结构可靠性设计基础教案_第3章_结构可靠性理论的基本概念ppt课件.ppt

《结构可靠性设计基础教案_第3章_结构可靠性理论的基本概念ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章结构可靠性理论的基本概念第三章结构可靠性理论的基本概念3.2结构的失效概率3.1结构可靠度的定义主要内容：3.3结构可靠指标3.4可靠指标的几何意义3.5可靠指标与安全系数的关系3.6可靠指标与分项系数的关系3.1结构可靠度的定义第3章结构可靠度理论的基本概念3.1结构可靠度的定义结构在规定的时间，在规定的条件，完成预定功能的能力。结构的可靠性，包括结构的安全性、适用性和耐久性。1.规定时间3.1.1结构的可靠性设计使用年限-设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预期目的使用的时期。-即房屋结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常维

2、护下所应达到的使用年限，如达不到这个年限则意味着在设计、施工、使用与维修的某一环节上出现了非正常情况，应查找原因。3.1结构可靠度的定义GB50068—2001规定：结构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结构设计基准期问题：设计基准期是否等于设计使用期？-确定结构荷载大小规定的一个时间标准。-建筑结构的设计基准期一般为30、50年3.1结构可靠度的定义2.规定条件正常设计正常施工正常使用不考虑人为错误3.预定功能极限承载能力要求结构适用性要求在

3、正常使用时具有良好的工作性能；结构整体承载能力要求遭受及其偶然的作用时，能保持必要的整体稳定性偶然作用如地震、龙卷风、爆炸（煤气或恐怖袭击）、火灾等结构的耐久性要求在正常维护下具有足够的耐久性。能承受正常施工和使用期间可能出现的各种作用。3.1结构可靠度的定义“极限状态”分类3.1.2极限状态、极限状态方程“极限状态”定义结构的极限状态结构失效的临界状态整个结构或结构的一部分超过某一特定状态(达到极限承载力；失稳；变形、裂缝宽度超过某一规定限制等)就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。(1)承载能力极限状态(2)正

4、常使用极限状态1.结构承载力极限状态的定义3.1.3结构的承载力极限状态结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形。承载能力极限状态标志（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳坏)，或因过度变形而不适于继续承载（3）结构转变为机动机构（5）地基丧失承载力而破坏（4）结构或结构构件丧失稳定性3.1结构可靠度的定义3.1结构可靠度的定义（1）影响正常使用或外观的变形2.正常使用极限状态结构或结构构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。正常使用极限状态标志（2）影响正常使用或耐久性的局部破

5、坏(包括裂缝)（3）影响正常使用的振动（4）影响正常使用的其它特定状态（例：渗漏、腐蚀、冻害等)保证结构或构件的适用性、耐久性。3.1结构可靠度的定义安全状态极限状态失效状态3.1.4极限状态方程（功能函数）基本变量:作用效应S、结构抗力R--随机变量结构的功能函数结构的极限状态方程SRZ=R-S=0Z>0可靠区Z<0失效区01.综合变量情况极限状态方程与极限状态相对应对于某一极限状态，可以有不同的极限状态方程不同的极限状态对应不同的极限方程Z为安全余量极限状态方程的特点3.1结构可靠度的定义2.基本变量情况一般情况下，结构的随机变量：重力

6、荷载、楼面活荷载、风荷载；材料强度、截面尺寸等。功能函数:这些变量构成一个向量极限状态方程:安全状态极限状态失效状态3.1结构可靠度的定义极限状态方程举例3.1结构可靠度的定义极限状态方程举例3.1结构可靠度的定义极限状态方程举例3.1结构可靠度的定义极限状态方程举例3.1结构可靠度的定义3.1结构可靠度的定义3.1.5结构可靠度1.结构的可靠度定义功能函数：是与结构可靠度计算有关的随机变量Z是随机变量，假定其概率密度函数为则结构的安全概率为结构在规定的时间，在规定的条件，完成预定功能的概率－－结构的可靠度。则结构的失效概率为3.1结构可靠度的定义

7、结构可靠指标的定义：3.结构可靠指标2.安全概率和失效概率的关系:式中为正态分布函数的反函数。3.2结构的失效概率第3章结构可靠度理论的基本概念3.2结构的失效概率3.2.1多变量情况失效概率1.功能函数为n维随机向量假定随机向量的联合概率密度函数为2.计算公式为结构的失效域变量独立时对于各项设计参数已经确定的结构，若只是为了检查它的安全可靠性是否足够，就可用上述公式计算失效概率，并以此概率值是否小到工程能够接受的程度作为可靠与否的判断准则。按上述计算公式开展的概率设计方法，称为水准3的概率极限状态设计法，亦称“全概率法”。3.2结构的失效概率但

8、是当功能函数中含有多个基本随机变量，或功能函数为非线性函数时，上述计算就变得十分复杂，甚至难于求解。因此，人们并不用这种直