《结构设计基本原理》PPT课件

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1、结构可靠度及结构设计方法荷载和材料强度的取值概率极限状态设计法极限状态设计表达式结构可靠度及结构设计方法荷载和材料强度的取值概率极限状态设计法1结构上的作用(action)和作用效应(effectofanaction)结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布力，以及引起结构外加变形或约束变形的原因（地震、基础差异沉降、温度变化、混凝土收缩等）。结构上的作用可按下列性质分类：（1）按随时间的变异可分为三类：在设计基准期内其量值不随时间如结构自重、土压力、永久作用——变化，或其变化与平均值相比可——预应力

2、、地基沉降、焊以忽略不计的作用。接等。在设计基准期内其量值随时间变如楼面活荷载、吊车荷可变作用——化，且其变化与平均值相比不可——载、风荷载、雪荷载、忽略的作用。温度变化等。在设计基准期内不一定出现，而如爆炸力、撞击力、罕偶然作用——一旦出现其量值很大且持续时间——遇的地震等。很短的作用。1结构上的作用(action)和作用效应(effectofanaction)（2）按随空间位置的变异可分为二类：在结构上具有固定分布的作如房屋建筑楼面上位置固定作用——用。其特点是在结构上出现——固定的设备荷载、屋盖的

3、空间位置固定不变，但其上的水箱等。量值可能具有随机性。在结构上一定范围内可以任如楼面的人员荷载、吊自由作用————意分布的作用。车荷载等。1结构上的作用(action)和作用效应(effectofanaction)（3）按结构的反应特点可分为二类：使结构产生的加速度可以忽略不计的如结构自重、住宅或办静态作用——作用。——公楼的楼面活荷载如吊车荷载、地震作用、使结构产生的加速度不可忽略不计的大型动力设备的作用、动态作用——作用。在结构分析时一般均应考虑其——高耸结构上的风荷载等。动力效应。上述各种作用作用

4、在结构或结构构件上，由此在结构内产生的内力和变形（如轴力、剪力、弯矩以及挠度、转角和裂缝等）称为作用效应。当为直接作用时，称为荷载效应S2结构抗力R(resistance)结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应（即内力和变形）的能力。影响抗力的主要因素有：材料性能的不确定性——强度、变形模量等几何参数的不确定性——构件尺寸等计算模式的不确定性——抗力计算所采用的基本假设和计算公式不够精确等3结构的功能：结构设计的基本目的是：在一定的经济条件下，结构在预定的使用期限内满足设计所预期的各项功能。安全性：

5、结构在正常施工和使用时应能承受可能出现的各种荷载及外部变形作用，以及在偶然事件发生时及发生后能保持必需的整体稳定性。适用性：结构在正常使用时，有良好的工作性能。耐久性：结构在正常维护下，材料性能虽随时间变化，但仍能满足预定功能要求。4结构可靠性(reliability)及可靠度(degreeofreliability)结构可靠性是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。结构可靠度就是结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。规定的时间是

6、指设计使用年限。规定的条件是指正常设计、正常施工和正常使用的条件。预定功能指满足结构的安全性、适用性和耐久性要求。5设计基准期（designreferenceperiod)和设计使用年限(designworkinglife)设计基准期指为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数，它是结构可靠度分析的一个时间坐标。《统一标准》规定设计基准期为50年。设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。设计使用年限的概念不同

7、于实际寿命、耐久年限或设计基准期。《建筑结构可靠度设计统一标准》规定了各类建筑结构的设计使用年限。设计使用年限分类类别设计使用年限（年）示例15临时性结构225易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建筑物6结构的安全等级(safetyclass)结构的安全等级根据结构破坏可能产生的后果，即危及人的生命、造成的经济损失、产生社会影响等的严重程度确定。建筑结构的安全等级安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的房屋二级严重一般的房屋三级不严重次要的房屋建筑物中各类结构构件的安

8、全等级宜与整个结构的安全等级相同，但允许对部分结构构件根据其重要程度和综合效益进行适当的调整。7混凝土结构构件设计计算方法(calculationmethodfordesign)容许应力法：最早的计算理论，沿用弹性理论假设。破坏阶段法：与容许应力法的主要区别是在考虑材料塑性性能的基础上，按破坏阶段计算构件截面的承载能力。极限状态设计法：明确规定结构按三种极限状态进行设计，是工程结构设计理论的重大发展。概率极限状态设计法：在极限状态设计法的基