結構設計基本原理ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 01:48 本頁面
【文章內容簡介】 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 某預制構件廠對某工程所作使塊的統(tǒng)計資料 第 2章 結構設計基本原理 第 章 結構設計基本原理 荷載和材料強度的取值 4 材料強度標準值 (characteristic value of a material strength) 鋼筋和混凝土的強度標準值 是鋼筋混凝土結構按極限狀態(tài)設計時采用的材料 強度基本代表值 。材料強度標準值應根據符合規(guī)定質量的材料強度的概率分布的某一分位值確定。 材料強度標準值的概率含義 鋼筋強度標準值 混凝土的強度標準值 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 結構設計基本原理 第 章 結構設計基本原理 概率極限狀態(tài)設計法 1 結構的極限狀態(tài) (limit state) 整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(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 上是 區(qū)分結構可靠與失效 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 通常對結構構件先按承載能力極限狀態(tài)進行承載能力計算，然后根據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 結構設計基本原理 第 章 結構設計基本原理 概率極限狀態(tài)設計法 2 結構的設計狀況 （ design situation) 建筑結構設計時，應根據結構在施工和使用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分下列三種 設計狀況 ： 持久狀況 短暫狀況 偶然狀況 在結構使用過程中一定出現，持續(xù)時間較長的狀況 在結構施工和使用過程中出現概率較大，而與設計使用年限相比持續(xù)時間很短的狀況 在結構使用過程中出現概率很小，且持續(xù)期很短的狀況 均應進行 承載能力極限狀態(tài)設計；對偶然狀況，允許主要承重結構因出現設計規(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不發(fā)生連續(xù)倒塌的可靠度；對持久狀況，尚應進行正常使用極限狀態(tài)設計；對短暫狀況，可根據需要進行正常使用極限狀態(tài)設計 — — — — — — 第 2章 結構設計基本原理 第 章 結構設計基本原理 概率極限狀態(tài)設計法 3 結構的功能函數 (performance function)和極限狀態(tài)方程(limit state equation) 按極限狀態(tài)方法設計建筑結構時，要求所設計的結構具有一定的預定功能，這可用包括各有關變量在內的結構功能函數來表達，即 12( , , , )nZ g X X X?12( , , , ) 0nZ g X X X??—— 極限狀態(tài)方程 當功能函數中僅包括作用效應 和結構抗力 兩個基本變量時，可得 ( , )Z g R S R S? ? ?RS 當 時， 0Z? 結構處于 可靠 狀態(tài) 當 時， 當 時， 結構處于 失效 狀態(tài) 結構處于 極限 狀態(tài) —— 功能函數 0Z?0Z?結構所出的狀態(tài) 第 2章 結構設計基本原理 第 章 結構設計基本原理 概率極限狀態(tài)設計法 4 結構的失效概率 (probability of failure) fp 由于作用效應 和結構抗力 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）仍有可能出現 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 結構設計基本原理 第 章 結構設計基本原理 概率極限狀態(tài)設計法 當結構功能函數中 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 的概率密度曲線如圖所示。 ZR S 功能函數的概率密度曲線 結構的失效概率可直接通過 的概率（圖中陰影面積）來表達，即 0f ( 0 ) ( )ZZp P Z f Z d Z ?? ?????? ? ? ? ??????0Z?4 結構的失效概率 (probability of failure) fpΦ（ ） —— 標準正態(tài)分布函數 第 2章 結構設計基本原理 第 章 結構設計基本原理 概率極限狀態(tài)設計法 5 結構構件的可靠指標 (reliability index) 令 22RSZZ RS????? ??????則 f ()ZZp ?? ? ?????
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