混凝土結構設計方法三

◆結構的可靠度◆荷載和材料強度◆極限狀態(tài)設計法◆極限狀態(tài)設計表達式第2章混凝土結構設計方法2.1、結構的可靠度一、結構上的作用、作用效應及結構抗力◎結構上的作用：指施加在結構上的集中力或分布力，以及引起結構外加變形或約束變形的各種因素（如地震、基礎差異沉降、溫度變化、混凝土收縮等）。永久作用、可變作用、偶然作用為隨機變量和隨機過程◎作用效應：直接作用或間接作用作用在結構構件上，由此在結構內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)力和變形（如軸力、剪力、彎矩、扭矩及撓度、轉(zhuǎn)角、裂縫等）。荷載效應一般用S表示結構力學的主要內(nèi)容??！◎結構抗力：指整個結構可結構構件承受作用效應（即內(nèi)力和變形）的能力，如構件的承載力、剛度等。結構抗力一般用R表示，為隨機變量結構或構件承受作用效應的能力，如受彎承載力Mu、受剪承載力Vu、容許撓度[f]、容許裂縫寬度[w]。R——結構抗力R=R(fc,fy,A,h0,As,…)本課程的主要內(nèi)容！！■

可靠性—安全性、適用性和耐久性的總稱

指結構在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下（正常設計、正常施工、正常使用和維護），完成預定功能的能力。■結構的可靠度則是指結構在規(guī)定的時間內(nèi)、在規(guī)定的條件下完成預定功能的概率?！艚Y構的可靠性reliability2.2、荷載和材料強度《建筑結構荷載規(guī)范》（GB50009-2001）規(guī)定的荷載的基本代表值（按極限狀態(tài)設計時采用的荷載基本代表值）；它是指設計基準期間(統(tǒng)一規(guī)定50年)，最大荷載概率分布的某一分位值確定。荷載標準值材料強度標準值Rk◎取值原則:在符合規(guī)定質(zhì)量的材料強度實測值的總體中，標準強度應具有不小于95%的保證率，即按概率分布的分位數(shù)確定。一、結構的極限狀態(tài)整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(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)。實質(zhì)：結構可靠與失效的界限。分類：承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)2.3、極限狀態(tài)設計法1、承載能力的極限狀態(tài)

這種極限狀態(tài)對應于結構或構件達到最大承載能力或達到不適于繼續(xù)承載的變形。當結構或構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應認為超過了承載能力極限狀態(tài)。整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆）；結構構件或連接因所受應力超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），或者過度變形而不適于繼續(xù)承載；結構轉(zhuǎn)變變機動體系；結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）；地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）

承載能力極限狀態(tài)主要考慮有關結構安全性的功能，出現(xiàn)的概率應很低。對于任何承載的結構或構件，都需要按承載能力極限狀態(tài)進行設計！2、正常使用極限狀態(tài)

這種極限狀態(tài)對應于結構或構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。當結構或構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應認為超過了正常使用極限狀態(tài)。影響正常使用或外觀的變形，如吊車梁變形過大使吊車不能平穩(wěn)行駛，梁撓度過大影響外觀；影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫），如水池開裂漏水不能正常使用，裂縫寬度過寬致使鋼筋銹蝕；影響正常作用的振動，如因機器振動而導致的振幅超過按正常使用要求所規(guī)定的限值；影響正常使用的其他特定狀態(tài)，如相對沉降量過大等。

正常使用極限狀態(tài)主要考慮有關結構適用性和耐久性的功能，對財產(chǎn)和生命的危害較小，故出現(xiàn)的概率允許稍高一些，但仍予以足夠的重視。通常對結構構件先承載能力極限狀態(tài)進行承載能力計算，然后根據(jù)使用要求按正常使用極限狀態(tài)進行變形、裂縫寬度或抗裂等驗算！可靠度：結構在規(guī)定時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率。是結構可靠性的概率度量可靠概率：結構能完成預定功能的概率。Ps失效概率：結構不能完成預定功能的概率。Pf結構的功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程Z=R-S>0時，

結構能夠完成預定的功能，處于可靠狀態(tài)；Z=R-S=0時，

結構達到極限狀態(tài)；Z=R-S<0時，

結構不能完成預定的功能，結構處于失效（破壞）狀態(tài)。Z=R-S(1)結構功能函數(shù)在結構設計中，不僅僅只考慮結構的承載能力，有時還要考慮結構的適用性和耐久性，則極限狀態(tài)方程可推廣為：R、S都是非確定性的隨機變量!!鋼筋騰混凝微土簡還支梁杠的可焦靠、遭失效算和極文限狀衰態(tài)概略念Pf=P(S>R)螺=P(Z<0嘩)四、臨結構抽可靠對度計址算1）掏失效競概率（2語）結鍵構構方件的嚴可靠兩指標β2.02.53.54.04.510-510-410-310-2Pf失效概棚率越小恩，表示協(xié)結構可爐靠性越造大。因滴此，可蛇以用失晉效概率細來定量役表示結揉構可靠其性的大畫小。當失屈效概妥率Pf小于絹某個叢值時想，人物們因副結構躍失效娃的可啊能性枕很小腫而不馳再擔和心，蹤蝶即可桿認為術結構倘設計餃是可躍靠的慌。該昏失效仆概率錘限值介稱為容許蘭失效車概率[Pf]。失效掌概率Pf=P(S>R)目標可天靠度：設計駱規(guī)范矛所規(guī)帳定的谷、作奏為設筒計結粉構或惕結構冶構件該時所糖應達端到的蒸可靠沈指標馳，稱敗為設張計或愈目標宋可靠展度。（3）滅目標（斜設計）附可靠度b目標筆可靠怨度與詞失效蔑概率垂的關瓣系◆50年唯后并不店是結構鉛就失效輪，而是雨失效概凳率增加照。同時睡，結構蘇失效也御并不表蟻示結構繪倒塌。◆我國雜對于執(zhí)一般榴工程譽結構圓，當禿為延至性破稅壞時蘆，其暴可靠嫁指標蜜取b=3箱.2宣，對翅脆性池破壞熊取b=3止.7騾?！魧τ谥負屢墓ぞ探Y構酬，應提憲高可靠或指標。安全身等級蛋：根據(jù)編建筑旗物的派重要態(tài)性不亂同，艱即一討旦結皮構發(fā)約生破選壞時賊對生是命財皮產(chǎn)的爐危害盡程度雖及社螞會影或響的撇不同僚，將侄建筑范物分性為三繭個安輸全等蟻級。（4）濾安全等季級一級域：破壞鴨后果脹很嚴冤重的決重要反建筑啞物；二級：破壞后盤果嚴重孩的一般團工業(yè)與我民用建形筑物；三級仰：破壞后棵果不嚴怖重的次施要建筑胃物；對于承曾載力極往限狀態(tài)泄，其相淺應的目捐標可靠曲指標見后下表破壞類型安全等級一級二級三級延性破壞脆性破壞3.74.23.23.72.73.22.槍4、極限拒狀態(tài)妥設計明表達貌式混凝土序結構設煌計規(guī)范魯（G育B50資010咬-20旦02）3.3床.1本規(guī)案范采異用以既概率緞理論志為基栽礎的脅極限棵狀態(tài)鹽設計棵方法庫，以驕可靠飽指標雜度量序結構宮的可約靠度芬，采弦用分歐項系叉數(shù)表肅達式盒進行返設計2.4車、極限狀廊態(tài)設計延表達式混凝坐土結富構設躲計規(guī)叢范（院GB昌50凱01槳0-浙20淘02農(nóng)）建筑結完構設計吵應根據(jù)原使用過逮程中在守結構上銀要能同膠時出現(xiàn)艇的荷載冬，按承潔載能力首極限狀兄態(tài)和正性常作用老極限狀佩態(tài)分別求進行荷炭載（效圈應組合克），并甩應取各可自的最山不利的捐效應組匙合進行膽設計！一、承較載能力耽極限狀斷態(tài)設計撈表達式1、基絡本表達猶式安全拌等級魯為一冰級或冷設計元使用怕年限紅為100年及蓮以上溝的結晌構構院件取γ0=1.煎1；安全等更級為二量級或設采計使用狐年限為50年的結匙構構件錫取γ0=1.鬼0；安全趨等級泛為三周級或凍設計菠使用惡年限寬為5年的磨結構著構件疊取γ0=0政.9。結構重殿要性系悄數(shù)γ0◎荷載渡設計篩值：杰荷載西效應葉的標困準值被與荷抓載分駛項系懇數(shù)（地>1緣瑞.0菊）的包乘積雨。◎抗力漢設計接值：短結構煉抗力穗標準駝值與殖抗力敘分項蕩系數(shù)瓣（>蕉1）與的乘嗓積。由可變辭荷載厲效應箏控制掩的組級合：2、荷俗載效應扶組合的介設計值S由永久荷厭載效應闖控制的顫組合：SGk：在基瞇本組合附中起控呢制作用濃的一個烈可變荷爐載標準虧值的效誤應；ψci：第i個可彼變荷壘載的徑組合教系數(shù)欣，風荷載毛取0序.6繳；其犧他可釀變荷繞載取通0.果7；當永綁久荷牌載效伯應對語結構字不利蘿時，喘對由舟可爸變希荷載驅(qū)效應廟控制撐的組要合一共般γG=1.徒2；對由永球久荷載棗效應控冬制的組貪合取1.3鬧5；當永臨久荷載鉤效應對專結構有嗚利時，取γG=1.醫(yī)0；γQ1、γQi、：可變?nèi)龊奢d的彼分項系失數(shù)γQ1=γQi=1.4勤；γG：永久患荷載當分項踢系數(shù)偵。γQ1、γQi、：可尖變荷截載的殲分項盟系數(shù)一般γQ1=γQi=1.找4；墳對工劃業(yè)建薯筑樓繁面結失構，堅當活壟荷載拳標準示值大越于4失kN通/m2時，洽從經(jīng)儉濟效晨果考匆慮，鑰應取壓1.博3。對于一股般排架黑、框架槳結構簡賣化公式由可變皺荷載朵效應即控制亦的組陷合對于合一般威排架鍬、框默架結易構簡驢化公廟式由永久飄荷載裹效應暑控制矩的組分合，讓同上采用荷扛載的組魚合值、混準永久銜值及頻趁遇值如：醬構件攀的變耐形、岔抗裂蘭度及節(jié)裂縫樸寬度渾；二、允正常姻使用品極限泳狀態(tài)強設計株表達牢式對于標準好組合荷，荷正載效沉應組憶合值Sk對于準酸永久組姑合，荷載效鴨應組合裂值Sk荷載勉效應抖的頻腳遇組盛合設移計值可變繪荷載紅的頻置遇值支系數(shù)有一余使用驗年限工為1非00園年的寄辦公陶樓頂妥層柱罩，經(jīng)劫計算賊，已鋒知在喘永久歌荷載裙標準釣值、丹屋面堂活荷演載標脂準值孫、風矩荷載歸標準款值分擠別作幟用下私引起頭的該酬柱軸無向壓助力標戴準值唯分別尺為NGK=4犯0k良N，NQK=1獎2k掠N，NWK=4騙kN波。屋歉面活擠荷載射、風華荷載蔬的組恰合系棕數(shù)分田0.準7，徹0.雪6，亂試分耐別確授定該股柱在級按承第載能呢力和勸正常巡壽使用烏極限稻狀態(tài)衡組合撓時的魚軸向甩壓力潤設計劃值。習題踐1有一使擇用年限化為5年均的臨時爪辦公樓尤的簡支蔬梁，其央計算跨不度為1乎0m，屋由永久妨荷載標暈準值產(chǎn)煮生的梁付上線荷剖載為1撓0kN晴/m,鉆由樓旬面均布局活荷載駝標準值廈產(chǎn)生的快梁上線帥荷載8劍kN/躺m，由殺此算得扁