混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法(1)(編輯修改稿)
2025-02-02 17:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 由于結(jié)構(gòu)工程中的不確定性，為取得安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的均衡，在設(shè)計(jì)中需要考慮這些不確定性的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法就是處理這種安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的矛盾。 ◆ 容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法 kf?? ][??◎ 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能不是彈性的； ◎ 結(jié)構(gòu)中一點(diǎn)達(dá)到容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)即認(rèn)為失效； ◎ 沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求； ◎ 安全系數(shù)是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，缺乏科學(xué)依據(jù)。 13 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 ◆ 破損階段設(shè)計(jì)法 KMM u? 整個(gè)截面達(dá)到極限承載力才認(rèn)為失效，考慮了材料塑性和強(qiáng)度的充分發(fā)揮，極限荷載可以直接由試驗(yàn)驗(yàn)證，構(gòu)件的總安全度較為明確。 ◎ 但 安全系數(shù) K仍然 憑經(jīng)驗(yàn)確定， ◎ 沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求的問題。 14 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 ◆ 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 除要求對承載力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還包括的撓度和裂縫寬度（適用性）的極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)。 對于承載力極限狀態(tài)，針對荷載、材料的不同變異性，不再采用單一的安全系數(shù)，而采用的多系數(shù)表達(dá)， )()( 0 ??? ，，， hbAkfkfMqkM ssskcckuikqi◎ 材料強(qiáng)度 fck 和 fsk 是根據(jù)統(tǒng)計(jì)后按一定保證率取其下限分位值，反映的材料強(qiáng)度的變異性。 ◎ 荷載值 qik 也盡可能根據(jù)各種荷載的統(tǒng)計(jì)資料，按一定保證率取其上限分位值。 ◎ 荷載系數(shù) kqi ， 材料強(qiáng)度系數(shù) kc 和 ks 仍按經(jīng)驗(yàn)確定，但對于不同荷載的變異大小，可取不同的荷載系數(shù)。 15 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 ◆ 以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 由于實(shí)際結(jié)構(gòu)中的不確定性，因此無論如何設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，都會有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。 為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小，采用概率方法是比較合理的。 失效概率越小，表示結(jié)構(gòu)可靠性越大。因此，可以用失效概率來定量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小。 結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量稱為 結(jié)構(gòu)可靠度 reliability degree。 當(dāng)失效概率 Pf小于某個(gè)值時(shí)，人們因結(jié)構(gòu)失效的可能性很小而不再擔(dān)心，即可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是可靠的。該失效概率限值稱為 容許失效概率 [Pf]。 失效概率 probability of failure Pf = P (S R) 16 f (Z)b?zmzPfZ = R S第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 結(jié)構(gòu)功能函數(shù) Z = R S Pf =P (S R) =P(Z 0) ZZfP m?b ??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 5b?— 可靠指標(biāo) reliability index 17 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 ◆ 根據(jù)統(tǒng)計(jì)，觸電的年死亡率為 6 106 ◆ 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?=，對脆性破壞取 b?=。 ◆ 對于重要的工程結(jié)構(gòu)，應(yīng)提高可靠指標(biāo)。 18 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 由于 β 值大， Pf就小，所以 β 和失效概率 Pf一樣，可作為衡量結(jié)構(gòu)可靠度的一個(gè)指標(biāo)，稱 β 為結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，不能對所有構(gòu)件的可靠指標(biāo)都定得很高，這是不經(jīng)濟(jì)的。要使所設(shè)計(jì)的構(gòu)件
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