使用階段。間很長的狀況。該狀況是指橋梁的使用階段。進(jìn)行承載進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)。能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)。 2、短暫狀況：、短暫狀況：橋涵施工過程中承受臨

32、時(shí)性（或荷載）的狀況，橋涵施工過程中承受臨時(shí)性（或荷載）的狀況，該狀況對應(yīng)的是橋梁的施工階段，一般只進(jìn)行承載能力極限該狀況對應(yīng)的是橋梁的施工階段，一般只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)狀態(tài)設(shè)計(jì) 3、偶然狀況：、偶然狀況：在橋涵使用過程中偶然出現(xiàn)的狀況。（可能遇在橋涵使用過程中偶然出現(xiàn)的狀況。（可能遇到地震等作用的狀況。到地震等作用的狀況。只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)41/88 延性破壞延性破壞三三 級(jí)級(jí)二二 級(jí)級(jí)一一 級(jí)級(jí) 脆性破壞脆性破壞 安全等級(jí)安全等級(jí)破壞類型破壞類型4.74.23.75.24.74.2 延性破壞延性破壞三三 級(jí)級(jí)二二

33、 級(jí)級(jí)一一 級(jí)級(jí) 脆性破壞脆性破壞 安全等級(jí)安全等級(jí)破壞類型破壞類型3.73.22.74.23.73.2公路橋梁目標(biāo)可靠指標(biāo)建筑結(jié)構(gòu)目標(biāo)可靠指標(biāo)公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50283-1999）建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068-2001）2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)42/88 根據(jù)橋涵結(jié)構(gòu)破壞所產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重程度，可分為：根據(jù)橋涵結(jié)構(gòu)破壞所產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重程度，可分為：一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。二、公路橋涵結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)二、公路橋涵結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)公路橋涵結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)2022年7月4日星期一華中科

34、技大學(xué)43/881、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)原則：作用效應(yīng)最不利組合作用效應(yīng)最不利組合(基本組合基本組合)設(shè)計(jì)值必須小設(shè)計(jì)值必須小于或等于結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值。于或等于結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值。 即設(shè)計(jì)文件規(guī)定值。即設(shè)計(jì)文件規(guī)定值。標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值何參數(shù)何參數(shù)可靠數(shù)據(jù)時(shí)，可采用幾可靠數(shù)據(jù)時(shí)，可采用幾幾何參數(shù)設(shè)計(jì)值，當(dāng)無幾何參數(shù)設(shè)計(jì)值，當(dāng)無材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 級(jí)、三級(jí)分別取級(jí)、三級(jí)分別取設(shè)計(jì)安全等級(jí)一級(jí)、二設(shè)計(jì)安全等級(jí)一級(jí)、二，對應(yīng)于，對應(yīng)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)采用結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，按結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，按式中：式中：,),(9 . 0 , 0 . 1 , 1 . 10kddddaafafRR

35、。三、承載能力極限狀態(tài)狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式三、承載能力極限狀態(tài)狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 （以塑性理論為基礎(chǔ)）：（以塑性理論為基礎(chǔ)）：RSd02、基本表達(dá)式、基本表達(dá)式:2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)44/88四、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式四、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式1cs2、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式:。 可參考規(guī)范相應(yīng)取值可參考規(guī)范相應(yīng)取值 抗裂的應(yīng)力限值抗裂的應(yīng)力限值 變形、裂縫寬度、截面變形、裂縫寬度、截面 : : 例如例如 要求所規(guī)定的限值要求所規(guī)定的限值 結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用 用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值; ; 正常使用極限狀態(tài)的作正常使用

36、極限狀態(tài)的作 式中：式中： ） （ 1 c s 1 1、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)原則: :是以結(jié)構(gòu)彈性理論或彈塑性理論為基礎(chǔ)是以結(jié)構(gòu)彈性理論或彈塑性理論為基礎(chǔ), ,采用作采用作用的短期效應(yīng)組合、長期效應(yīng)組合或短期效應(yīng)組合并考慮長期用的短期效應(yīng)組合、長期效應(yīng)組合或短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)組合的影響，對構(gòu)件的抗裂、裂縫寬度和撓度進(jìn)行驗(yàn)算，效應(yīng)組合的影響，對構(gòu)件的抗裂、裂縫寬度和撓度進(jìn)行驗(yàn)算，并使各項(xiàng)計(jì)算值不超過并使各項(xiàng)計(jì)算值不超過公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)限值。規(guī)定的各項(xiàng)限值。 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)45/88五、持久、短暫狀況

37、應(yīng)力設(shè)計(jì)表達(dá)式：五、持久、短暫狀況應(yīng)力設(shè)計(jì)表達(dá)式：1、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)原則: (1) 對鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土受力構(gòu)件按短暫狀況設(shè)計(jì)對鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土受力構(gòu)件按短暫狀況設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算其在制作、運(yùn)輸及安裝等施工階段由自重、施工荷時(shí)計(jì)算其在制作、運(yùn)輸及安裝等施工階段由自重、施工荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，并不超過限值。載產(chǎn)生的應(yīng)力，并不超過限值。 （2）按持久狀況設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，應(yīng)計(jì)算其使）按持久狀況設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，應(yīng)計(jì)算其使用階段的應(yīng)力，并不超過限值。用階段的應(yīng)力，并不超過限值。2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)46/882、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式2cs 式中：式中

38、：S：作用：作用(或荷載或荷載)標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值(其中汽車荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù)其中汽車荷載應(yīng)考慮沖擊系數(shù))產(chǎn)生的效應(yīng)產(chǎn)生的效應(yīng)(應(yīng)力應(yīng)力);當(dāng)有組合時(shí)不考慮荷載組合系數(shù)。當(dāng)有組合時(shí)不考慮荷載組合系數(shù)。C2：結(jié)構(gòu)的功能限值（應(yīng)力）：結(jié)構(gòu)的功能限值（應(yīng)力）2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)47/881. 材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值:材料強(qiáng)度的一種特征值。是由標(biāo)準(zhǔn)材料強(qiáng)度的一種特征值。是由標(biāo)準(zhǔn)試件按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)以概率分布的試件按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)以概率分布的0.05分位分位值確定的強(qiáng)度值。值確定的強(qiáng)度值。 2. 取值原則：取值原則：是在符合規(guī)定質(zhì)量的材料強(qiáng)度實(shí)測值的總體是在符合規(guī)定質(zhì)

39、量的材料強(qiáng)度實(shí)測值的總體中，材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于中，材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95的保證率。的保證率。 一、材料強(qiáng)度的取值原則一、材料強(qiáng)度的取值原則2.3 材料強(qiáng)度的取值2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)48/883. 材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值: 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù) 002. 0)47. 12 . 145. 1pssppdsssdsscEfEf（應(yīng)?。簯?yīng)?。夯蚧蚩箟簭?qiáng)度設(shè)計(jì)值：抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：（抗拉）（抗拉）鋼絲、鋼鉸線：鋼絲、鋼鉸線：: :度度鋼筋：普通鋼筋抗拉強(qiáng)鋼筋：普通鋼筋抗拉強(qiáng)混凝土：混凝土：mkff公式參數(shù)取值方法：公式參

40、數(shù)取值方法：2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)49/88二、混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值二、混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值 1、混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值).(fffk ,cu15015064511150f150f式中：式中： 、 分別為邊長分別為邊長150mm立方體試件抗壓強(qiáng)度立方體試件抗壓強(qiáng)度的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差。的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差。k ,cuf2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)50/882、混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值k ,cuffffckf.).(.).(fcc8806451188064511150150 式中：式中： 對對C50及以下取及以下

41、取0.76；對；對C55C80取取0.780.82；另外，考慮到另外，考慮到C40混凝土具有脆性，混凝土具有脆性， C40C80取折減系數(shù)為取折減系數(shù)為1.00.87 ckf2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)51/883、混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)混凝土軸心抗拉強(qiáng)度的變異系數(shù)設(shè)混凝土軸心抗拉強(qiáng)度的變異系數(shù) 與立方體抗壓強(qiáng)與立方體抗壓強(qiáng)度度 的變異系數(shù)相同，可得：的變異系數(shù)相同，可得：kf,cuf450150550645113950880.f.k ,cutk).(f.f2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)52/884、混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、混凝

42、土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范取混凝土取混凝土軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度的材料分項(xiàng)系數(shù)為軸心抗壓強(qiáng)度和軸心抗拉強(qiáng)度的材料分項(xiàng)系數(shù)為1.45，用標(biāo)用標(biāo)準(zhǔn)值除以分項(xiàng)系數(shù)即可得到相應(yīng)設(shè)計(jì)值。準(zhǔn)值除以分項(xiàng)系數(shù)即可得到相應(yīng)設(shè)計(jì)值。（接近按二級(jí)安全（接近按二級(jí)安全等級(jí)結(jié)構(gòu)分析的脆性破壞構(gòu)件目標(biāo)可靠指標(biāo)的要求）等級(jí)結(jié)構(gòu)分析的脆性破壞構(gòu)件目標(biāo)可靠指標(biāo)的要求）2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)53/88三、鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值三、鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 1、標(biāo)準(zhǔn)值、標(biāo)準(zhǔn)值 國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的屈

43、服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為鋼筋出廠檢驗(yàn)的廢的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值即為鋼筋出廠檢驗(yàn)的廢品限值，其保證率不小于品限值，其保證率不小于95%； l 對有明顯流幅的熱軋鋼筋，鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值采用國家對有明顯流幅的熱軋鋼筋，鋼筋的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值采用國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 l 對于無明顯流幅的鋼筋，如鋼絲，鋼絞線等，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)對于無明顯流幅的鋼筋，如鋼絲，鋼絞線等，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的極限抗拉強(qiáng)度值確定，其保證率不小于中規(guī)定的極限抗拉強(qiáng)度值確定，其保證率不小于95%取?。閲覙?biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的極限抗拉強(qiáng)度）作為設(shè)計(jì)取用的條件（為國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的極限抗拉強(qiáng)度）作為設(shè)計(jì)取用的條件屈服強(qiáng)度（

44、指相應(yīng)于殘余應(yīng)變?yōu)榍?qiáng)度（指相應(yīng)于殘余應(yīng)變?yōu)?.2%時(shí)的鋼筋應(yīng)力）。時(shí)的鋼筋應(yīng)力）。2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)54/882、分項(xiàng)系數(shù)、分項(xiàng)系數(shù) 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范對對熱軋鋼筋和精軋螺紋鋼筋的材料性能分項(xiàng)系數(shù)取熱軋鋼筋和精軋螺紋鋼筋的材料性能分項(xiàng)系數(shù)取1.20，對鋼絞線、鋼絲等的材料性能分項(xiàng)系數(shù)取對鋼絞線、鋼絲等的材料性能分項(xiàng)系數(shù)取1.47。2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)55/883、設(shè)計(jì)值、設(shè)計(jì)值 抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度 將鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以相應(yīng)的材料性能分項(xiàng)系數(shù)將鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以相應(yīng)的材料性能分項(xiàng)系數(shù)1.

45、20或或1.47，則得到鋼筋抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。，則得到鋼筋抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值。 抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度 鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值按 或或 確定。確定。 和和 分別為熱軋鋼筋和鋼絞線等的彈性模量；分別為熱軋鋼筋和鋼絞線等的彈性模量； 和和 為相應(yīng)鋼為相應(yīng)鋼筋種類的受壓應(yīng)變，取筋種類的受壓應(yīng)變，取 （ ）等于）等于0.002。 （或（或 ）不得）不得大于相應(yīng)的鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。大于相應(yīng)的鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 sdssfEpdppfEsEpEspspsdfpdf2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)56/882.4 作用、作用的代表值和作用效應(yīng)組合 一、作用的分類：一、作用的分類： 1

46、. 永久作用：永久作用：在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，其量值不隨時(shí)間變化，在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，其量值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的作用；或其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的作用； 2. 可變作用：可變作用：在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，其量值隨時(shí)間變化，且在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，其量值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值相比較不可忽略的作用；其變化值與平均值相比較不可忽略的作用； 3. 偶然作用：偶然作用：在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率小，一旦出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率小，一旦出現(xiàn)其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用。其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用。 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)57/88二、作用的代表值二、作用的代表值1. 作用的

47、標(biāo)準(zhǔn)值作用的標(biāo)準(zhǔn)值: 各種作用的基本代表值。其值可根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最各種作用的基本代表值。其值可根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大值概率分布的某一分位值確定。大值概率分布的某一分位值確定。 取值規(guī)定：取值規(guī)定： l 永久作用采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值：按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺永久作用采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值：按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與容重確定寸與容重確定 l 可變作用標(biāo)準(zhǔn)值：見規(guī)范可變作用標(biāo)準(zhǔn)值：見規(guī)范2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)58/88 2. 可變作用頻遇值可變作用頻遇值： 是指結(jié)構(gòu)上較頻繁出現(xiàn)的且量值較大的作用取值。是指結(jié)構(gòu)上較頻繁出現(xiàn)的且量值較大的作用取值。 頻遇值頻遇值標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值頻遇系數(shù)頻遇系數(shù)1是指結(jié)構(gòu)上

48、較頻繁出現(xiàn)的且量值較大的作用取值，是正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí)采用的作用代表值。其值可根據(jù)作用在足夠長的觀測期內(nèi)達(dá)到或超過該值的總持續(xù)時(shí)間與觀測期的比值確定，該比值可取0.05；或按超過該值的平均跨越率確定。 3. 可變作用準(zhǔn)永久值可變作用準(zhǔn)永久值 :是指在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的且量值較小是指在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的且量值較小的荷載作用取值：的荷載作用取值： 準(zhǔn)永久值標(biāo)準(zhǔn)值準(zhǔn)永久值標(biāo)準(zhǔn)值準(zhǔn)永久值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù) 2 是在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的作用的取值，是正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí)采用的作用代表值。其值可根據(jù)作用在足夠長的觀測期內(nèi)達(dá)到或超過該值的總持續(xù)時(shí)間與觀測期的比值不大于0.5確定；或按超過

49、該值的平均跨越率確定。 注：注： 2 1 準(zhǔn)永久值頻遇值準(zhǔn)永久值頻遇值 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)59/88 4、公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)，對不同的作用應(yīng)采用不同的代表值、公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)，對不同的作用應(yīng)采用不同的代表值（1） 永久作用：采用標(biāo)準(zhǔn)值為代表值。永久作用：采用標(biāo)準(zhǔn)值為代表值。 采用頻遇值（短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí)）采用頻遇值（短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí)）采用準(zhǔn)永久值（長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí)）采用準(zhǔn)永久值（長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí)）正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)：采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值（按彈性階段計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（按彈性階段計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度)（2） 可變作用：可

50、變作用： 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)60/88結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，按照公路橋梁結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)分別為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，按照公路橋梁結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)分別為1.1、1.0、0.9。 第第i個(gè)永久作用分項(xiàng)系數(shù)；個(gè)永久作用分項(xiàng)系數(shù)； 第第i個(gè)永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值；個(gè)永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值； 汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù)，汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù)， 1.41.4。當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組。當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組合中超過汽車荷載效應(yīng)時(shí)，則該作用取代汽車荷載，其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項(xiàng)合中超過汽車荷載效應(yīng)時(shí)，則該作用取代汽車荷載，其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項(xiàng)系數(shù)

51、；對于專為承受某作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置，設(shè)計(jì)時(shí)該作用的分項(xiàng)系數(shù)取與汽車荷系數(shù)；對于專為承受某作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置，設(shè)計(jì)時(shí)該作用的分項(xiàng)系數(shù)取與汽車荷載同值；載同值； 汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值；汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值； 在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他第在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他第j j個(gè)可變作用效個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值； 在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變作用效應(yīng)的組在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變作用效應(yīng)的組

52、合系數(shù)。當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載（或其他一種可變作用）組合時(shí)，人群荷載合系數(shù)。當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載（或其他一種可變作用）組合時(shí)，人群荷載（或其他一種可變作用）的組合系數(shù)（或其他一種可變作用）的組合系數(shù) 0.800.80；當(dāng)其除汽車荷載（含汽車沖擊力，離心；當(dāng)其除汽車荷載（含汽車沖擊力，離心力）外尚有兩種可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取力）外尚有兩種可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取 0.700.70；尚有三種其他可變作用；尚有三種其他可變作用參與組合時(shí)，參與組合時(shí)， 0.600.60；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時(shí)，；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時(shí)， 0.500.

53、50。kQS1kQS1QjkScGikS0GiniQjkQjckQQGikGi)SSS(S2110三、作用效應(yīng)組合三、作用效應(yīng)組合 1 1、承載能力極限狀態(tài)設(shè)、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)組合計(jì)時(shí)作用效應(yīng)組合：1Qcccc2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)61/882、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用組合、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用組合:（1）作用短期效應(yīng)組合：永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻）作用短期效應(yīng)組合：永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合，其表達(dá)式為遇值效應(yīng)相組合，其表達(dá)式為: minjQjkjGiksdSSS111（2）作用長期效應(yīng)組合：永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)）作用長期

54、效應(yīng)組合：永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其表達(dá)式為永久值效應(yīng)相組合，其表達(dá)式為: minjQjkjGikldMSS112作用長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；作用長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； 第第j j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)。汽車荷載（不計(jì)沖擊力）個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)。汽車荷載（不計(jì)沖擊力）0.40.4，人，人群荷載群荷載0.40.4，風(fēng)荷載，風(fēng)荷載0.750.75，溫度梯度作用，溫度梯度作用0.80.8，其他作用，其他作用1.01.0； 第第j j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值。個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值。作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； 第第j j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值系

55、數(shù)。汽車荷載（不計(jì)沖擊力）個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)。汽車荷載（不計(jì)沖擊力）0.70.7，人群，人群荷載荷載1.01.0，風(fēng)荷載，風(fēng)荷載0.750.75，溫度梯度作用，溫度梯度作用0.80.8，其他作用，其他作用1.01.0； 第第j j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值。個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值。sdSj1QjkjS1ldSj2QjkjS22022年7月4日星期一華中科技大學(xué)62/88舉例舉例 鋼筋混凝土簡支梁橋主梁在結(jié)構(gòu)重力、汽車荷載和人群荷鋼筋混凝土簡支梁橋主梁在結(jié)構(gòu)重力、汽車荷載和人群荷載作用下，分別得到在主梁的載作用下，分別得到在主梁的1/4跨徑處截面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)跨徑處截面的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為值為:結(jié)構(gòu)重

56、力產(chǎn)生的彎矩結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的彎矩WGK552kN.m；汽車荷載彎；汽車荷載彎矩矩MQ1K=459.7kN.m；人群荷載彎矩；人群荷載彎矩MQ2K=40.6kN.m。進(jìn)。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)的作用效應(yīng)組合計(jì)算。行設(shè)計(jì)時(shí)的作用效應(yīng)組合計(jì)算。2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)63/88解：解：1.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)的基本組合承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)的基本組合 mkNSSSMminjQjkQjckQQGikiGd.45.1351)6 .404 . 180. 07 .4594 . 15522 . 1 (0 . 1)(1211002022年7月4日星期一華中科技大學(xué)64/882.正常使用極限狀態(tài)設(shè)

57、計(jì)時(shí)作用效應(yīng)組合正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)組合（1）作用短期效應(yīng)組合）作用短期效應(yīng)組合(應(yīng)扣除沖擊系數(shù)的影響應(yīng)扣除沖擊系數(shù)的影響) 作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值為作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值為 mkNMMMMMMkQkQGkminjQjkjGiksd.79.8626 .400 . 198.3857 . 0552)212111111mkN.)/(.MQiK98385174592022年7月4日星期一華中科技大學(xué)65/88（2）作用長期效應(yīng)組合）作用長期效應(yīng)組合(應(yīng)扣除沖擊系數(shù)的影響應(yīng)扣除沖擊系數(shù)的影響) mkNMMMMMMkQkQGkminjQjkjGikld.63.7226 .404 . 098.38

58、54 . 0552222121112mkN.)/(.MQiK9838517459 作用長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值為作用長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值為: 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)66/882.5 建筑結(jié)構(gòu)基本計(jì)算原則 一一、荷載分類、荷載分類 按隨時(shí)間的變異，結(jié)構(gòu)上的荷載可分為以下三類：按隨時(shí)間的變異，結(jié)構(gòu)上的荷載可分為以下三類： l永久荷載永久荷載 亦稱恒荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨亦稱恒荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時(shí)間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的荷載，如時(shí)間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。 l可變荷載可

59、變荷載也稱為活荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨也稱為活荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載，如樓時(shí)間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載，如樓面活荷載、屋面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、吊車荷載等。面活荷載、屋面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、吊車荷載等。 l偶然荷載偶然荷載 在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載稱為偶然荷載，如爆炸力、量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載稱為偶然荷載，如爆炸力、撞擊力等。撞擊力等。 2022年7月4日星期一華中科技大學(xué)67/88二、荷載代表值二、荷載代表值 荷載是

60、隨機(jī)變量，任何一種荷載的大小都有一定的變荷載是隨機(jī)變量，任何一種荷載的大小都有一定的變異性。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對于不同的荷載和不同的設(shè)計(jì)異性。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對于不同的荷載和不同的設(shè)計(jì)情況，應(yīng)賦予荷載不同的量值，該量值即荷載代表值。情況，應(yīng)賦予荷載不同的量值，該量值即荷載代表值。建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001（以下簡稱（以下簡稱荷載荷載規(guī)范規(guī)范）規(guī)定：）規(guī)定： l對永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值；對永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值； l對可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻對可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值；遇值或準(zhǔn)永久值作