混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則(編輯修改稿)
2025-02-15 03:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則 第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則 School of Civil Engineering And Architecture 結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不確定性 2)(81 lqgM ??★ 恒載 g與構(gòu)件尺寸、材料容重等有關(guān) ★ 活載 q（樓面活載、雪荷載）的數(shù)值是隨時在變化的 ★ 計算跨度 l 的不準確 ????????????? bfkAfkhAfMcsysyu120 )1(★ 材料強度 fy 和 fc 的離散 ★ 截面尺寸 h0和 b 的施工誤差 ★ 應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系參數(shù) k1 和 k2 uMM ?不一定安全（可靠） g+q 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則 第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則 School of Civil Engineering And Architecture 概率極限狀態(tài)設(shè)計方法 由于結(jié)構(gòu)工程中的不確定性，為取得安全可靠與經(jīng)濟合理的均衡，在設(shè)計中需要考慮這些不確定性的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計方法就是處理這種安全可靠與經(jīng)濟合理的矛盾。 ◆ 容許應(yīng)力設(shè)計法 kf?? ][??◎ 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能不是彈性的； ◎ 結(jié)構(gòu)中一點達到容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)即認為失效； ◎ 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)驗確定的，缺乏科學(xué)依據(jù)。 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則 第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則 School of Civil Engineering And Architecture ◆ 破損階段設(shè)計法 KMM u? 整個截面達到極限承載力才認為失效 ，考慮了材料塑性和強度的充分發(fā)揮，極限荷載可以直接由試驗驗證，構(gòu)件的總安全度較為明確。 ◎ 但 安全系數(shù) K仍然 憑經(jīng)驗確定， ◎ 沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求的問題。 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則 第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則 School of Civil Engineering And Architecture 結(jié)構(gòu)可靠度： 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率。 ◆ 極限狀態(tài)設(shè)計法 失效概率 失效 —— 指 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分 不能滿足 設(shè)計所規(guī)定的 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) 中的某一極限。 失效概率 －指 結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)下的概率 pf。 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)函數(shù) 又稱結(jié)構(gòu)功能函數(shù) 12( , , , )nZ g x x x?當 12( , , , ) 0nZ g x x x??時，結(jié)構(gòu)已達極限狀態(tài)，稱為 極限狀態(tài)方程 。 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則 第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則 School of Civil Engineering And Architecture 結(jié)構(gòu)功能的表達 (極限狀態(tài)方程） Z=RS0, 或 S R 可靠 Z=RS=0, 或 S = R 極限狀態(tài) 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) 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則 第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則 School of Civil Engineering And Architecture 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。 標準差 σS、 σR 平均值分別為 μS、 μR 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則 第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則 School of Civil Engineering And Architecture 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，與失效概率 pf之間有一一對應(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 ，標準差 σS、 σR。 令 Z=RS Z是服從正態(tài)分布的隨機變量 可靠指標 reliability index 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則 第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則 School of Civil Engineering And Architecture 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 reliability index ◆ b?=， Pf= 104，按設(shè)計基準期 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，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)，當為延性破壞時，其可靠指標取 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。 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則 第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則 School of Civil Engineering And Architecture 目標可靠指標 結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，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)計所達到的可靠指標，稱為 目標可靠指標 。 破壞類型 安全等級 一級 二級 三級 延性破壞 脆性破壞 第二章 混凝土結(jié)構(gòu)基本設(shè)計原則 第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則 School of Civil Engineering And Architecture 荷載的標準值 荷載的分類 又稱恒荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用期間，其值不隨時間而變化，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)計使用
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