【文章內(nèi)容簡介】 ，降低使用壽命。 結(jié)構(gòu)的可靠性 可靠性 —— 安全性 、 適用性和耐久性的總稱 就是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi) ， 在規(guī)定的條件下 （ 正常設(shè)計(jì) 、 正常施工 、 正常使用和維護(hù) ） ， 完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的能力 。 結(jié)構(gòu)可靠性越高 ， 建設(shè)造價(jià)投資越大 。 如何在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟(jì)之間取得均衡 ，就是設(shè)計(jì)方法要解決的問題 。 顯然這種可靠與經(jīng)濟(jì)的均衡受到多方面的影響 ， 如國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力 、 設(shè)計(jì)工作壽命 、 維護(hù)和修復(fù)等 。 規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)方法 ， 是這種均衡的最低限度 ， 也是國家法律 。 設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)具體工程的重要程度 、使用環(huán)境和情況 ， 以及業(yè)主的要求 ， 提高設(shè)計(jì)水準(zhǔn) ， 增加結(jié)構(gòu)的可靠度 。 經(jīng)濟(jì)的概念不僅包括第一次建設(shè)費(fèi)用 ， 還應(yīng)考慮維修 ， 損失及修復(fù)的費(fèi)用 167。 23 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 ◆ 以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小，采用概率方法是比較合理的。 結(jié)構(gòu)的可靠概率也稱為結(jié)構(gòu)可靠度。更確切地說，結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成頂定功能的概率稱為結(jié)構(gòu)可靠度。失效概率越小，表示結(jié)構(gòu)可靠性越大。 當(dāng)失效概率 Pf小于某個(gè)值時(shí)，人們因結(jié)構(gòu)失效的可能性很小而不再擔(dān)心，即可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是可靠的。 一、 作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值 Sk ◆ 作用效應(yīng) S的不確定性就主要取決于結(jié)構(gòu)上作用 Q的不確定性 ◆ 不同的荷載，其變異情況不同。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可以確定一個(gè)具有一定保證率（如 95%）的上限荷載分位值，該特征值稱為荷載標(biāo)準(zhǔn)值（符號 Gk， Qik）。 ◆ 按荷載標(biāo)準(zhǔn)值確定的荷載效應(yīng)，稱為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值Sk ◆ 有多個(gè)可變荷載同時(shí)作用的情況，考慮到它們同時(shí)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的可能性較小，考慮荷載組合系數(shù) y， ?????????n2ikiQiQik11QkGk QCQCGCS y二、結(jié) 構(gòu)抗力標(biāo)準(zhǔn)值 Rk )( 0 ?? ，，， hbAffRR sskckkRS ?kS SS ?? g作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值 γ s作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù) 三、作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值、結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值 RkRRg?結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值 γ R結(jié)構(gòu)抗力分項(xiàng)系數(shù) ????????????n2ikiQiQiQik11Q1QkGG QCQCGCS gygg)hbAff(RRR 0ssskcckRk ?，，，ggg??)hbAff(RQCQCGC 0sskcckn2ikiQiQiQik11Q1QkGG0 ?????????? ????????? ??，，， gggyggg四、規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)表達(dá)式 g0 —— 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，根據(jù)安全等級分別不應(yīng)小于 ； ； RS0 ?g五、材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 cckc ff g? syky ff g?混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 （ N/mm 2 ） 混 凝 土 強(qiáng) 度 等 級 強(qiáng)度種類 符號 C15 C20 C25 C30 C35 C40 軸心抗壓強(qiáng)度 f c 軸心抗拉強(qiáng)度 f t 混 凝 土 強(qiáng) 度 等 級 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 表 普通鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 （ N/mm 2 ） RRB400(20MnSi) 種 類 符號 f y y f HPB235(Q235) 210 210 HRB335(20MnSi) 3 0 0 3 0 0 熱 軋 鋼 筋 HRB400(20MnSiV 、 20MnSiNb 、 20MnTi) 360 360 第三章 水池等構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的 特殊性 與一般房屋建筑結(jié)構(gòu)相比，水池等構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)無論從使用要求、結(jié)構(gòu)型式、作用荷載及施工方法等方面，都有其特殊性。 水池等構(gòu)筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)方法與建筑結(jié)構(gòu)基本一致，但要認(rèn)真考慮結(jié)構(gòu)的耐久性，因而對鋼筋和混凝土材料的性能方面有較高的要求，對鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度的取值，對抗裂、抗?jié)B、防凍、保溫及防腐蝕等也有較嚴(yán)格的要求。 167。 31 水池等構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的特殊性和結(jié)構(gòu)上的作用 一、水池等構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的特殊性 城市公用設(shè)施和工業(yè)企業(yè)中一般給水排水工程構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)屬于 土木結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的一個(gè)分支 ，水池等構(gòu)筑物因體型特殊，荷載作用形式多樣，大多是受力比較復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu) ，結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的內(nèi)力計(jì)算不同一般。 在荷載方面，一般水池等構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)除可能遇到重力荷載、風(fēng)荷載、雪荷載及水壓力、土壓力外，還常須對 溫差（包括濕差） 作用、混凝土收縮、地基不均勻沉陷等引起的外加變形或約束變形進(jìn)行慎密的考慮，還要考慮構(gòu)筑物的 穩(wěn)定性（滑移、傾覆、上浮） 問題等。 在空間位置方面，貯水或水處理構(gòu)筑物一般按地下式建造，由于地下水的影響， 特別要重視抗裂、抗?jié)B和抗腐蝕等問題 。 二、水池等構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)上的作用 水池等構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)上的作用可分為三類：永久作用、可變作用和偶然作用。 永久作用 應(yīng)包括：結(jié)構(gòu)和永久設(shè)備的自重、土的豎向壓力和側(cè)向壓力、構(gòu)筑物內(nèi)部的盛水壓力、結(jié)構(gòu)的預(yù)加應(yīng)力、地基的不均勻沉降等。 可變作用 應(yīng)包括：樓面和屋面上的活荷載、吊車荷載、雪荷載、風(fēng)荷載、地表或地下水的壓力（側(cè)壓力、浮托力）、流水壓力、融冰壓力、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的溫、濕度變化作用等。 偶然作用 系指在使用期間不一定出現(xiàn)，但發(fā)生時(shí)其值很大且持續(xù)時(shí)間較短，例如高壓容器的爆炸力等，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況確定需要計(jì)入的偶然發(fā)生的作用。 水池等構(gòu)筑物上面有時(shí)會(huì)有動(dòng)力荷載的作用，使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生不可忽視的加速度，此時(shí)，應(yīng)按動(dòng)態(tài)作用考慮，一般可將動(dòng)態(tài)作用簡化為靜態(tài)作用乘以動(dòng)力系數(shù)后按靜態(tài)作用計(jì)算。 構(gòu)筑物樓面和屋面的活荷載及其準(zhǔn)永久值系數(shù) 對結(jié)構(gòu)構(gòu)件作強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式應(yīng)遵照 《 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 （ 500692022） 中的專門規(guī)定，這個(gè) S為作用效應(yīng)的基本組合設(shè)計(jì)值，對于貯水池、水處理構(gòu)筑物、地下構(gòu)筑物等可不計(jì)算風(fēng)荷載效應(yīng)，其作用效應(yīng)的基本組合設(shè)計(jì)值，應(yīng)按下式計(jì)算： ? ?? ????minjjkQjQjckikGiGi QCQCGCS1 2111 gygg167。 32 極限狀態(tài)計(jì)算規(guī)定 第 i個(gè)永久作用的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)作用效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時(shí)， 對結(jié)構(gòu)和設(shè)備自重應(yīng)取，其他永久作用應(yīng)取 ；當(dāng)作用效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時(shí)，均應(yīng)取 ； 第 1個(gè)和第 j個(gè)可變作用的分項(xiàng)系數(shù)， 對地表水或地下水的作用應(yīng)作為第一可變作用取 ，對其他可變作用應(yīng)取 ； 可變作用的組合值系數(shù)，可取 計(jì)算。 —Gig—、 QjQ1 gg—cy 167。 33 基本構(gòu)造要求 一、一般規(guī)定 現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)注重結(jié)構(gòu)的耐久性要求，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)環(huán)境類別選取相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)。 貯水或水處理構(gòu)筑物一般宜按地下式建造，當(dāng)按地面式建造時(shí)，嚴(yán)寒地區(qū)宜設(shè)置保溫設(shè)施。鋼筋混凝土水池等構(gòu)筑物，除水槽和水塔等高架貯水池外，其壁厚、底板厚度均不宜小于200mm。 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別 二、鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度要求 按照 《 給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 （ GB500692022）的要求，水池等構(gòu)筑物各部位構(gòu)件內(nèi)，受力鋼筋的混凝土保護(hù)層最小厚度（從鋼筋的外緣處起），應(yīng)符合表中的規(guī)定。詳見教科書。 第四章 受彎構(gòu)件正截面受彎承載 力計(jì)算 ? 試驗(yàn)研究的主要結(jié)論 ? 結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本假定 ? 矩形、 T形截面受彎承載力計(jì)算 ? 受彎構(gòu)件的基本構(gòu)造 167。 受彎構(gòu)件的一般構(gòu)造要求 一、受彎構(gòu)件的截面形狀、尺寸 與構(gòu)件的計(jì)算軸線相垂直的截面稱為正截面 。 結(jié)構(gòu)和構(gòu)件要滿足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求 。 梁 、 板正截面受彎承載力計(jì)算就是從滿足承載能力極限狀態(tài)出發(fā)的 ，即要求滿足 M≤Mu 式中的 M是受彎構(gòu)件正截面的彎矩設(shè)計(jì)值 ， 它是由結(jié)構(gòu)上的作用所產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計(jì)值； Mu是受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的設(shè)計(jì)值 ， 它是由正截面上材料所產(chǎn)生的抗力 。 截面形狀 梁 、 板常用矩形 、 T形 、 I字形 、 槽形 、 空心板和 Г 形梁等對稱和不對稱截面 。 梁 、 板的截面尺寸 1)矩形截面梁的高寬比 h/b一般取 ～ ；T形截面梁的 h/b一般取 ～ (此處 b為梁肋寬 )。 矩形截面的寬度或 T形截面的肋寬 b一般取為 100、 1 150、 (180)、 200、 (220)、 250和300mm， 300mm以下的級差為 50mm；括號中的數(shù)值僅用于木模 。 2)梁的高度采用 h＝ 250、 300、 350、 750、800、 900、 1000mm等尺寸 。 800mm以下的級差為 50mm， 以上的為 l00mm。 3)現(xiàn)澆板的寬度一般較大 ， 設(shè)計(jì)時(shí)可取單位寬度 (b=1000mm)進(jìn)行計(jì)算 。 材料選擇 1）混凝土強(qiáng)度等級，梁、板常用的混凝土強(qiáng)度等級是 C2 C C3 C40。 2）鋼筋強(qiáng)度等級及常用直徑 ，梁中縱向受力鋼筋宜采用 HRB400級或 RRB400級 (Ⅲ 級 )和HRB335級 (Ⅱ 級 )，常用直徑為 12mm、 14mm、16mm、 18mm、 20mm、 22mm和 25mm。 3） 梁的箍筋宜采用 HPB235級 (Ⅰ 級 )、HRB335(Ⅱ 級 )和 HRB400(Ⅲ 級鋼筋 )級的鋼筋 ，常用直徑是 6mm、 8mm和 10mm。 4） 板的分布鋼筋 ， 當(dāng)按單向板設(shè)計(jì)時(shí) ，除沿受力方向布置受力鋼筋外 ， 還應(yīng)在垂直受力方向布置分布鋼筋 。 分布鋼筋宜采用 HPB235級 (Ⅰ 級 )和 HRB335級 (Ⅱ 級 )級的鋼筋 ， 常用直徑是 6mm和 8mm。 5）縱向受拉鋼筋的配筋百分率 設(shè)正截面上所有縱向受拉鋼筋的合力點(diǎn)至截面受拉邊緣的豎向距離為 as， 則合力點(diǎn)至截面受壓區(qū)邊緣的豎向距離 h0＝ h－ as。這里 ， h是截面高度 ， 下面將講到對正截面受彎承載力起作用的是 h0， 而不是 h， 所以稱 h0為截面的有效高度 ， 稱 bh0為截面的有效面積 ， b是截面寬度 。 縱向受拉鋼筋的總截面面積用 As表示，單位為 mm2?？v向受拉鋼筋總截面面積 As與正截面的有效面積 bh0的比值，稱為縱向受拉鋼筋的配筋百分率，用 ρ 表示，或簡稱配筋率，用百分?jǐn)?shù)來計(jì)量，即 (％ ) 縱向受拉鋼筋的配筋百分率 ρ 在一定程度上標(biāo)志了正截面上縱向受拉鋼筋與混凝土之間的面積比率，它是對梁的受力性能有很大影響的一個(gè)重要指標(biāo)。 0bhA s?? 5）混凝土保護(hù)層厚度 縱向受力鋼筋的外表面到截面邊緣的垂直距離，稱為混凝土保護(hù)層厚度，用 c表示。 混凝土保護(hù)層有三個(gè)作用： I. 保護(hù)縱向鋼筋不被銹蝕； ，使鋼筋的溫度上升緩慢； 。 彎筋 箍筋 P P 剪力引起的斜裂縫 彎矩引起的垂直裂縫 架立 受彎構(gòu)件：指截面上通常有彎矩和剪力共同作用而軸力可以忽略不計(jì)的構(gòu)件 (圖 31)。 梁和板是典型的受彎構(gòu)件。 它們是土木工程中數(shù)量最多、使用面最廣的一類構(gòu)件。 肋形結(jié)構(gòu) ：圖 34，板不但將其上的荷載傳遞給梁，而且和梁一起構(gòu)成 Ｔ形 或 倒 L形 截面 共同承受荷載 。 圖 34 現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)的截面形狀 二、受彎構(gòu)件的破壞形式 兩種主要的破壞：①正截面破壞（一種沿彎矩最大的截面破壞圖 35a)；②斜截面破壞（一種沿剪力最大或彎矩和剪力都較大的截面破壞圖 35b) 進(jìn)行受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)