【文章內(nèi)容簡介】 Z=RS0, 或 S R 失效 極限狀態(tài)方程 Z=0或 RS=0 R S Z0失效區(qū) Z0可靠區(qū) 重疊區(qū)的大小反映了抗力 R和荷載效應(yīng) S之間的概率關(guān)系，即結(jié)構(gòu)的失效概率 從結(jié)構(gòu)安全的角度， 提高 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的 抗力 R， 減小 抗力 R和荷載效應(yīng) S的 離散程度 ，可以 提高 結(jié)構(gòu)的 可靠程度 ，即 提高 μR－ μS，減小 σR 、 σS可使 失效概率降低 。 f(r,s) S ， R S R μS μR mRmS 結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)下的概率，稱為可靠概率 ps， ps=1pf。 標(biāo)準(zhǔn)差 σS、 σR 平均值分別為 μS、 μR f (Z) b? z m z p f Z = R S Z0 則 pf =P (Z0) =P(R S) ? ??? 0 )( dzZfZZfp ?mb ??22SRSR??mm???b稱為可靠指標(biāo)，與失效概率 pf之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。 22SRZSRZ???mmm????設(shè) S、 R都服從正態(tài)分布，平均值為 μS、 μR ，標(biāo)準(zhǔn)差 σS、 σR。 令 Z=RS Z是服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量 可靠指標(biāo) reliability index b? 值 2. 7 3. 2 3. 7 4. 2 失效概率 P f 3. 5 10 3 6. 9 10 4 1. 1 10 4 1. 3 10 5 b?— 可靠指標(biāo) reliability index ◆ b?=， Pf= 104，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期 50年考慮，年失效概率為 104/50= 106 ◆ 50年后并不是結(jié)構(gòu)就失效，而是失效概率增加。同時(shí)，結(jié)構(gòu)失效也并不表示結(jié)構(gòu)倒塌，結(jié)構(gòu)倒塌也不一定造成人員傷亡。 ◆ 我國對(duì)于一般工程結(jié)構(gòu)，當(dāng)為延性破壞時(shí)，其可靠指標(biāo)取 b?=，對(duì)脆性破壞取 b?=。 ◆ 對(duì)于重要的工程結(jié)構(gòu)，應(yīng)提高可靠指標(biāo)。 目標(biāo)可靠指標(biāo) 結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，要保證其完成預(yù)定功能的概率不低于某一允許水平而要求設(shè)計(jì)所達(dá)到的可靠指標(biāo)，稱為 目標(biāo)可靠指標(biāo) 。 破壞類型 安全等級(jí) 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 延性破壞 脆性破壞 荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 荷載的分類 又稱恒荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間，其值不隨時(shí)間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略的荷載，如結(jié)構(gòu)的自重、土壓力，固定設(shè)備等； 又稱活荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間其值隨時(shí)間而變化，如樓面堆放荷載、吊車荷載、靜水壓力、風(fēng)荷載、雪荷載等； 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載，如爆炸力、撞擊力等； 按隨時(shí)間的變異性和出現(xiàn)的可能性： 永久荷載 Gk Permanent load 可變荷載 Qk Variable load 偶然荷載 Accidental load 荷載的代表值 荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的 基本代表值 。 指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間的正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值， 采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法確定的具有一定概率 的 最大荷載值 稱為荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 Sk。 ?永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Gk，可按結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)尺寸 ak和結(jié)構(gòu)材料的標(biāo)準(zhǔn)重力密度計(jì)算得到。 ?可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載概率分布的某一分位值確定。 一 . 荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 Sk k Q Q m ? ???可變荷載的 最大值并非長期作用于結(jié)構(gòu) 之上，在考慮荷載長期效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)對(duì)其 標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減 。 可變荷載在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一半的荷載值，為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載準(zhǔn)永久值系數(shù) 。 二 . 荷載準(zhǔn)永久值 四 .可變荷載的組合值 三 . 荷載頻遇值 指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越時(shí)間為較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。 結(jié)構(gòu)上多種可變荷載同時(shí)到達(dá)預(yù)計(jì)的最大概率是很小的，為了使結(jié)構(gòu)在兩種或兩種以上可變荷載作用時(shí)的情況與僅有一種可變荷載作用時(shí)具有大致相同的可靠指標(biāo)，引入了荷載組合系數(shù)，對(duì)同時(shí)作用的多種荷載進(jìn)行折減。 Sk f (S) ， f (R) S ， R Rk 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 Sk f (S) ， f (R) S ， R Rk 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 Sk f (S) ， f (R) S ， R Rk 設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn) S=R 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式 Pf = [ Pf] Sk f (S) ， f (R) S ， R Rk 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)荷載效應(yīng)的 基本組合 或 偶然組合 進(jìn)行，并以內(nèi)力和承載力的 設(shè)計(jì)值 來表達(dá)，其設(shè)計(jì)表達(dá)式為： γ0 S≤R γ0的確定 ?對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)、或設(shè)計(jì)使用年限為 100年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件， γ0 ≥。 ?安全等級(jí)為二級(jí)、或設(shè)計(jì)使用年限為 50年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件， γ0 ≥。 ?安全等級(jí)為三級(jí)、或設(shè)計(jì)使用年限為 5年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件， γ0 ≥。 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 S的確定 ? 考慮 永久性荷載 和 可變荷載 共同作用所得的結(jié)構(gòu)內(nèi)力值稱為結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合值。 ?對(duì)于基本組合， 荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值 S應(yīng)從下列組合值中取最不利值確定： （ 1） 由可變荷載效應(yīng)控制的組合： 1 1 12nG G k Q Q k Ci Q i ikiS C G C Q Q? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)， 基本組合可采用簡化 規(guī)則。 1) 由可變荷載效應(yīng)控制的組合： 當(dāng)僅有一個(gè)可變荷載時(shí) 2)由永久荷載效應(yīng)控制的組合： 1nG G k Q i c i Q i ikiS C G C Q? ? ???? ?10 .9nG G k Q i Q i ikiS C G C Q????? ?G G k Q Q kS C G C Q???? （ 1） 永久荷載的分項(xiàng)系數(shù) γG： 當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí) ?—— 對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制的組合，取 γG=； ?—— 對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合，取 γG=。 當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí) ?—— 一般情況下，取 γG=； ?—— 對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，取 γG= （ 2） 可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)： ?—— 當(dāng)可變荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力不利時(shí)，在一般情況下應(yīng)取 ； ?當(dāng)可變荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力有利時(shí)，應(yīng)取為 0。 ?—— 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于 4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載，取 γQ=。 ?永久荷載分項(xiàng)系數(shù)與永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的乘積，稱為永久荷載設(shè)計(jì)值；可