第二章鋼筋混凝土結構的基本計算原則

給水排水工程結構合肥工業(yè)大學土木與水利工程學院道路橋梁工程系方詩圣汪權朱亞林WaterandWasteWaterEngineeringStructure

1引言：結構設計所涉及的問題分為兩類：第一類：共性的問題：是設計任何結構和構件都要加以解決的。作用在構件上的載荷：其大小如何確定?所用建材的強度如何確定?結構安全可靠標準是什么？

屬于基本計算原則第二類:具體問題：應用這些基本原則對各種不同的構件進行具體的設計和計算，并采取相應的構造措施使所設計的構件滿足要求2第二章鋼筋混凝土結構的基本計算原則4h

任何一項結構設計都將面臨可靠性和經濟性兩方面的問題，一般地說，結構的可靠性和經濟性是相互矛盾的，科學的設計方法就是要使所設計的結構在可靠性和經濟性兩方面達到最佳的協(xié)調。度量結構可靠性的指標稱為“可靠度”。使結構在可靠性和經濟性兩方面能夠達到最佳協(xié)調的關鍵之一是要合理地選擇結構必須達到的可靠度指標和采用科學的方法分析確定結構可能達到的可靠度；目前國際上已相當普遍地采用以結構的失效概率為依據的概率極限狀態(tài)設計法。3我國于1984年發(fā)布《建筑結構設計統(tǒng)一標準》GBJ68—84后(以后簡稱標準)(修訂版為《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50068—2001)，1992年又頒發(fā)了《工程結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50153—92。在這兩本標準中，規(guī)定了結構設計均采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，替代原規(guī)范采用的單一安全系數極限狀態(tài)設計方法，并對極限狀態(tài)設計原則和設計表達式等作出了統(tǒng)一規(guī)定。我國現(xiàn)行的《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010-2002)和《給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》GB50069-2002就是根據標準規(guī)定的原則制定的。本章將結合鋼筋混凝土結構簡要地闡述以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法。4本章摘要本章主要介紹以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法的一些基本知識,是學習本課程及其他結構設計類課程的理論基礎。由于內容涉及新的概念和名詞術語較多,又牽涉到數理統(tǒng)計和概率論方面的內容,有一定的難度,需要逐漸克服.極限狀態(tài)設計原則這一節(jié),討論的是關于建筑結構設計和安全度的基本內容和定義,也是砌體結構,鋼結構等其他建筑結構的設計原則,要加以領會和理解.對于荷載和材料強度的取值,要求能懂得,理解。對于極限狀態(tài)表達式,要理解和掌握其內涵,以便今后學習與工作中能夠正確運用.▼5《給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》GB50069-20025基本設計規(guī)定5.1一般規(guī)定

5.1.1本規(guī)范采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，以可靠指標度量結構構件的可靠度；按承載能力極限狀態(tài)計算時，除對結構整體穩(wěn)定驗算外均采用以分項系數的設計表達式進行設計。5.1.2本規(guī)范采用的極限狀態(tài)設計方法，對結構設計應計算下列兩類極限狀態(tài):1承載能力極限狀態(tài):應包括對結構構件的承載力(包括壓曲失穩(wěn))計算、結構整體失穩(wěn)(滑移及傾覆、上浮)驗算。2正常使用極限狀態(tài):應包括對需要控制變形的結構構件的變形驗算，使用上要求不出現(xiàn)裂縫的抗裂度驗算，使用上需要限制裂縫寬度的驗算等。5.1.3結構內力分析，均應按彈性體系計算，不考慮由非彈性變形所產生的塑性內力重分布。

5.1.4結構構件的截面承載力計算，應按我國現(xiàn)行設計規(guī)范《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010或《砌體結構設計規(guī)范》GB50003、《鋼結構設計規(guī)范》GB50017的規(guī)定執(zhí)行。5.1.5構筑物的地基計算(承載力、變形、穩(wěn)定)，應按我國現(xiàn)行設計規(guī)范《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007的規(guī)定執(zhí)行。5.1.6結構構件按承載能力極限狀態(tài)進行強度計算時，結構上的各項作用均應采用作用設計值。作用設計值，應為作用分項系數與作用代表值的乘積。5.1.7結構構件按正常使用極限狀態(tài)驗算時，結構上的各項作用均應采用作用代表值。5.1.8對構筑物進行結構設計時，根據《工程結構可靠度設計統(tǒng)一標準》GB50153的規(guī)定，應按結構破壞可能產生的后果的嚴重性確定安全等級，按二級執(zhí)行。對重要工程的關鍵構筑物，其安全等級可提高一級執(zhí)行，但應報有關主管部門批準或業(yè)主認可。6第二章鋼筋混凝土結構的基本計算原則4h第一節(jié)結構的功能要求和極限狀態(tài)一.結構的功能要求1.結構安全級別我國是根據建筑結構破壞時可能產生的后果嚴重與否，分為三個安全等級。見下表：安全等級一級二級三級破壞后果建筑物的類型重要的建筑物一般的建筑物次要建筑物很嚴重嚴重不嚴重72.結構的設計使用年限,一般也稱設計基準期

定義：房屋建筑和構筑物在正常設計、正常施工、正常使用和維護下所應達到的持久年限。結構的設計使用年限應按下表采用。類別設計使用年限（年）示例15臨時性結構225易于替換的結構構件350普通房屋和構筑物4100紀念性建筑和特別重要的建筑結構注意：結構的設計使用年限與使用壽命不等同。超過設計使用年限的結構并不是一定不能繼續(xù)使用，當需要繼續(xù)使用時，根據結構的實際狀態(tài)對其可靠度重新評估鑒定。8◆安全性

Safety

結構在正常施工、正常使用情況下能承受可能出現(xiàn)的各種直接作用和間接作用，如施加的荷載、外加變形、約束變形，在偶然事件（如地震、校核洪水位等）發(fā)生時和發(fā)生后，結構仍能保持必需的承載力和穩(wěn)定性，不致發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財產的嚴重損失。功能要求適用性耐久性安全性設計任何一個建筑物或構筑物的結構時，在規(guī)定的使用期限內都應滿足下述三方面的功能要求3.結構的功能要求9◆耐久性Durability

結構在正常維護條件下應有足夠的耐久性。完好使用到設計規(guī)定的年限。如，混凝土不發(fā)生碳化、嚴重風化、腐蝕、脫落，鋼筋不發(fā)生銹蝕等。因為這些都將使結構的安全性和適用性逐漸下降而影響結構的使用年限?！暨m用性Serviceability

結構在正常使用條件作用下具有良好的工作性能。如結構或構件應具有足夠的剛度而不致發(fā)生影響使用的過大變形或振動，不發(fā)生足以讓使用者感到不安的過寬的裂縫等，貯液構筑物如水池、水塔、管道及井筒等不應出現(xiàn)導致漏水的貫通裂縫(通縫)和應具有必要的抗?jié)B性。10（1）定義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（安全性、適用性、耐久性）要求，該特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)二.結構功能的極限狀態(tài)LimitState能完成預定的各項功能時，結構處于有效狀態(tài)；反之，則處于失效狀態(tài)，有效狀態(tài)和失效狀態(tài)的分界，稱為極限狀態(tài)，是結構開始失效的標志。11（2）分類1）承載力能力極限狀態(tài)UltimateLimitState

——這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到最大承載能力或其變形達到不適于繼續(xù)承載的變形。承載能力極限狀態(tài)主要考慮關于結構安全性的功能。12當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了承載能力極限狀態(tài)：結構構件或連接因材料強度不夠而破壞；整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移等）；結構轉變?yōu)闄C動體系；結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如柱子被壓曲等）。地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）（超靜定結構中出現(xiàn)足夠多塑性鉸）在設計中，對所有結構或構件均應根據承載能力極限狀態(tài)進行計算132）正常使用極限狀態(tài)ServiceabilityLimitState——正常使用極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。這一狀態(tài)對應于適用性或耐久性的功能。14

當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即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（影響非結構構件、不安全感、不能正常使用（吊車）等）；

◆影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫，導致鋼筋銹蝕、影響不安全感、漏水等）；

◆影響正常使用的振動（影響使用、不舒適）；

◆影響正常使用的其他特定狀態(tài)等。

通常的設計計算程序是先按承載能力極限狀態(tài)設計結構構件，而后按正常使用極限狀態(tài)進行驗算。15定義：使結構產生內力或變形的原因稱為“作用”。作用分類直接作用間接作用荷載（集中力或分布荷載）混凝土收縮、溫度變化、基礎的差異沉降、地震等引起結構外加變形或約束的原因。第二節(jié)結構上的作用、作用效應及結構抗力和功能函數一.結構上的作用和作用效應按“原因不同”分為16作用的分類又稱恒荷載，在結構設計使用期間，其值不隨時間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略的荷載，如結構的自重、土壓力，固定設備，構筑物內部的盛水壓力、結構的預加應力、地基的不均勻沉降等；又稱活荷載，在結構設計使用期間其值隨時間而變化，如樓面堆放荷載、吊車荷載、靜水壓力、風荷載、雪荷載、地表或地下水的壓力(側壓力、浮托力)、流水壓力、融冰壓力、結構構件的溫、濕度變化作用等；在結構設計基準期內不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載，如爆炸力、撞擊力等；按隨時間的變異性和出現(xiàn)的可能性（按作用時間的長短和性質，作用分為三類）：永久作用GPermanentload可變作用QVariableload偶然作用Accidentalload▼174結構上的作用4.1作用分類和作用代表值4.1.1結構上的作用可分為三類:永久作用、可變作用和偶然作用。4.1.2永久作用應包括:結構和永久設備的自重、土的豎向壓力和側向壓力、構筑物內部的盛水壓力、結構的預加應力、地基的不均勻沉降。4.1.3可變作用應包括:樓面和屋面上的活荷載、吊車荷載、雪荷載、風荷載、地表或地下水的壓力(側壓力、浮托力)、流水壓力、融冰壓力、結構構件的溫、濕度變化作用。4.1.4偶然作用，系指在使用期間不一定出現(xiàn)，但發(fā)生時其值很大且持續(xù)時間較短，例如高壓容器的爆炸力等，應根據工程實際情況確定需要計入的偶然發(fā)生的作用?！督o水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》：GB50069-200218荷載的分類在空間位置上具有固定的分布。如結構構件自重、樓面上的固定設備；在結構空間位置上的一定范圍內可以任意分布。如樓面上的人群荷載、廠房結構上的吊車荷載等；按空間位置的變異分為兩類：固定荷載自由荷載19荷載的分類不使結構或構件產生加速度或產生的加速度可以忽略不計，如結構的自重、一般民用建筑的樓面活荷載等；使結構或構件產生不可忽略的加速度，如吊車荷載、設備振動、作用在高聳結構如高層建筑、煙囪或水塔上的風荷載等；按結構的反應分為兩類：靜態(tài)荷載動態(tài)荷載20作用茫效應僚：結構上醋的作用使結熟構產鏡生的東內力奴(如軸堅力,包彎矩拔,剪肝力,日扭矩優(yōu)等)、變形臭(轉角系,撓傳度)、裂縫孤等通稱秀為作用效繁應或荷瓦載效應S。Ac悶ti亮on壤(畫Lo樓ad認)自Ef決fe僵ct二.烏荷載效斷應（作用雅效應士）S和結構聞抗力R結構構戴件的抗倒力：結構承受外叫加荷載牧的能力（及抵航抗結構盟的內力爆和變形虛的能力船，如構蓋件的承好載能力鐘、裂縫粱和變形搭限值等奪）稱為結構煙抗力R，取決叉于材料的休強度、椅截面尺車寸和特著征及計算模僵式等。Res旱ist免ant其中材障料性能茄是決定顛結構抗覽力的主航要因素燙。C作用效沙應系數21三.希結賭構設繭計中君的不飼確定單性a.恒載g與構件版尺寸、村材料容棚重等有米關b.活載q的數值誘是隨時遙在變化校的c.計算跨鑰度l的不舞準確a.材料從強度fy和fc的離散b.截面尺掛寸h0和b的施飽工誤拉差c.1的隨機慰性結構不半一定安撒全（可狀靠）!g+q雖然析設計直保證Und市ete瓦rmi棟ned抵Fa客cto乖rs歲in源Des滲ign22結構康或構豪件能起否完境成預蜻定功菠能與根結構腫的作齒用效反應S與結欲構的隱抗力R有關。Z=R–S由此可采用結構的功能函數來描述結構完成預定功能的狀況。因抗力R和S均具有隨機性，所以只能用功能函數Z的概率來描述。四、結構的懼功能函胳數23可靠概旺率有多習大？Z>0桃，即R>S結構惜可靠Z=敗0，即R=渣S結構示處于楊極限鐘狀態(tài)夠。即R<撞S結構祖失效Z<0商，失效懶概率騾有多竿大?24結構季功能半的三樓種工蜂作狀池態(tài)Z=R-S>0,或S<R可靠Z=R-S=0,或S=R極限狀態(tài)Z=R-S<0,或S>R失效極限狀態(tài)方程Z=0或R-S=0RSZ<0失效區(qū)Z>0可靠區(qū)功能奇函數Z=R-S結構已錦達極限曠狀態(tài)，道稱為極限狀襪態(tài)方程。Z=R-S=別g蒜(R,境S)＝止0稱為“蚊極限狀榮態(tài)方程昆”,它霉是結構訓失效的搭標準.結構功污能函數膊的一般蝦表達式堅為25◆結構辣的可萌靠性re斜li灑ab轟il蛇it斜y——結源構可靠霧性的定民義是：稼結構在妥規(guī)定的艙時間內矛，在規(guī)護定的條漸件下，載完成預厚定功能秩的能力原?？梢娡督Y構喊可靠帝性實亭質上酒是關搭于結寇構安氏全性申，適鈴用性駁和耐暈久性畢的概住稱（上總田稱）希。結構槳可靠株度——組結構密在規(guī)棒定時逗間內嶼，在規(guī)定條友件下，紹完成便預定艦功能己的概刻率。規(guī)定條再件指正拖常設并計、凱正?？呈┕ね?、正考常使移用和那正常拆維護，不羅包括聞錯誤雖設計下、錯鄙誤施侵工和縫違反撒原來堡規(guī)定攤的使罷用情陳況。一、咬結構士的可寨靠性床和可幼靠度竄的概菜念第三節(jié)螺結構生的可靠框度和可鹽靠指標26結構的司可靠度貴是結構重可靠性臉的概率證度量，揮即對結臘構可靠苗性的定醉量描述論。注意1臉：結構現(xiàn)可靠水度與折結構彩使用傲年限兔長短宏有關刷。《胸統(tǒng)一桃標準種》以碎結構率的設壞計使婆用年尊限為構計算恰結構但可靠著度的霸時間早基準搶。注意危2：結構歪的設矮計使灶用年湊限雖笨與結堵構使安用壽角命有夫聯(lián)系鉆，但評不等跪同。宵當結騾構的居使用究年限翅超過邪設計煩使用補年限呀后，耕并不災意味雷著結去構就答要報傳廢，登但其涌可靠懷度將蒸逐漸初降低奸?！鼋Y構可貞靠性越陰高，建饑設造價厭投資越典大?！鋈绾卧诎谓Y構可悶靠與經患濟之間蟲取得均掉衡，就浸是設或計方屈法要勉解決尤的問務題。27承載力能力極限狀態(tài)結構的安全性正常使用極限狀態(tài)結構的適用性和耐久性可靠水平高可靠水平低結構設計程序28以概們率理再論為慨基礎殺的極喇限狀們態(tài)設訴計法料：本質是蓬將荷載持效應懂S及結構波抗力豪R看作是兩個隨膠機變量應用概率瘦論和孟數理壩統(tǒng)計的理論貿去研究購結構的親可靠度芹。0S≤R以概率挪論為基麻礎的設憐計方法鼻分為三振個水準晌：水準Ⅰ－半密經驗凈半概灶率法于；水準Ⅱ－近似延概率法黃；水準Ⅲ－全菌概率嶼法。29二.繳失筋效概棗率失效－指結構墓或結穿構的壺一部叫分不能切滿足設計所連規(guī)定的某一萍功能右要求，即達到饑或超某過了承載能夠力極限素狀態(tài)或正常使蛙用極限拍狀態(tài)中的某夜一極限摟。失效概脅率－指結構霞結構肌處于固失效牌狀態(tài)植下的里概率pf。Pro饒bab當ili味ty捧of原fai城lur騰e30重疊區(qū)襯的大小跡反映了聾抗力R賤和荷載河效應S圍之間的孤概率關洲系，即民結構的擦失效概凡率從結構學安全的咱角度，提高結構谷構件溪的抗力R，減小抗力璃R和擊荷載糟效應精S的離散程患度，可巖以提高結構捧的可靠魯程度，即提高μR－μS，減小σR、σS可使失效概自率降低。f(r,s)S，RSRμSμRmR-mS標準差σS、σR平均喇值分造別為μS、μR結構的圍效應S及結構兵的抗力R均符合倉正態(tài)分貿布31

f(Z)bszmzpfZ=R-SZ<0則pf=P(Z<0)=P(R<S)設S、R都服從正態(tài)分布，平均值為μS、

μR，標準差σS、σR。令Z=R-S因此結構的功能函數Z也是符合正態(tài)分布的隨機變量結構處身于可靠戀狀態(tài)下抹的概率嘉，稱為麗可靠概芬率ps，ps=1-pf。圖中Z<0部分純(陰俱影)像面積園即為洞失效念概率pff(Z)概率車密度函融數32圖2-1fz(Z)pfzzzZpf計算杜復雜子，但巨(由蘿圖看策出)淋均值Z向右狠移pf減小，洪可靠度意加大。令越大蹤蝶，Pf越小，結構算越可靠章。故稱為可靠度指標。三、吳可靠思指標re鼻li周ab月il親it透y剝in屬de禾x▼33在確定些結構的究可靠指尤標時，應靠該使結格構的失服效概率茶降低到串人們可泡以接受梢的程度盞，做到劇既安全割可靠又興經濟合請理?！督y(tǒng)一普標準》姻規(guī)定旁：[]的取吳值與構陪件的破憶壞類型洞及結構平的重要土性有關堵。[]四、寒結僚構目西標可乳靠指垂標稱為濱可靠逆指標須，與時失效死概率當pf之間有禾一一對職應的關每系。結構按捉極限狀下態(tài)設計燦時，要辮保證其蠻完成預仰定功能璃的概率農不低于務某一允驅許水平救而要求侵設計所爽達到的鳳可靠指靜標，稱庭為目標可旗靠指標散[]。34前面身已定抽義過饞結脂構安烘全級流別我國是宇根據建剖筑結構捏破壞時礦可能產鴿生的后確果嚴重華與否，爽分為三刊個安全才等級。龜見下表路：安全等級一級二級三級破壞后果的影響程度建筑物的類型重要的建筑物一般的建筑物次要建筑物很嚴重嚴重不嚴重353、[β]與破內壞性撓質有雙關；繩由于須結構延性蜘破壞和脆性破渴壞的性質廟不同，非前者有明顯壇預兆，可哭及時兵采取串補救殘措施努，目由標可完靠指善標可絮定的稍低一恩些；后燭者為疫突發(fā)轎性破籍壞，莖破壞部前無明顯響預兆，目醋標可臟靠指血標應定的高墊一些。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結構構宿件承載斯力極限疫狀態(tài)的媽目標可增靠指標岔[β]確定[β]的原爭則1、建薪立在對趨原規(guī)范侄校準的死基礎上還；2、[β]與結嶼構安量全級名別有戴關；4、[β]與不羅同的治極限狡狀態(tài)胞有關柏。36第四英節(jié)安荷載指的代半表值這和材乖料強音度的橡標準造值及白設計晴值結構榨設計暑時，壁對不培同的猴作用饒應采嶄用不超同的稻代表零值:對永久呢作用，豈應采用撐標準值科作為代影表值；對可豈變作刷用，口應根頃據設蛛計要伴求采厲用標付準值做、組里合值幅或準某永久呈值作剪為代答表值曉。作用的菌標準值甚，應為叫設計采彩用的基帆本代表黃值。又稱恒荷載，在結構設計使用期間，其值不隨時間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略的荷載。又稱活荷載，在結構設計使用期間其值隨時間而變化。在結構設計基準期內不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載。按隨時間的變異性和出現(xiàn)的可能性（按作用時間的長短和性質，作用分為三類）：永久作用G、可變作用Q、偶然作用永久作用G可變作用Q偶然作用371.訪定義作用標推準值是帳作用的基本代茅表值。將作用（荷載東）視平為隨梯機變倍量，蟲采用刺數理沒統(tǒng)計擁的方傲法加撿以處跪理而廁得到縱的具有唐一定晨概率的最大百作用強值稱為法作用今的標雹準值岔Sk?？善爬斫獍駷榻Y障構構更件在譜使用與期間辮的正占常情吩況下陡可能無出現(xiàn)頌的最悄大作雪用值助。

f(S)SSkv1-vasss（一）.作用的標準值SkCharacteristicValue一酬、荷序載的松代表遺值382.朵確定⑴.局結檢構自絨重的大標準乏值，觸可按違結構風構件祝的設泉計尺纏寸與向相應諸材料鏡的重禾力密鄭度計燈算確數定。盈對常重用材宿料和宰構件粱，其默重力波密度蜂可按船現(xiàn)行李《建攝筑結頑構荷頑載規(guī)律范》獎GB蓋5轟00梯09部－2懶00延1的規(guī)定窄采用。永久性擺設備的馬自重標殼準值、?？砂丛撆性O備的紹樣本提秤供的數顆據采用粗。⑵.辭可變作威用常與辮時間有墓關，在銜缺少大獄量統(tǒng)計豈材料的飲條件下勞，可變作厘用標準右值可近似疏按隨機兔變量來桐考慮；《給水宏排水工惹程構筑糧物結構敘設計規(guī)卵范》講GB盡500再69-史200業(yè)2中迷規(guī)定4.3擱.1構筑物皇樓面和尤屋面的景活荷載坊及其準諒永久值頸系數，景應按表請采用。4.隨3.寫2吊車侮荷載久、雪輕荷載僵、風斷荷載睛的標待準值徑及其掉準永院久值閉系數張，應腐按《替建筑岡結構肝荷載纏規(guī)范讀》GB晚500灘09的規(guī)定賢采用。394.3寧.1眉構筑物襖樓面和淋屋面的版活荷載輕及其準久永久值五系數，繩應按表汽采用。4.3任.2俊吊車荷臺載、雪乖荷載、罰風荷載級的標準蛛值及其喚準永久遞值系數困，應按煌《建筑哲結構荷廊載規(guī)范門》GB東50獸009譽的規(guī)定斬采用。40可變作塔用的最大困值并輪非長偵期作減用于強結構之上，彼在考慮抱作用長辭期效應西組合時汁，應對刺其標準值晝進行折叨減?？伤易冏髋K用的欺準永哭久值蒙指可踏變作阿用在尼結構瓦設計更基準念期內經常肺作用魯的那貪部分春荷載。q準永淘久值艷系數累。準永久啄值主要扁用于考逗慮荷載修長期效慨應的影絲式響。（三）扭.可變樸作用作徑用準永甩久值Qua親si-師per控man缸ent稼Va醫(yī)lue當結窄構構勤件承既受兩種野或兩屆種以橫上的可變鉆作用時群，各種冤可變作毒用不可能閑同時以邪其最大圓值（標歌準值）銀出現(xiàn)，除一個險主要可別變作用外嗎，其余可碼變作用應姨在標準肆值上乘以敗小于1屯的組合努值系數對可變昌作用標蝦準值進是行折減撕(組合吸值系付數c=0.9)。（二臭）.返可變掌作用窮組合避值Co辯mb例in摧at鎖io響n見Va雖lu施e41頻遇欠值主蜻要用唱于正柿常使紐奉用極私限狀律態(tài)的饅頻遇齡組合蒼中。可變卻作用勸在設榜計基汁準期劍內被睡超越稍的總桌時間忍僅為屑設計厘基準傭期一萌小部王分的事作用半值；永或在帆設計堆基準蠟期內薯其超宇越頻宮率為窮某一絮給定口頻率稻的作扛用值旨。頻遇值趟系數f。（四）特.可變粉作用頻猜遇值Fre職que迫nt潔val加ue42

ff5％fk1.645sf二.補材料強鎖度的標奸準值fk43（一）賤.混膚凝土的懲強度標屑準值1、混凝土立方體抗壓強度標準值fcuk例如：平均值變異系數則立方體抗壓強度標準值為442、混凝土軸心抗壓強度標準值fck試驗結果實際構件軸心抗壓強度標準值fck假定453、賄混凝股土軸濱心抗琴拉強雄度標內準值ftk（二）顫.鋼培筋強度貌標準值熱軋鼠鋼筋垮抗拉案強度驅標準掀值用fyk表示。鑰《規(guī)范畝》取國固家冶金記局標準姿規(guī)定的唉鋼筋出表廠檢驗掌的廢品限萍制作為鋼寨筋強度情的標準悠值，其保證用率不庭小于仁95稼%，賤實為概97待.7視3間%。預應力很鋼絞線鞋、鋼絲醬和熱處季理鋼筋浴的強度餡標準值香根據極限姓抗拉戀強度用fp弦tk表示頸。46（三京）.勒材狹料強撇度的姻設計臥值混凝敞土和能鋼筋數強度如分項圣系數gc、gs則材繪料強度梳設計值混凝綠土：gc=1.嫌4HP纖B2役35級鋼錢筋：gs＝1銜.1帝0HR襯B3持35睡，H奶RB翻40俊0，仍RR芹B4際00級鋼喘筋：gs＝1.翼10474849第五云節(jié)撓給畫水排炊水工徑程構處筑物橡結構領設計邊規(guī)范續(xù)實巨用設裂計表蓮達式針對直銜接采用鑄可靠指美標β≥[β]進行設傅計的復鋪雜性和隆困難性脅，提出工了實用膨設計范表達輪式。該方怕法不用單串一的安卵全系數的表虜達式誕，而福是將徑影響姿結構靜安全好的因琴素（勤荷載是、材聲料、宴截面圍尺寸雖、計縫算方鋤法等灣）視汁為隨機變藏量，應棵用數毯量統(tǒng)形計的枯概率庭方法武進行翠分析劈燕，采奮用以荷載宰和材船料強良度的紹標準口值以及魂相應殲的“分項左系數”來表遲達的果方式月。原因：概率劈燕極限腳狀態(tài)搜設計羅法計降算繁禁復，膜某些籍統(tǒng)計襖數據屠也不港齊全胞。對侵于一恢般常啊見的拿工程典結構章，直斧接采櫻用可堂靠指蛾標進滲行設展計有徑難度欲，而霞且眼簽下也慘沒必吼要。由于設曉計人員名以往已愧習慣于卻采用安犧全系數爽這種形福式來進造行計算何，因此浪，《建筑結大構設計麻統(tǒng)一標漿準》提出了割一種便煤于實際碌使用的怠設計表扣達式，沃即實用盜設計表倆達式。▼50實用盞設計金基本佳表達壺式采用概肚率極限摧狀態(tài)方怒法用可舞靠指標β進行設聚計，需希要大量乒的統(tǒng)計堆數據，糾且當隨弦機變量數不服從近正態(tài)分定布、極糟限狀態(tài)裳方程是此非線性談時，計若算可靠撫指標β比較復車雜。對盲于一般綠常見的排工程結靈構，直酸接采用徹可靠指灰標進行昏設計工潔作量大邪，有時撥會遇到路統(tǒng)計資翻料不足詠而無法演進行的疾困難。洞考慮到鞏多年來作的設計絞習慣和殿實用上云的簡便影，《建瓜筑結構托設計統(tǒng)簽一標準儀》提出熱了便于誤實際使菌用的設崇計表達屑式，稱堆為實用倦設計表唱達式。實用設般計表達齡式把荷綢載、材聞料、截煎面尺寸員、計算列方法等發(fā)視為隨侮機變量析，應用炊數理統(tǒng)昆計的概嶼率方法鉗進行分誕析，采殺用了以隨荷載和齡材料強廉度的標慕準值分夠別與荷傻載分項捕系數和史材料分英項系數哥相聯(lián)系懶的荷載零設計值館、材料傲強度設雙計值來旬表達的世方式。辯這樣，泡既考慮陸了結構掌設計的拍傳統(tǒng)方寨式，又劉避免設庭計時直申接進行睬概率方現(xiàn)面的計擇算。分項冊系數勾按照微目標娛可靠存指標[β]值(同或確蔬定的脾結構扯失效悄概率pf值)，譯并考慮蒼工程經求驗優(yōu)選嶼確定后女，將其氣隱含在蛙設計表址達式中拋。所以刊，分項碗系數已意起著考滑慮目標含可靠指私標的等塵價作用盤。51根據番極限送狀態(tài)窗設計群法，浪用結免構的捆失效摸概率Pf來衡竟量結刃構的仔可靠惜度概姿念十懶分明藥確，孔用可夸靠指圈標表示火與Pf一一姿對應閉關系圈更容鉛易為責人們察接受師。在栽實用綢表達孟式中抬，是禍由結傻構的殖破壞悼形態(tài)植和安工全等悔級與稀工程撐經驗走校準市確定霧的分辰項等壁效來暗滿足且可靠繞度指遞標要使求的碗。G,Q,s,c,中隱倡含著蔬可靠江度指脾標。52前述內悔容帶入作用務效應引設計節(jié)值，gS作用臣效應敬分項尿系數結構楚抗力像設計幻玉值，gR結構抗博力分項諸系數考慮持到結肢構安鬧全等封級的會差異球，其鍛目標卷可靠樹指標且應作奪相應拒提高搭或降垂低，霜故引就入結秤構重廟要性衫系數——g0，由抬此可澤得β≥[β]▼53極限館狀態(tài)冠實用持設計衣表達驅式的銀一般雄形式可變荷載分項系數γQ永久荷載分項系數γG組合值系數ΨC荷載｛永久荷載G可變荷載Q｛對結構影響有大有小一般不會同時發(fā)生54正常外使用悄極限筑狀態(tài)職實用胳設計逼表達頌式正常某使用勁極限術狀態(tài)，可靠冒度要求疏可適當胞降低，杠不需乘末分項系再數，也尖不考慮盟結構重渾要性系攔數γ0按正鹿常使練用極定限狀虹態(tài)設階計，對主要廟是驗墨算構害件的舟變形窄和抗汗裂度稍或裂嗚縫寬尖度。隔在此待情況貍下，投可變盒荷載涉作用高時間押的長敘短對割于變吊形和壞裂該縫的董大小飯顯然劃是有皆影響江的。55準永久國值系數勉與頻遇鍵值系數可變荷炸載的最撈大值并四非長期著作用于垂結構之結上，對促于可變即荷載長旬期作用祥部分，庭要對其科標準值坡進行折再減?！督ㄖa結構設罵計統(tǒng)一葡標準》塘采用準永電久值濤系數與頻遇界值系染數(小刊于1負)來驅考慮曉這種載折減澆。可變荷爐載的準耐永久值鹿系數，系根據堵在設計借基準期誦內荷載藝達到和悼超過該漢值的總灣持續(xù)時狼間與設到計基準辰期總持精續(xù)時間南的比值閉而確定可變狐荷載扶的頻輔遇值旅系數稍，是根據蚊可變荷制載超越巧的總時爸間或超影越次數共確定的弱。56荷載職短期誕效應勁組合圍和長旺期效悄應組周合可變耐荷載梢已有攔四種排代表滿值，計即標準勺值、組合植值、準永睡久值思、頻嫁遇值，其中標準值稱為基本魚代表地值，其他顯代表覺值可夾由基裝本代哀表值償乘以珠相應雕的系糖數而柏得。根據實商際設計郊工作中尼的需要散，須區(qū)金分荷載嚷短期是作用和荷載谷長期仙作用下構件削的變形來大小和臘裂縫寬開度的計蛋算。因此，煙根據不密同的設廊計目的急，分別考慮荷巧載短期拉效應組奸合和長裕期效應泡組合。57當按漏荷載錄短期鎮(zhèn)效應尺組合嗎時，盞荷載租效應斑的計綁算表協(xié)達式當按荷砍載長期絲式效應組誦合時，安荷載效晉應的計狡算表達飄式標準組合頻遇組合準永久組合58一.羨承載能港力極限樂狀態(tài)設么計表達桃式對結略構構與件作握強度糕計算叉時，弱應采鎖用下多列極工限狀苦態(tài)計逃算表腿達式檔:0S≤R(2千-1驅9)式中0——結礙構重要祥性系數坑，對安牽全等級草為一、罵二、三戴級的結構執(zhí)構件析，應蜘分別縱取1冷.1野、1浮.0用、0許.9炎；S——作用闖效應蝕的基夸本組康合設宮計值；R——結任構構件童抗力的腐設計值擠，給水饒排水侍工程響構筑科物結吹構設靈計規(guī)閣范的并規(guī)定R應按《混凝次土結構坑設計規(guī)調范》G碧B5灑001澤0、《砌興體結杏構設年計規(guī)熄范》艱GB乞5散00褲03挎、《鋼結蒸構設計霞規(guī)范》勇GB程500符17的規(guī)嚇定確胞定。59S作童用效應辣的基本譯組合設重計值，涌應按下確列規(guī)定謀確定:1戲對于住貯水安池、溫水處役理構臺筑物興、地數下構觀筑物慕等可考不計快算風叫荷載嚴效應有，其獎作用渡效應摘的基份本組禾合設蔥計值億，應恢按下托式計笨算:式中:Gik——謙第i個永久林作用的崗標準值旨；CGi——第i個永久御作用的害作用效動應系數蓋；Gi——亂第i個永醉久作竄用的蔑分項溉系數墓，當作用倉效應對呀結構不對利時，壯對結絡構和設針備自重絕應取1.2，其他談永久踢作用找應取1.在27；當作用觀效應對沉結構有去利時，午均應取1.梨0；Qik———尊—貿第j個可變狠作用的挪標準值晉；CQj——謹——督第j個可舍變作幼用的梁作用挪效應桐系數臺；Q1、Qj——杏第1個和殊第j個可變蔥作用的號分項系管數，對地儀表水書或地背下水掀的作肆用應配作為隨第一筐可變趨作用促取1.沉27，對其他鄰可變作任用應取1.4瞞0；c——蹤蝶可變作崖用的組略合值系葵數，可憲取0.9必0計算。60S末作用謹效應槳的基悅本組毯合設拾計值宗，應成按下劫列規(guī)淺定確懷定:2蛙對陪水塔胞等構見筑物涼，應多計入褲風荷搶載效腐應，碌當進夕行整牽體分無析時秒，其峰作用抗效應爸的基渾本組韻合設蛇計值貞，應超按下廟式計秒算:式中CQ1、Q1k——第一可我變作用兔的作用很效應系域數、作聽用標準演值，第一可垃變作用縫應為風躬荷載。屋面均筒布活載架與雪荷應載能同繪時考慮勁嗎?屋面膊均布嘩活載罩不與蹦雪荷味載同環(huán)時考肆慮，湯設計尖時取格其中構較大毒值。61二.始正毫常使男用極瓦限狀瓶態(tài)設占計表矩達式結結構嘴或構件候超過正濫常使用清極限狀掩態(tài)時所西造成的勵財產和讓生命損萌失要小編于超過錘承載力招極限狀塘態(tài)的后輩果，故興其可靠抓度指標惑要低一齊些。在荷載淡效應肉及結刊構抗朝力計算扮中均采用標按準值。不需疫乘分項揉系數，眨也不考南慮結構委重要性誼系數0結結構短或構件幅在持荷運作用下準，其裂挨縫和變吉形會隨進時間的叼推移而遣發(fā)展，毛因此討引論其荷到載組合壤時應考時慮短期效貿應和長期效威應的組鞋合。62GB5悼006在9－2抖002艘5.3返節(jié)規(guī)定5.3續(xù).1對正常狐使用極袍限狀態(tài)畏，結構塊構件應集分別按作用抬短期效炮應的標堵準組合初或長期劈燕效應粥的準催永久猶組合進行約驗算，并鄭應保摩證滿喂足變形結、抗虧裂度賓、裂秒縫開薯展寬參度、匙應力等計絕算值殿不超耳過相雕應的喘規(guī)定大限值父。5.3墾.2對混閉凝土估貯水紙或水地質凈握化處椒理等奏構筑無物，鵲當在卸組合舞作用越下，膝構件肌截面襪處于軸心容受拉包或小爭偏心峰受拉(全面糠處于貼受拉)狀態(tài)時粉，應按盒不出現(xiàn)下裂縫控脹制；并椒應取作用短杜期效應湖的標準樂組合進課行驗算香。5.泉3.艙3對鋼筋悶混凝土向貯水或弦水質凈禾化處理押等構筑延物，當規(guī)在組合稅作用下脂，構件香截面屯處于開受彎聚或大暫偏心地受壓這、受崇拉狀撤態(tài)時顫，應坑按限電制裂跟縫寬泳度控企制；并應取作用借長期胸效應活的準出永久礎組合畫進行艘驗算舊。二.塔正恢常使截用極隨限狀醉態(tài)設酸計表趕達式63構件截面受力狀態(tài)驗算要求作用組合軸心受拉或小偏心受拉(全面處于受拉)應按不出現(xiàn)裂縫控制作用短期效應的標準組合受彎或大偏心受壓、大偏心受拉狀態(tài)按限制裂縫寬度控制作用長期效應的準永久組合抗裂計度、霸裂縫臘開展蜓寬度文驗算抽的規(guī)李定歸些納如油下645.矮3.棄4他鋼筋金混凝憑土構脖筑物祝構件山的最繪大裂恥縫寬永度限進值，沈應勝符合嘴表的筑規(guī)定梳。655.費3.益5電機宏層樓贏面的疫支承置梁應窯按作傭用的長期襪效應陵的準魯永久赴組合進行變凱形計算暗，其允傅許撓度準應符合探下式要啊求:式中ωv——支僚承梁的嶄計算撓憤度(m勸m)；l0——支傻承梁的現(xiàn)計算跨暴度(m粥m)。66正常虧使用煙極限字狀態(tài)他下，作用混短期娛效應字的標抗準組境合Ss作用長脾期效應有的準永窩久組合Sd1.超標準組環(huán)合Ss對水塔王等構筑稀物，當嘗計入風壇荷載時罰可取c=0來.6；當不計騾入風荷妥載時，騾應為2.準貢永久組低合Sdqj——朽第j個可憲變作掛用的廟準永券久值哨系數段；67例：贊一簡貪支梁方，跨孤度為贏6米袍，作拍用于沫上的取均布悲荷載友，恒恩載標疏準值gk=3炊kN樣/m服，分項懼系數G=1.歐2，活荷遭載標疊準值qk=6k吉N/m貨，分布銀系數Q=1游.4波，分別深計算滑梁跨忽中截程面彎羊矩的橡基本慮效應扎組合你、短猾期效端應標尤準組霉合和晚長期嶺效應懸準永脹久值峽組合然(活跪荷載勇準永勢久系擇數qi=0候.4)解：基圖本效應掏組合(盛內力組飛合設計濁值)荷載辟效應講的計侍算例許題68荷載短雅期效應標準組封合：荷載長謀期效應準永躬久值掛組合捕：69[例]某泵肚房采科用1盾.5悲m×6m疾的大型群屋面板慈，卷材新防水保沿溫屋面撿，永久俊荷載標俱準值為肅2.7奴kN/連m2，屋騰面活劇荷載拒為0液.7穿kN事/m2,屋遼面積暴灰荷茶載為語0.會5k餡N/補m2,雪荷們載為0插.4k世N/m2，已姿知縱海肋的膀計算驗跨度l=5南.8府7m案。求：沫縱肋鐮跨中畫彎矩智的基喬本組躬合設悟計值謊。解：1.迫荷晌載標雪準值滔：(1)怎永久荷廉載為GK=2沫.7胸×1行.5血/2情=2軌.0例25面kN職/m(2)陪可變荷案載為屋面活哀荷載蔬Q1k=0秒.7嶺×1旱.5聽/2殺=0去.5把25救kN遺/m積灰荷來載撒Q2k=0.集5×1則.5/號2=0驕.37屬5kN嗚/m雪荷載惕Q3k=0.垂4×1息.5/擋2=0叼.30湊0k藥N/m702.仇荷載讀效應有組合便：根據趨現(xiàn)行東《建醉筑結兵構荷存載規(guī)作范條崖，屋奔面活虛荷載賀不應亮與雪驕荷載當同時痛考慮評故取汪其較圣大者堅，即茄不考且慮雪吼荷載您;因永岔久荷醒載起倉控制迅作用譜，根忠據《搬建筑立結構笛荷載預規(guī)范糕條規(guī)囑定。儲采用乳由永散久荷薯載效層應控戴制的墊組合英。根據營《建較筑結爪構荷貪載規(guī)煤范條潮，取γG=1醉.3息5,γQ=1券.4檢,根仗據《掛建筑墨結構幼荷載半規(guī)范梅》表靜（）洞得屋犯面均房誠布荷吼載的倡組合頃值系涌數Ψc=江0.7授,據表脹（）得強屋面積雖灰荷載于的組合坐值系數瀉Ψc=次0.9但。71（4忠）應粗用《建筑曉結構荷艘載規(guī)范槍》式（桐）。M=1竄.35訓×1/擊8Gkl2+1.銜4×0爽.7×因1/8凈Q1kl2+1.壩4×0景.9×桐1/8掩Q2kl2=5瘋.8蛙72/8什(1丘.3賓5×絲式2.邁02菜5+戰(zhàn)1.薪4×境0.般7×支0.呼52翻5+資1.摔4×急0.閥9×粱0.沒37禁5)72假若由嶼可變荷亮載控制:M=置1.累2×串1/混8Gkl2+1.欠4×1閘/8Q1kl2+1.覆4×0梁.9×吧1/8挖Q2kl2=5屋.8宗72/8劣(1驗.2內×2狂.0跑25銷+1白.4牲×0釀.5歲25遼+1林.4女×0權.9戰(zhàn)×0揮.3峽75凱)可見應稼采用由僚永久荷不載控制膠的組合存。73荷載效肌應的計魯算例題[例3哨-1]伏某尸泵房樓睡面采用卡預應力頂混凝土務七孔板膚，安全鞭等級定絹為二級輪。板長失3.3來m，計卸算跨度他3.1貪8m，躬板寬0駕.9m不，板自頁重2.溉04k拴N/m2，后澆紗混凝土延層厚4預0mm耀，板底篩抹灰層遇厚20膏mm，批可變荷暴載取1咱.5k緣瑞N/m2，準永拴久值系詠數為0錫.5。匠試計算內