【文章內(nèi)容簡介】 0?? ????? SRSR SRZ ????第八講： 計算原則（ 20/28） 四、設(shè)計計算原則（ 10/11） (3)計算方法之二： 驗算點法介紹 ?中心點法的缺陷：非正態(tài)分布 ？ 非線形方程 ？ 誤差 ！ ?處理辦法：對中心點法進行了改進 ?簡單分析 ：僅考慮兩個相互獨立的正態(tài)分布變量 R和 S 極限狀態(tài)方程為： 標準化變換 ， 令 以 和 表述的極限狀態(tài) ROθ R∧S∧*θ Sβ39。R∧*P*S∧極限狀態(tài)線0?? 222222 ????????SRSRSRSSRR SR??????????0?c o s?c o s ??? ??? SR SR第八講： 計算原則（ 21/28） 四、設(shè)計計算原則（ 11/11） 即： ?可靠指標的實質(zhì)：標準正態(tài)坐標系中原點到極限狀態(tài)方程直線的最短距離 。 ?驗算點定義： P點 ?非正態(tài)變量的當量正態(tài)化原則 ?在驗算點處 ， 當量前后分布函 數(shù)值相等；當量前后概率密度 函數(shù)值相等 。 第八講： 計算原則（ 6） 下一講的主要內(nèi)容 近似概率的設(shè)計表達式 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 九 講 主講教師： 曹雙寅 舒贛平 東南大學(xué)遠程教育 第九講：計算原則（ 7） 上一講的主要內(nèi)容 驗算點法的原理 是對中心點法的修正： 對非正態(tài)變量等效正態(tài)化； 通過數(shù)學(xué)變化尋找驗算點； 驗算點法的特點 計算結(jié)果比較準確； 計算復(fù)雜，與隨機變量的分布有關(guān)； 當隨機變量為正態(tài)分布，功能函數(shù)是線形方程時，計算 結(jié)果和中心點法相同。 2222 )()( SSRRSSRSR ??????????? ??????22SRSRZZ???????????第九講： 計算原則（ 22/28） 五、近似概率法設(shè)計表達式 (1/6) 一般方法 (1)結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計需要解決的問題： ?理論模式問題：失效標準、概率模式和計算方法等。 ?社會認同問題：設(shè)計可靠指標的取值能否被社會接受。 ?應(yīng)用方法問題：所采用的設(shè)計表達式的形式問題。 (2)安全系數(shù)法簡單示例： ?設(shè) Z只有兩個獨立的正態(tài)變量 R和 S， 根據(jù)定義 得： 22)(1SSRRSR ??????? ???222222211RSRSRSR??????????????kk SRK ?)1()1(112222222SSRRRSRSRK???????????????????kK RKS ?第九講： 計算原則（ 23/28） 五、近似概率法設(shè)計表達式 (2/6) 即 解得： ?定義安全系數(shù)： 則： ?安全系數(shù)法設(shè)計表達式： SSRRSRSRSR ?? ???? ??????????? ??????? )(22SSRR ???????? )1()1( ???KSRK SR ?? ?/)(2 SQSGRSQSGR ????? ????? ?????SQSQSGSGRR ??????????? ? )1()1()1( 22 ?????QKSQSQSQGKSGSGSGKRRR SSR????????????? ? ?????????111111 22RKKKGG RQCGC ??? /??第九講： 計算原則（ 24/28） 五、近似概率法設(shè)計表達式 (3/6) (3)分項系數(shù)法簡單示例 ?當功能函數(shù)有兩個隨機變量 R和 S時 整理可得： 以標準值代入整理得： ?當功能函數(shù)有三個隨機變量 R和 SG和 SQ時 整理可得 以標準值代入 : ?分項系數(shù)法設(shè)計表達式 第九講： 計算原則（ 7） 下一講的主要內(nèi)容 現(xiàn)行設(shè)計表達式 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 十 講 主講教師： 曹雙寅 舒贛平 東南大學(xué)遠程教育 kK RKS ?RKKKGG RQCGC ??? /??第十講：計算原則（ 8） 上一講的主要內(nèi)容 安全系數(shù)法 經(jīng)過變化設(shè)計表達式可以表示成： 安全系數(shù) K與可靠指標和隨機變量的數(shù)字特征有關(guān) 分項系數(shù)法 經(jīng)過變化設(shè)計表達式可以表示成： 分項系數(shù)法與可靠指標和隨機變量的數(shù)字特征有關(guān)。 RS ?0?,. .. .. ),(.. .. .),( kkKR afRafRR ?? ?)( 2111 ????? ni iKCiQiQiKKGG QCQCGCS ????第十講： 計算原則（ 25/28） 五、近似概率法設(shè)計表達式 (4/6) 我國現(xiàn)行規(guī)范采用的基本設(shè)計表達式 (1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達式 ?組合情況： ?基本組合：永久荷載和最大的可變荷載以標準值作為 代表值 ， 其它可變荷載以組合值為代表值 。 ?偶然組合 ?基本組合承載能力設(shè)計采用下列設(shè)計表達式： ][. .. .. . .),( skksss UafSUU ??????? ni iKQiCikQKGs QCQCGCS 211 ?][. .. . .. . ),( lkklll UafSUU ?????? ni iKQiqiKGl QCGCS 1?第十講： 計算原則（ 26/28） 五、近似概率法設(shè)計表達式 (5/6) (2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達式 ?組合情況： ?短期效應(yīng)組合 ?長期效應(yīng)組合 ?在作用的短期效應(yīng)組合作用下的設(shè)計表達式： ?在作用的長期效應(yīng)組合作用下的設(shè)計表達式： *** RSS QG ??RQKQGKG RSS ??? /??0?G? Q?第十講： 計算原則（ 27/28） 五、近似概率法設(shè)計表達式 (6/6) 分項系數(shù)的確定 (1)確定的原則：以驗算點法為基礎(chǔ) (2)方 法： ?在驗算點處將極限狀態(tài)方程轉(zhuǎn)化為分項系數(shù)表達的方程 ?對于驗算點法 ?對于分項系數(shù)法 ?等價求分項系數(shù)。 ?確定原則： ?對不同材料 、 荷載和結(jié)構(gòu) ， 取統(tǒng)一值； ?在各項標準值等給定的前提下 ， 誤差最小 。 (3)優(yōu)化結(jié)果 ?荷載分項系數(shù) =, = ?結(jié)構(gòu)抗力分項系數(shù) :進一步分離成材料強度分項系數(shù) ?結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) =, 第十講： 計算原則（ 28/28） 本章要點（ 1/1） 了解結(jié)構(gòu)荷載 、 荷載效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力的隨機性； 掌握荷載 、 材料強度的代表值； 掌握結(jié)構(gòu)的功能 、 極限狀態(tài)等基本概念； 理解結(jié)構(gòu)可靠性的概念和原理 ， 掌握可靠度指標概念和取值； 了解可靠性設(shè)計的一般設(shè)計方法和設(shè)計基本表達式； 掌握以概率為基礎(chǔ)的分項系數(shù)設(shè)計表達式； 理解分項系數(shù)的概念 ， 熟悉分項系數(shù)的種類和取值 。 東南大學(xué)遠程教育 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 十 一 講 主講教師： 曹雙寅 舒贛平 第 11講： 材料的性能 (1/34) 內(nèi)容提要 ? 一、鋼材的物理力學(xué)性能 ? 二、混凝土的物理力學(xué)性能 ? 三、砌體的材料及力學(xué)性能 ? 四、本章要點 第 11講： 材料的性能 (2/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能（ 1/13） 簡單應(yīng)力下鋼材的性能 (1)鋼材的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 ?曲線形式： ?有明顯流幅的： 彈性 、 屈服 、 強化和頸縮階段 ?沒有明顯流幅的： 沒有明顯的屈服階段 ?曲線簡化 ： 屈服前：完全彈性的； 屈服后：完全塑性的。 第 11講： 材料的性能 (3/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能（ 2/13） (2)鋼材的強度指標 ?屈服強度 ：設(shè)計時鋼材允許達到的最大應(yīng)力 ?有明顯流幅的鋼材：取屈服點的應(yīng)力； ?無有明顯流幅的鋼材：取條件屈服強度 。 ?條件屈服強度：殘余應(yīng)變?yōu)?%對應(yīng)的應(yīng)力 。 ?極限強度 ：材料能承受的最大應(yīng)力反映安全儲備 ?屈強比 ：屈服強度 /極限強度 (3)鋼材的塑性指標 ?伸長率 ：拉斷后構(gòu)件伸長率 ?截面收縮率 ：拉斷后面積縮小率 ?冷彎性能 ：以冷彎的角度來衡量 第 11講： 材料的性能 (4/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能（ 3/13） 復(fù)雜應(yīng)力下鋼材的性能 (1)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的屈服條件 ?判別方法 ：用能量理論建立屈服條件 ， 用折算應(yīng)力判別 ?當 時 ， 鋼材沒有屈服 ?當 時 ， 鋼材屈服 。 ?折算應(yīng)力 ?以主應(yīng)力表示： ?以應(yīng)力分量表示 yzs f??zs?213232221 )()()[(21 ??????? ??????zs)(3)( 222222 zxyzxyxzzyyxzyxzs ????????????? ?????????yzs f??第 11講： 材料的性能 (5/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能（ 4/13） ?分析結(jié)果 ： ?主應(yīng)力同號時 ， 不易屈服 ， 塑性下降 ， 越接近越明顯 。 ?主應(yīng)力異號時 ， 易屈服 ， 破 壞呈塑性 ， 差別越大越明顯 。 (2)反復(fù)荷載下鋼材的疲勞 ?疲勞破壞 ：在低于強度的應(yīng)力反復(fù)作用下，所發(fā)生破壞。 ?疲勞破壞特點 ： ? 包括裂紋形成 ， 緩慢發(fā)展和迅速斷裂三個過程 ? 沒有明顯的變形 ， 脆性破壞 第 11講： 材料的性能（ 1） 下一講的主要內(nèi)容 反復(fù)荷載下鋼材的疲勞 影響鋼材性能的一般因素 東南大學(xué)遠程教育 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 第 十二 講 主講教師： 曹雙寅 舒贛平 第 12講： 材料的性能 （ 2） 上一講的主要內(nèi)容 鋼材的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 有明顯流幅的鋼材和沒有明顯流幅的鋼材 鋼材的強度指標 屈服強度 、 極限強度和屈強比 鋼材的塑性指標 伸長率 、 截面收縮率和冷彎性能 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的屈服條件 第 12講： 材料的性能 (5/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能（ 4/13） ?分析結(jié)果 ： ?主應(yīng)力同號時 ， 不易屈服 ， 塑性下降 ， 越接近越明顯 。 ?主應(yīng)力異號時 ， 易屈服 ， 破 壞呈塑性 ， 差別越大越明顯 。 (2)反復(fù)荷載下鋼材的疲勞 ?疲勞破壞 ：在低于強度的應(yīng)力反復(fù)作用下，所發(fā)生破壞。 ?疲勞破壞特點 ： ? 包括裂紋形成 ， 緩慢發(fā)展和迅速斷裂三個過程 ? 沒有明顯的變形 ， 脆性破壞 第 12講： 材料的性能 (6/34) 一、鋼材的物理力學(xué)性能（ 5/13） ?影響因素 ： ?荷載的的性質(zhì)：拉 、 壓 、 剪等 ?應(yīng)力循環(huán)特征： (應(yīng)力比 ) 靜載 （ =1） 同號循環(huán) （ 0） 脈沖循環(huán) (=0) 異號循環(huán) (0) 完全對稱循環(huán) （ 1） ?循環(huán)次數(shù) : 應(yīng)力比一定時 ， 疲勞強度與荷載的循環(huán)次數(shù)有關(guān) 。 m a xm in /??? ?第 12講： 材料的性能 (7/