結(jié)構設計原理課件-第3章(編輯修改稿)
2025-02-02 18:59 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 點的約束下間接產(chǎn)生的變形。 強迫結(jié)構產(chǎn)生 變形 。基礎的不均勻沉降，地震等。 外加變形 何為作用效應？ ? 作用效應 —— 結(jié)構對所受作用的反應：結(jié)構或者構件的內(nèi)力、變形等 。 PL/4 P 彎矩圖 剪力圖 P/2 P P/2 P 失效與失效概率： ? 失效 —— 指結(jié)構或結(jié)構的一部分不能滿足設計所規(guī)定某一功能要求，即達到或超過了承載能力極限狀態(tài)或正常使用極限狀態(tài)中的某一限值。 ? 失效概率 —— 作用效應 S和結(jié)構抗力 R都是隨機變量或隨機過程，因此要絕對地保證 R總是大于 S是不可能的?？赡艹霈F(xiàn) R小于 S的情況，這種可能性的大小用概率來表示就是 失效概率。 ( 0 )fP P Z R S? ? ? ?( 0 )rP P Z R S? ? ? ?? 失效概率 Pf —— 如下圖所示出現(xiàn) RS的概率，即圖中陰影部分的面積。 ? 可靠概率 Pr —— 出現(xiàn)結(jié)構滿足功能要求事件的概率，即 RS的概率， 圖中非陰影部分面積。 1frpp??兩者互補 ) ( z f Z z m Z f P Z 0 Z 0 r P 非陰影部分面積 陰影面積 Z = 0 可靠指標 ? 基本概念 ) ( z f Z z b? z m 0 ? z z f P ) , ( z z m N ? ? 設結(jié)構抗力 R和作用效應 S都服從正態(tài)分布，則結(jié)構功能函數(shù) Z=RS也必服從正態(tài)分布。在下圖所示的坐標系中，失效概率為： 20 11e xp22ZfZZZmP dz?????????????? ???????—— 為 Z的平均值； —— 為 Z的標準差。 Z?Zm Z 0 Z 0 現(xiàn)將 Z的正態(tài)分布 N( ， )轉(zhuǎn)化為標準正態(tài)分布 N(0,1)，引入標準化變量 t( =0, =1)，有 )( b???fP為什么常用 可靠指標 β來描述結(jié)構可靠度？ 21e x p 122ZZmZZfZzmmtP d t???????? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ? ??b ) ( t f T ) 1 , 0 ( N z z m z t ? ? ? 0 z z m ? / ? f P Zm Z?tm t?引入符號 β，令 zzmb??得 無量綱系數(shù) β稱為 可靠指標 ? 可靠指標用來描述結(jié)構可靠度的原因 % % % % % % % % % % % % % % fPb可靠指標與可靠度及失效概率關系 ? 如右圖所示，標準差 為常量時，β增加，概率密度曲線由于 的增加而向右移動， 即， 將變小，變?yōu)? ，結(jié)構可靠度增大。 39。fPz?zm fP fP?fP Zzm b??39。 (zm b增大后的值）)(zfzrP? 可靠指標是可靠度的度量，與其有一一對應的數(shù)量關系； 設某構件中某點抗力為 R，荷載效益應力為 S，已知 R和 S都服從正態(tài)分布，其平均值和標準差分別如下圖 所示，試求其可靠度。 222268590 37296431 4130RSZZ RSmmmb? ???? ? ?????? 算例 ? ? %fP b? ? ? ?? ?1 9%rfPP b? ? ? ? ?0 2 4 6 8 10 x 10 4 0 1 2 3 4 5 6 7 x 10 5 R, S / MPa S R f Z(Z) (68540, 6431) (37289, 4130) 失效概率： 可靠度： 可靠指標 目標可靠指標 ? 目標可靠指標 —— 用作公路橋梁結(jié)構和建筑結(jié)構設計依據(jù)的可靠指標。它主要是采用“校準法”并結(jié)合工程經(jīng)驗和經(jīng)濟優(yōu)化原則加以確定的。 ? 校準法 —— 就是通過對原有規(guī)范可靠度的反演計算和綜合分析，確定以后設計時所采用的結(jié)構構件的可靠指標。 167。 我國 《 公路橋涵設計規(guī)范 》 (JTG D622022)的計算原則 一、我國 《 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范 》規(guī)定的結(jié)構設計的 三種狀況： 持久狀況： 橋涵建成后承受自重、車輛荷載等作用持續(xù)時間很長的狀況。該狀況是指橋梁的使用階段。 —— 進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設計。 短暫狀況： 橋涵施工過程中承受臨時性（或荷載）的狀況，該狀況對應的是橋梁的施工階段，一般只進行承載能力極限狀態(tài)設計 偶然狀況： 在橋涵使用過程中偶然出現(xiàn)的狀況。（可能遇到地震等作用的狀況。 —— 只進行承載能力極限狀態(tài)設計 延性破壞 三 級 二 級 一 級 脆性破壞 安全等級 破壞類型 延性破壞 三 級 二 級 一 級 脆性破壞 安全等級 破壞類型 公路橋梁目標可靠指標 建筑結(jié)構目標可靠指標 —— 《 公路工程結(jié)構可靠度設計統(tǒng)一標準 》 （ GB/T502831999） —— 《 建筑結(jié)構可靠度設計統(tǒng)一標準 》 （ GB500682022） 二、公路橋涵結(jié)構的安全等級 ? 根據(jù)橋涵結(jié)構破壞所產(chǎn)生的后果的嚴重程度，可分為：一級、二級、三級。 公路橋涵結(jié)
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