第二章 结构设计方法概率极限状态设计法ppt课件.ppt

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1、2结构设计方法—概率极限状态设计法第一类问题，混凝土结构设计时，应当遵循的基本计算原则第二类问题，混凝土结构设计时的具体计算方法和构造措施2.1结构设计要求与极限状态2.1.1结构上的作用、作用效应和结构抗力1、作用使结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。直接作用：直接施加在结构上的荷载。间接作用：引起结构外加变形和约束变形的其他作用2021/8/71第二章概率极限状态设计法荷载分类永久荷载：在结构设计使用期间，其值不随时间而变化。或其变化与平均值相比，可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。可变荷载：在结构设计基准期内，其值随时间而变化。其变

2、化与平均值相比，不可忽略的荷载。偶然荷载：在结构设计基准期内，不一定出现。但是，一旦出现，其值很大且持续时间很短的瞬时荷载。2021/8/72第二章概率极限状态设计法《建筑结构荷载规范》（GBJ5009-2001）规定：永久荷载标推值：可以根据结构的设计尺寸和材料的重力密度确定。可变荷载标推值：是一个随机变量，原则上可用它的统计分布来描述，由设计使用年限内最大荷载概率分布的某个分位值确定。《建筑结构荷载规范》采用的是经验值。2、荷载的标准值荷载标准值是荷载的基本代表值。实际作用在结构上的荷载的大小，具有不确定性，应当按随机变量，采用数理统计的方法加以处理。这

3、样确定的、具有一定概率的最大荷载值，称为荷载标推值。2021/8/73第二章概率极限状态设计法3、作用效应由施加在结构构件上的作用（如，荷载、地震、温度、不均匀沉降等因素），在结构内所产生的内力和变形（如轴力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等），统称为作用效应。用S表示。当作用为直接作用（即荷载）时，其效应也可称为荷载效应。作用与作用效应之间，或荷载与荷载效应之间，通常存在某种关系。荷载Q与荷载效应S之间，一般可近似按线性关系考虑，即常数C为荷载效应系数。荷载Q与荷载效应S，通常都是不确定的随机变量。2021/8/74第二章概率极限状态设计法4、结构（或

4、结构构件）抗力整个结构或结构构件承受内力和变形的能力（如构件的承载能力、刚度等），用R表示。结构（构件）抗力是材料性能（强度、变形模量等物理力学性能）、几何参数以及计算模式的函数。考虑到材料的变异性、结构或构件几何特征的不确定性、计算模式的不确定性，所以，由这些因素综合而成的结构（构件）抗力也是一个随机变量。2021/8/75第二章概率极限状态设计法2.1.2结构的功能要求1、结构的功能要求结构的可靠性安全性。结构应能承受正常施工、正常使用时可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用。在偶然荷载（如地震、强风）作用下或偶然事件发生时和发生后、仍能保持整体

5、稳定性，不发生倒塌。适用性。结构在正常使用荷载作用下，具有良好的工作性能，如，不发生影响正常使用的过大变形和振幅，或引起使用者不安的裂缝宽度。耐久性。结构在正常使用和正常维护条件下，在规定的使用期限内，应有足够的耐久性，如不发生由于保护层碳化或裂缝宽度开展过大导致钢筋的锈蚀，不发生混凝土严重风化、腐蚀、老化而影响结构的使用有命。结构在规定的时间内（如设计基准期为50年），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和正常维修）完成预定功能的能力。结构基本功能2021/8/76第二章概率极限状态设计法2、结构的安全等级建筑物的重要程度和安全等级，是根据其用途决

6、定的。安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的建筑物二级严重一般的建筑物三级不严重次要建筑物2021/8/77第二章概率极限状态设计法3、结构的使用年限计算结构可靠性所依据的年限，称为结构的设计使用年限。结构的设计使用年限，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。各类工程结构的设计使用年限是不应统一的，可按《建筑结构可靠度设计统—标准》确定。一般建筑结构的设计使用年限可为50年。注意，结构的设计使用年限虽与其使用寿命有联系，但不等同。超过设计使用年限的结构并不是不能使用，而是指它的可靠性降低了。2021/8/78第二章概率极限

7、状态设计法2.1.3结构功能的极限状态结构在使用期间的工作情况，称为结构的“工作状态”。结构能够满足功能要求而良好地工作，称为结构“可靠”或“有效”。反之则称结构“不可靠”或“失效”。区分结构工作状态的可靠与失效的标志是“极限状态”。整个结构物或结构物的一部分构件，超过某一特定状态（如，达到极限承载能力，失稳、变形、裂缝宽度超过规定的限值等），就不能满足设计规定的上述功能要求之一时，此特定状态称为该功能的极限状态。结构的极限状态分成二类：承载能力极限状态正常使用极限状态2021/8/79第二章概率极限状态设计法承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载能力

8、或出现不适于继续承载的变形。当出现下列状态之一时，就