結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 01:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 寸等因素引起的材料強度的不確定性。 鋼筋強度 —— 正態(tài)分布 混凝土強度 —— 正態(tài)分布 某鋼廠鋼材屈服強度統(tǒng)計資料 某預(yù)制構(gòu)件廠對某工程所作使塊的統(tǒng)計資料 第 2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 第 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 荷載和材料強度的取值 4 材料強度標(biāo)準(zhǔn)值 (characteristic value of a material strength) 鋼筋和混凝土的強度標(biāo)準(zhǔn)值 是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)設(shè)計時采用的材料 強度基本代表值 。材料強度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)符合規(guī)定質(zhì)量的材料強度的概率分布的某一分位值確定。 材料強度標(biāo)準(zhǔn)值的概率含義 鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值 混凝土的強度標(biāo)準(zhǔn)值 具有 95%保證率的強度值 具有不小于 95%保證率的強度值 —— —— ffkf ??? ??第 2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 第 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 概率極限狀態(tài)設(shè)計法 1 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) (limit state) 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的 極限狀態(tài) 。極限狀態(tài) 實質(zhì) 上是 區(qū)分結(jié)構(gòu)可靠與失效 的界限。 極限狀態(tài)分為兩類： 承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài) —— 安全性 —— 適用性、耐久性 通常對結(jié)構(gòu)構(gòu)件先按承載能力極限狀態(tài)進行承載能力計算，然后根據(jù)使用要求按正常使用極限狀態(tài)進行變形、裂縫寬度或抗裂等驗算。 第 2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 第 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 概率極限狀態(tài)設(shè)計法 2 結(jié)構(gòu)的設(shè)計狀況 （ design situation) 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)在施工和使用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分下列三種 設(shè)計狀況 ： 持久狀況 短暫狀況 偶然狀況 在結(jié)構(gòu)使用過程中一定出現(xiàn)，持續(xù)時間較長的狀況 在結(jié)構(gòu)施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設(shè)計使用年限相比持續(xù)時間很短的狀況 在結(jié)構(gòu)使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期很短的狀況 均應(yīng)進行 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計；對偶然狀況，允許主要承重結(jié)構(gòu)因出現(xiàn)設(shè)計規(guī)定的偶然事件而局部破壞，但其剩余部分具有在一段時間內(nèi)不發(fā)生連續(xù)倒塌的可靠度；對持久狀況，尚應(yīng)進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計；對短暫狀況，可根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計 — — — — — — 第 2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 第 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 概率極限狀態(tài)設(shè)計法 3 結(jié)構(gòu)的功能函數(shù) (performance function)和極限狀態(tài)方程(limit state equation) 按極限狀態(tài)方法設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，要求所設(shè)計的結(jié)構(gòu)具有一定的預(yù)定功能，這可用包括各有關(guān)變量在內(nèi)的結(jié)構(gòu)功能函數(shù)來表達(dá)，即 12( , , , )nZ g X X X?12( , , , ) 0nZ g X X X??—— 極限狀態(tài)方程 當(dāng)功能函數(shù)中僅包括作用效應(yīng) 和結(jié)構(gòu)抗力 兩個基本變量時，可得 ( , )Z g R S R S? ? ?RS 當(dāng) 時， 0Z? 結(jié)構(gòu)處于 可靠 狀態(tài) 當(dāng) 時， 當(dāng) 時， 結(jié)構(gòu)處于 失效 狀態(tài) 結(jié)構(gòu)處于 極限 狀態(tài) —— 功能函數(shù) 0Z?0Z?結(jié)構(gòu)所出的狀態(tài) 第 2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 第 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 概率極限狀態(tài)設(shè)計法 4 結(jié)構(gòu)的失效概率 (probability of failure) fp 由于作用效應(yīng) 和結(jié)構(gòu)抗力 都是隨機變量或隨機過程，因此要絕對地保證 總是大于 是不可能的。 RSSR 由圖可見，在多數(shù)情況下， 大于 。但是，由于 和 的離散性，在它們概率密度曲線的重疊區(qū)（陰影段內(nèi)）仍有可能出現(xiàn) 小于 的情況，這種可能性的大小用概率來表示就是失效概率 。 R RRS SSfp 和 的概率密度曲線 R S第 2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 第 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 概率極限狀態(tài)設(shè)計法 當(dāng)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)中 僅有 兩個獨立的隨機變量 和 ，且都服從 正態(tài)分布 時，功能函數(shù) 的概率密度曲線如圖所示。 ZR S 功能函數(shù)的概率密度曲線 結(jié)構(gòu)的失效概率可直接通過 的概率（圖中陰影面積）來表達(dá)，即 0f ( 0 ) ( )ZZp P Z f Z d Z ?? ?????? ? ? ? ??????0Z?4 結(jié)構(gòu)的失效概率 (probability of failure) fpΦ（ ） —— 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù) 第 2章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 第 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原理 概率極限狀態(tài)設(shè)計法 5 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo) (reliability index) 令 22RSZZ RS????? ??????則 f ()ZZp ?? ? ?????
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