結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(ppt53)-經(jīng)營管理(編輯修改稿)
2024-09-19 18:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 指標(biāo) bk，由極限狀態(tài)方程和抗力 R及荷載效應(yīng) S的統(tǒng)計參數(shù) ， 用驗算點法求出抗力平均值 ， 再根據(jù)抗力統(tǒng)計分析所求得的 KR， 進(jìn)而求出抗力標(biāo)準(zhǔn)值 RK，最后根據(jù)抗力標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行截面估算和配筋 。 承受恒載和樓面活荷載的鋼筋混凝土軸心受壓短柱，已知恒載產(chǎn)生的軸向力 NG為正態(tài)分布，活載產(chǎn)生的軸向力 NL為極值 Ⅰ 型分布，截面承載能力（抗力） R為對數(shù)正態(tài)分布，統(tǒng)計參數(shù)分別為 mNG＝636kN， VNG＝ ， mNL＝ 840kN， VNL＝ ， VR＝ ，極限狀態(tài)方程為 Z＝ g(R, NG, NL)=R－ NG－ NL＝ 0， 試求目標(biāo)可靠指標(biāo) b=mR 。若又知 KR=, C30混凝土， Ⅱ 級鋼筋，試設(shè)計截面尺寸和配筋。 例 1： 〔 解 〕 由第三章例題 ， 已由驗算點法求得當(dāng) bk＝ mR＝ 。 現(xiàn)在由于 KR=， 故： RK=mR/KR＝ 設(shè)柱截面尺寸為 35cm 35cm， 則所需鋼筋截面面積 As’為： 2 34003535175288230 39。39。cmfbhfRAycks??????二、截面復(fù)核 復(fù)核步驟為根據(jù)已知的設(shè)計基本變量的概率分布和統(tǒng)計參數(shù) ， 由極限狀態(tài)方程 ， 應(yīng)用驗算點法求出可靠度指標(biāo) b值 。 如果 b≥ bk， 則截面是安全的 ， 反之則不安全 。 例 2： 已知鋼筋混凝土短柱的截面尺寸 b＝30cm,h=50cm,配筋率 m’=,C30混凝土 ，Ⅱ 級鋼筋 ， 荷載效應(yīng)總標(biāo)準(zhǔn)值 Nk＝ 2187kN，活載效應(yīng)與恒載效應(yīng)的比值為 r＝ NLk/NGk＝ 1,KG=,KL=,VNG=,VNL=，隨機(jī)變量分布類型與第三章例子相同 ， 試復(fù)核該截面面積是否安全 。 〔 解 〕 按近似概率法復(fù)核： 由于已知 r＝ 1,NK=2187 則有 NGK=NLK=2187/2=， 因為 KG=,KL=， 故可得 mNG＝ KGNGK= = mNL＝ KLNLK= = 又因 VNG=， VNL=， 故有： sNG＝ KG mNG= ＝ sNL＝ KL mNL= =222 根據(jù)第四章抗力的統(tǒng)計分析 ， 可求得 mR＝ 456KN， sR＝ 極限狀態(tài)方程為： Z=g(R,NG,NL)＝ RNGNL=0 現(xiàn)在已經(jīng)知道了各個統(tǒng)計參數(shù) ， 所以可以利用驗算點法 ， 經(jīng)四次或五次迭代 ， 求得安全指標(biāo) b＝ bk =,故截面安全 。 （ 鋼筋混凝土軸心受壓短柱為脆性破壞構(gòu)件 ， 在安全等級為二級的情況下 ，有 bk =。 ） 驗算點法詳細(xì)計算過程見第三章例題 。 實用設(shè)計表達(dá)式 對于十分重要的工程結(jié)構(gòu) ， 如原子能反應(yīng)堆 、 海上石油鉆井平臺等的設(shè)計 ， 已開始采用近似概率極限狀態(tài)法直接進(jìn)行設(shè)計或可靠度校核 。 但是對于一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件 ， 由于計算工作量太大 ， 故目前直接利用近似概率極限狀態(tài)法進(jìn)行設(shè)計或可靠度校核是不實用的 。 目前的做法是在設(shè)計驗算點 P*處 ， 將極限狀態(tài)方程轉(zhuǎn)化為設(shè)計人員所習(xí)慣的以基本變量標(biāo)準(zhǔn)值和分項系數(shù)形式表達(dá)的極限狀態(tài)實用設(shè)計表達(dá)式 ， 其中各個分項系數(shù)的取值是以近似概率法來確定的 。 例如對于僅有恒載效應(yīng) SG和一種可變荷載效應(yīng) SQ的情況 ， 在驗算點 P*處極限狀態(tài)方程可寫成： ? ?? ?結(jié)構(gòu)抗力?？勺兒奢d效應(yīng)和應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值計算的恒載效分別為按規(guī)范規(guī)定抗力分項系數(shù)；可變荷載和結(jié)構(gòu)分別為恒載式中，設(shè)計表達(dá)式有：而按照規(guī)范的分項系數(shù),,2/1***KQKGKRQGRKQKQGKGQGRSSRSSRSS?????? ??????????為使上兩式等價 ， 必需滿足： ***,RRSSSSKRQKGKGG??????即如果滿足上式 ， 則按 （ 2） 式設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)件與采用近似概率法 （ 1） 式設(shè)計效果是一致的 。 從上式也可看出各個分項系數(shù)值取決于驗算點 SG*、 SQ*和 R*的值 ， 而 SG*、 SQ*、 R*不僅與設(shè)計可靠指標(biāo) bk有關(guān) ， 也與極限狀態(tài)方程中的各個基本變量的統(tǒng)計特征有關(guān) 。 亦即為了使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)符合預(yù)先給定的可靠度指標(biāo) ， 當(dāng)荷載效應(yīng)比 r改變時 ， 各個分項系數(shù)值也必須隨之改變 。 如果采用隨 r變化的分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式 ， 實用上很不方便 。 所以必須選擇出最佳的一組 ?G、 ?Q、 ?R， 使由此設(shè)計表達(dá)式設(shè)計的結(jié)構(gòu)的可靠度指標(biāo)與規(guī)范規(guī)定的 bk值在總體上差值最小 。 現(xiàn)行規(guī)范就是按照上述原則來給出實用設(shè)計表達(dá)式和確定各個分項系數(shù)的 。 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（ GB50068－ 2020） 對于承載能力極限狀態(tài) ， 在基本荷載組合下 ， 給出下列實用設(shè)計表達(dá)式 （ 取最不利值 ） ： ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?cafRSSbafRSSaafRSSSkkRniiiCGKGkkRniiQCiQiGKGkkRniQCiQiGKGikikikK??????????,, ,0
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