第二章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

會計(jì)學(xué)1第二章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則本章主要內(nèi)容什么是結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)定義）2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中的幾個基本概念2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展2.3近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本原理2.4

近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的

實(shí)用表達(dá)式第1頁/共65頁什么是結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)定義）

用來形成一定空間及造型，并具有抵御人為和自然界施加的各種作用力，得以安全使用的骨架。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的1、滿足使用的要求（可靠）2、經(jīng)濟(jì)第2頁/共65頁1、共性問題：結(jié)構(gòu)應(yīng)具備何種功能，結(jié)構(gòu)安全可靠的標(biāo)準(zhǔn)是什么，如何保證實(shí)現(xiàn)以上標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)過程中如何對荷載、材料強(qiáng)度計(jì)算取值等。2、對各種不同構(gòu)件進(jìn)行具體設(shè)計(jì)和計(jì)算，以及采取什么構(gòu)造措施保證具體構(gòu)件的可靠性。

本章涉及的問題以后章節(jié)涉及的問題混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遇到兩類問題：第3頁/共65頁2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中的幾個基本概念一、結(jié)構(gòu)的功能要求二、結(jié)構(gòu)的可靠性三、結(jié)構(gòu)上的作用和作用效應(yīng)四、結(jié)構(gòu)的抗力五、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)返回上級目錄第4頁/共65頁一、結(jié)構(gòu)的功能要求1、安全性◎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（如溫度和收縮變形受到約束時）等的作用?！蛟谂既皇录ㄈ绲卣稹⒈ǎ┌l(fā)生時和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持整體穩(wěn)定性，不應(yīng)發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。不會破壞。返回上級目錄第5頁/共65頁2、適用性一、結(jié)構(gòu)的功能要求◎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（頻率、振幅），或產(chǎn)生讓使用者感到不安的過大的裂縫寬度。返回上級目錄第6頁/共65頁一、結(jié)構(gòu)的功能要求3、耐久性◎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，降低使用壽命。返回上級目錄第7頁/共65頁■

可靠性——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(jì)工作壽命，一般為50年），在規(guī)定的條件下（正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能（安全性、耐久性、適用性）的能力?！鼋Y(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(jì)之間取得均衡，就是設(shè)計(jì)方法要解決的問題。二、結(jié)構(gòu)的可靠性返回上級目錄第8頁/共65頁■顯然這種可靠與經(jīng)濟(jì)的均衡受到多方面的影響，如國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力、設(shè)計(jì)工作壽命、維護(hù)和修復(fù)等?！鲆?guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)方法，是這種均衡的最低限度，也是國家法律?！鲈O(shè)計(jì)人員可以根據(jù)具體工程的重要程度、使用環(huán)境和情況，以及業(yè)主的要求，提高設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，增加結(jié)構(gòu)的可靠度?！鼋?jīng)濟(jì)的概念不僅包括第一次建設(shè)費(fèi)用，還應(yīng)考慮維修，損失及修復(fù)的費(fèi)用返回上級目錄第9頁/共65頁三、結(jié)構(gòu)上的作用和作用效應(yīng)

定義：結(jié)構(gòu)在施工和使用期間要承受的各種使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的所有因素的總稱。1、結(jié)構(gòu)上的作用分類按作用形式以力的形式作用于結(jié)構(gòu)上的因素，一般又稱為結(jié)構(gòu)的荷載。如結(jié)構(gòu)自重、樓面活載、屋面的雪載有及墻面的風(fēng)荷載、橋面車輛荷載、土的重力及側(cè)壓力等間接作用直接作用以變形形式作用于結(jié)構(gòu)上的因素，習(xí)慣上又稱為結(jié)構(gòu)的外加變形或約束變形：如地震、地基沉降、砼收縮、溫度變化、焊接變形等。返回上級目錄第10頁/共65頁按承受時間的變異性永久作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其值不隨時間變化或變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的作用：有結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)加應(yīng)力、地基沉降以及焊接變形等?？勺冏饔迷谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其值隨時間變化、且其變化值與平均值相比不可忽略的作用安裝荷載、樓面活荷載、風(fēng)荷載、溫度變化等偶然作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其值不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值則很大，且持續(xù)時間很短的作用：地震、爆炸、沖擊等。返回上級目錄第11頁/共65頁按空間位置變異固定作用可動作用按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分靜態(tài)作用動態(tài)作用返回上級目錄第12頁/共65頁2、作用效應(yīng)施加在結(jié)構(gòu)上的各種作用對結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生的效果。如內(nèi)力（N、V、M、T）變形（撓度、側(cè)移）、裂縫等，常用“S”表示。當(dāng)作用力為直接作用時，稱荷載效應(yīng)作用效應(yīng)是隨機(jī)變量（作用的不確定）三、結(jié)構(gòu)上的作用和作用效應(yīng)返回上級目錄第13頁/共65頁結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力，常用“R”表示。結(jié)構(gòu)的抗力為隨機(jī)變量（受材料變異、構(gòu)件幾何特征和計(jì)算模式的不定性）。

四、結(jié)構(gòu)的抗力返回上級目錄第14頁/共65頁五、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)1、極限狀態(tài)概念：如果整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)，就不能滿足預(yù)定功能的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)?！艚Y(jié)構(gòu)能夠滿足功能要求而良好地工作，則稱結(jié)構(gòu)是“可靠”的或“有效”的。反之，則結(jié)構(gòu)為“不可靠”或“失效”?！魠^(qū)分結(jié)構(gòu)“可靠”與“失效”的臨界工作狀態(tài)稱為“極限狀態(tài)”S<R

可靠S=R

極限狀態(tài)S>R

失效不同的功能要求，有不同的極限狀態(tài)。確定結(jié)構(gòu)在極限狀態(tài)時的抗力R，則返回上級目錄第15頁/共65頁1）承載力能力極限狀態(tài)

超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的安全性功能要求達(dá)到承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志◆結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力（包括疲勞）◆結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移）◆結(jié)構(gòu)塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用◆結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸）◆結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）五、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)返回上級目錄第16頁/共65頁2）正常使用極限狀態(tài)

超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的適用性和耐久性的功能要求。達(dá)到正常使用極限狀態(tài)發(fā)標(biāo)志◆過大的變形、側(cè)移（影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、不安全感、不能正常使用（吊車）等）；◆過大的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）；◆過大的振動（不舒適）；◆其他正常使用要求。五、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)返回上級目錄第17頁/共65頁2、三種設(shè)計(jì)狀況及極限狀態(tài)設(shè)計(jì)要求（1）持久狀況：結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)其持續(xù)很長的狀況，持續(xù)期間設(shè)計(jì)使用年限為同一數(shù)量級。（2）短暫狀況：結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，與設(shè)計(jì)使年限相比持續(xù)期很短的狀況，如施工和維修。（3）偶然狀況：在結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)時間很短的狀況，如火災(zāi)爆炸。設(shè)計(jì)狀況極限狀態(tài)設(shè)計(jì)要求1、

對三種設(shè)計(jì)狀況，均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)；2、

對持久狀況，尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)；3、

對短暫狀況，可根據(jù)需要進(jìn)行正常使用極根狀態(tài)設(shè)計(jì)。五、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)返回上級目錄第18頁/共65頁

由于結(jié)構(gòu)工程中的不確定性，為取得安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的均衡，在設(shè)計(jì)中需要考慮這些不確定性的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法就是處理這種安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的矛盾。2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法經(jīng)歷了：容許應(yīng)力法破損階段法極限狀態(tài)法以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)法第19頁/共65頁◆容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法◎鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能不是彈性的；◎結(jié)構(gòu)中一點(diǎn)達(dá)到容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)即認(rèn)為失效；◎沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求；◎安全系數(shù)是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，缺乏科學(xué)依據(jù)。第20頁/共65頁

整個截面達(dá)到極限承載力才認(rèn)為失效，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。

◎但安全系數(shù)K仍然憑經(jīng)驗(yàn)確定，

◎沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求的問題。◆破損階段設(shè)計(jì)法返回主目錄前進(jìn)后退END第21頁/共65頁

除要求對承載力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還包括的撓度和裂縫寬度（適用性）的極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)。對于承載力極限狀態(tài)，針對荷載、材料的不同變異性，不再采用單一的安全系數(shù)，而采用的多系數(shù)表達(dá)，◎

材料強(qiáng)度

fck和fsk

是根據(jù)統(tǒng)計(jì)后按一定保證率取其下限分位值，反映的材料強(qiáng)度的變異性?！?/p>

荷載值

qik

也盡可能根據(jù)各種荷載的統(tǒng)計(jì)資料，按一定保證率取其上限分位值?！蚝奢d系數(shù)

kqi，材料強(qiáng)度系數(shù)kc和ks

仍按經(jīng)驗(yàn)確定，但對于不同荷載的變異大小，可取不同的荷載系數(shù)?！魳O限狀態(tài)設(shè)計(jì)法返回主目錄前進(jìn)后退END第22頁/共65頁

由于實(shí)際結(jié)構(gòu)中的不確定性，因此無論如何設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，都會有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小，采用概率方法是比較合理的。

失效概率越小，表示結(jié)構(gòu)可靠性越大。因此，可以用失效概率來定量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小。結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量稱為結(jié)構(gòu)可靠度。當(dāng)失效概率Pf小于某個值時，人們因結(jié)構(gòu)失效的可能性很小而不再擔(dān)心，即可認(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[Pf]。失效概率Pf=P(S>R)◆以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法返回主目錄前進(jìn)后退END第23頁/共65頁2.3近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本原理思路正態(tài)分布曲線的特點(diǎn)一、結(jié)構(gòu)功能函數(shù)二、失效概率三、可靠指標(biāo)β與目標(biāo)可靠指標(biāo)[β]概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法舉例第24頁/共65頁2.3近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本原理

設(shè)計(jì)思想：控制可靠概率或失效概率。只考慮結(jié)構(gòu)抗力（R）和作用效應(yīng)（S）對結(jié)構(gòu)功能的影響。1、確定結(jié)構(gòu)抗力（R）和作用效應(yīng)（S）的分布規(guī)律簡化為正態(tài)分布2、確定功能函數(shù)Z的分布規(guī)律也為正態(tài)分布3、計(jì)算可靠概率或失效概率4、與可以接受的概率比較，確定是否滿足可靠性要求。返回上級目錄第25頁/共65頁正態(tài)分布曲線的特點(diǎn)正態(tài)分布曲線有以下幾個特點(diǎn)：①有且只有一個高峰；②有一根對稱軸；③當(dāng)x趨于+∞或-∞時，曲線的縱坐標(biāo)均趨向于零；④對稱軸左右兩邊各有一個反彎點(diǎn)，反彎點(diǎn)也對稱于對稱軸。（2）特征值正態(tài)分布曲線有三個特征值：①

平均值μ②標(biāo)準(zhǔn)差σ③變異系數(shù)δ返回上級目錄第26頁/共65頁①

平均值

越大，分布曲線的高峰點(diǎn)離開縱坐標(biāo)軸的水平距離越遠(yuǎn)。

②標(biāo)準(zhǔn)差

在幾何意義上表示分布曲線頂點(diǎn)到曲線反彎點(diǎn)間的水平距離，標(biāo)準(zhǔn)差愈大時，分布曲線愈扁平，說明分布曲線的變量分布的離散性愈大。③變異系數(shù)

是衡量一批數(shù)據(jù)中各觀測值的相對離散程度的一種特征數(shù)。如果有兩批數(shù)據(jù)，它們的標(biāo)準(zhǔn)差相同，但平均值不相同，則平均值較小的這組數(shù)據(jù)中，各觀測值的相對離散程度較大。三個特征值決定正態(tài)分布曲線的基本形狀。

返回上級目錄第27頁/共65頁S、RμP0α=1.0，保證率為84.13%α=1.645，保證率為95%α=2.0，保證率為97.7%返回上級目錄第28頁/共65頁用作用效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R關(guān)系式描述結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作狀態(tài)的函數(shù)。

Z=R-S（隨機(jī)變量）

Z=R-S＞0結(jié)構(gòu)可靠

Z=R-S＝0結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程（極限狀態(tài)）

Z=R-S＜0結(jié)構(gòu)失效▲保證結(jié)構(gòu)可靠的條件Z=R-S＞0，是一非確定性的問題。只有用概率來加以解決。

一、結(jié)構(gòu)功能函數(shù)返回上級目錄第29頁/共65頁二、失效概率S、RμR-μSμSμRP0（Z<0的概率）《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：結(jié)構(gòu)的失效概率不得超過下值：延性破壞結(jié)構(gòu)：[Pf]=6.9×10-4脆性破壞結(jié)構(gòu)：[Pf]=1.1×10-4返回上級目錄第30頁/共65頁三、可靠指標(biāo)β與目標(biāo)可靠指標(biāo)[β]取結(jié)構(gòu)功能函數(shù)Z的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差之比β越大，失效概率越小與Pf有一一對應(yīng)關(guān)系衡量結(jié)構(gòu)可靠性的簡化指標(biāo)b

—可靠指標(biāo)返回上級目錄第31頁/共65頁目標(biāo)可靠指標(biāo)[β]可以接受的失效概率所對應(yīng)的可靠指標(biāo)。與結(jié)構(gòu)的重要程度及破壞類型有關(guān)。破壞類型安全等級一級二級三級延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2要求：β≥[β]返回上級目錄第32頁/共65頁概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法舉例某鋼筋混凝土軸心受拉桿件，已知其荷載效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R均服從正態(tài)分布，μs=1600N，μs=3200N，R=34000N，R=5000N。試求可靠指標(biāo)與結(jié)構(gòu)失效概率。該結(jié)構(gòu)滿足可靠性要求嗎？解：求可靠指標(biāo)β相應(yīng)的失效概率為pf=1.25×10-3根據(jù)《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》[pf]

=1.1×10-4[β]=3.7該結(jié)構(gòu)不滿足可靠性要求。返回上級目錄第33頁/共65頁2.4近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的實(shí)用表達(dá)式一、可靠指標(biāo)轉(zhuǎn)化為分項(xiàng)系數(shù)表示的實(shí)用表達(dá)式二、規(guī)范中的實(shí)用表達(dá)式第34頁/共65頁一、可靠指標(biāo)轉(zhuǎn)化為分項(xiàng)系數(shù)表示的實(shí)用表達(dá)式1、基本概念2、作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值Sk3、結(jié)構(gòu)抗力標(biāo)準(zhǔn)值Rk4、荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值與結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值返回上級目錄第35頁/共65頁f(S)，f(R)S，RSkRk1、基本概念一、可靠指標(biāo)轉(zhuǎn)化為分項(xiàng)系數(shù)表示的實(shí)用表達(dá)式返回上級目錄第36頁/共65頁Skf(S)，f(R)S，RRk一、可靠指標(biāo)轉(zhuǎn)化為分項(xiàng)系數(shù)表示的實(shí)用表達(dá)式返回上級目錄第37頁/共65頁Skf(S)，f(R)S，RRk一、可靠指標(biāo)轉(zhuǎn)化為分項(xiàng)系數(shù)表示的實(shí)用表達(dá)式返回上級目錄第38頁/共65頁Skf(S)，f(R)S，RRk設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)S*=R*Pf=[Pf]一、可靠指標(biāo)轉(zhuǎn)化為分項(xiàng)系數(shù)表示的實(shí)用表達(dá)式

或β=[β]返回上級目錄第39頁/共65頁S*<R*Pf<[Pf]Skf(S)，f(R)S，RRk一、可靠指標(biāo)轉(zhuǎn)化為分項(xiàng)系數(shù)表示的實(shí)用表達(dá)式或β>[β]返回上級目錄第40頁/共65頁S*>R*Pf>[Pf]Skf(S)，f(R)S，RRk一、可靠指標(biāo)轉(zhuǎn)化為分項(xiàng)系數(shù)表示的實(shí)用表達(dá)式或β<[β]返回上級目錄第41頁/共65頁作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值，gS作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值，gR結(jié)構(gòu)抗力分項(xiàng)系數(shù)一、可靠指標(biāo)轉(zhuǎn)化為分項(xiàng)系數(shù)表示的實(shí)用表達(dá)式gS、gR：大小與[Pf]有關(guān)。返回上級目錄第42頁/共65頁變換為：分項(xiàng)系數(shù)的理論推導(dǎo)假定影響結(jié)構(gòu)功能的只有結(jié)構(gòu)抗力R和作用效應(yīng)S兩個隨機(jī)變量令功能函數(shù)為

Z=R-S則有返回上級目錄第43頁/共65頁移項(xiàng)有：變化得：取抗力的特征點(diǎn)值定義為標(biāo)準(zhǔn)值取作用效應(yīng)的特征點(diǎn)值有代入（1）得返回上級目錄第44頁/共65頁令定義為抗力分項(xiàng)系數(shù)（材料分項(xiàng)系數(shù)）定義為荷載分項(xiàng)系數(shù)（3）式變?yōu)榧串?dāng)≥[]時，依上推有：定義為荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值定義為結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值返回上級目錄第45頁/共65頁◆作用效應(yīng)S的不確定性就主要取決于結(jié)構(gòu)上作用Q的不確定性★永久荷載G★可變荷載Q★偶然荷載（作用）◆不同的荷載，其變異情況不同。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可以確定一個具有一定保證率（如95%）的上限荷載分位值，該特征值稱為荷載標(biāo)準(zhǔn)值（符號Gk，Qik）?！舭春奢d標(biāo)準(zhǔn)值確定的荷載效應(yīng)，稱為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值Sk◆有多個可變荷載同時作用的情況，考慮到它們同時達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的可能性較小，考慮小于1的荷載組合系數(shù)y，2、作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值Sk返回上級目錄第46頁/共65頁荷載的標(biāo)準(zhǔn)值1.定義將荷載視為隨機(jī)變量，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法加以處理而得到的具有一定概率的最大荷載值。是結(jié)構(gòu)在使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值。2.確定a.結(jié)構(gòu)的自重可根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸和材料的重力密度確定；b.可變荷載常與時間有關(guān)，在缺少大量統(tǒng)計(jì)材料的條件下，可近似按隨機(jī)變量來考慮；荷載的設(shè)計(jì)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘荷載分項(xiàng)系數(shù)得到的荷載值荷載的標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值返回上級目錄第47頁/共65頁fck、fsk分別為混凝土和鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，截面尺寸b、h0和配筋A(yù)s取設(shè)計(jì)值。Rk的具體表達(dá)形式是本課程的主要內(nèi)容。

f(S)SSk

f(R)RRk3、結(jié)構(gòu)抗力標(biāo)準(zhǔn)值Rk返回上級目錄第48頁/共65頁材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為保證設(shè)計(jì)時材料強(qiáng)度取值的可靠性，一般對同一等級的材料，取具有一定保證率的強(qiáng)度值作為該等級強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值。

《規(guī)范》規(guī)定材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值fk應(yīng)具有不小于95%的保證率,即

材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)后得到的強(qiáng)度指標(biāo)。混凝土為1.4普通鋼筋為1.1預(yù)應(yīng)力鋼筋為1.2返回上級目錄第49頁/共65頁荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值，gS作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)當(dāng)荷載效應(yīng)與荷載值成線形關(guān)系時，可表示為荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值第i個永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)第j個可變作用效應(yīng)第1個永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)第1個可變作用效應(yīng)（起控制作用的可變作用）第i個永久作用效應(yīng)第j個可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)第j個可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)第i個永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值第i個永久作用的作用效應(yīng)系數(shù)第1個可變作用的作用效應(yīng)系數(shù)第1個可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值第j個可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值第j個可變作用的作用效應(yīng)系數(shù)4、荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值與結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值返回上級目錄第50頁/共65頁結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值，gR結(jié)構(gòu)抗力分項(xiàng)系數(shù)結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值只考慮材料強(qiáng)度的隨機(jī)性，有抗力函數(shù)混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋面積截面寬度截面高度混凝土材料分項(xiàng)系數(shù)鋼筋材料分項(xiàng)系數(shù)返回上級目錄第51頁/共65頁恒載g活載q可能出現(xiàn)安全方面的問題正截面破壞斜截面破壞可能出現(xiàn)的使用方面的問題裂縫過寬撓度過大承載力極限狀態(tài)控制正常使用極限狀態(tài)控制返回上級目錄第52頁/共65頁二、規(guī)范中的實(shí)用表達(dá)式（一）.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式（二）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式建筑工程統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)用表達(dá)式舉例返回上級目錄第53頁/共65頁（一）.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)

安全等級為一級=1.1

安全等級為二級=1.0

安全等級為三級=0.9S——荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值，如M、V、T、N等；R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的設(shè)計(jì)值。構(gòu)件能承擔(dān)的M、V、T、N等。

表達(dá)式二、規(guī)范中的實(shí)用表達(dá)式返回上級目錄第54頁/共65頁荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S基本組合γGi、γQj、γQ1—分別為第i個永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)、第j個可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)、第1個可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)ΨCj

—第j個可變荷載組合系數(shù)SGik、SQ1k、SQjk——分別為第i個永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值、第一個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值、第j個可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)SGi、SQ1、SQj——分別為第i個永久荷載設(shè)計(jì)值、第一個可變荷載設(shè)計(jì)值、第j個可變荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)偶然組合：另課程講述返回上級目錄第55頁/共65頁結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力（承載力)設(shè)計(jì)值R與受力特征、截面尺寸、材料強(qiáng)度有關(guān)。其中只考慮材料強(qiáng)度作為隨機(jī)變量以后章節(jié)中討論返回上級目錄第56頁/共65頁S≤CC——結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值，如變形、裂縫、振幅、應(yīng)力等的限值，應(yīng)按各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。正常使用極限狀態(tài)下的荷載效應(yīng)組合

S表達(dá)式荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合（短期效應(yīng)組合）正常使用極限狀態(tài)，可靠度要求可適當(dāng)降低，所有分項(xiàng)系數(shù)取1.0（