結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理原版-在線瀏覽
2025-02-23 18:59本頁(yè)面
【正文】 . 結(jié)構(gòu)的可靠度 ? 結(jié)構(gòu)的可靠性 ? 結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性總稱(chēng) 結(jié)構(gòu)的可靠性。 （定性描述） ? 結(jié)構(gòu)可靠度 ? 結(jié)構(gòu)在 規(guī)定的時(shí)間 內(nèi)，在 規(guī)定的條件 下，完成 預(yù)定功能 的 概率 。 （定量描述） ? 規(guī)定的時(shí)間 ： 設(shè)計(jì)使用年限 （ design working life） 設(shè)計(jì)規(guī)定的 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件 不需進(jìn)行大修 即可按其預(yù)定目的使用的時(shí)期 設(shè)計(jì)使用年限、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期、使用壽命、耐久年限等概念之間的區(qū)別。 安全等級(jí) 破壞后果 建筑物類(lèi)型 一級(jí) 很?chē)?yán)重 重要的房屋 二級(jí) 嚴(yán) 重 一般的房屋 三級(jí) 不嚴(yán)重 次要的房屋 ? 建筑物中 各類(lèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件 的安全等級(jí)宜與 整個(gè)結(jié)構(gòu) 的安全等級(jí)相同 ， 但允許對(duì)部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)其重要程度和綜合效益進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 。對(duì)結(jié)構(gòu)的可靠度還不能做出定量的估計(jì)。 ? 水準(zhǔn) Ⅱ — 近似概率法 將結(jié)構(gòu)抗力和荷載效應(yīng)作為隨機(jī)變量，按 給定的概率分布 估算失效概率或可靠指標(biāo)，采用 平均值 和 標(biāo)準(zhǔn)差 兩個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行線性化處理，稱(chēng)為“一次二階矩法”，是一種實(shí)用的近似概率計(jì)算法。 ? 荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定 ? 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的確定 ? 各種強(qiáng)度值之間的關(guān)系 ? 荷載的統(tǒng)計(jì)特性 ? 永久荷載 G 是 隨機(jī)變量； 永久荷載 G 符合 正態(tài)分布 ? 可變荷載 Q 是 隨機(jī)過(guò)程； 樓面活荷載 、 風(fēng)荷載和雪荷載符合 極值 I 型分布 ? 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 結(jié)構(gòu)在使用期間，在正常 情況下，可能出現(xiàn)的具有一 定保證率（ assurance factor） 的 偏大荷載值 。 ? 如果荷載符合正態(tài)分布 ， 且具有 95%的保證率 ， 則標(biāo)準(zhǔn)值 Pk為 ?P Pk 23 24 26 28 22 0 永久荷載 x 概率密度 p(x) Pk??P+?P 荷載標(biāo)準(zhǔn)值的確定 ? 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ? 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Gk： 可按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定的尺寸和 《 荷載規(guī)范 》 規(guī)定的 材料容重平均值 確定 ， 一般相當(dāng)于永久荷載概率分布的平均值 。 ? 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 是由 基本風(fēng)壓 乘以風(fēng)壓高度變化系數(shù) 、 風(fēng)載體型系數(shù)和風(fēng)振系數(shù)確定的 。 注 ：上述 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 可由 《 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 》 查?。? 各種可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的 保證率不同 。 ? 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的實(shí)測(cè)值也符合 正態(tài)分布 。 偏低值 ?f 24 26 28 22 0 材料強(qiáng)度 x 概率密度 p(x) fk ? a為與材料實(shí)際強(qiáng)度 f 低于 fK的概率有關(guān)的 保證率系數(shù) 。 ? 《 混凝土規(guī)范 》 規(guī)定的鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值具有不小于 95%保證率 。 ? 立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fcu,k ? 軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 fck ? ?c u c u c u c uc u , k f f f f1 .6 4 5 1 1 .6 4 5f ? ? ? ?? ? ? ?c k c 1 c 2 c u, ?? ?? ?c c c cc u cc k f f f fc 1 c 2 f 5 1 5 1 5ff ? ? ? ?a a ? ?? ? ? ???c c uc 1 c 8ff? a a ?? 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的確定 ?《 混凝土規(guī)范 》 中的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 (N/mm2) 強(qiáng)度種類(lèi) 混凝土強(qiáng)度等級(jí) C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 fck ftk ?軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 ftk ?混凝土強(qiáng)度的 基本代表值 為 fcu,k。 安全與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一；適當(dāng)?shù)目煽慷? ? 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ： 按 《 荷載規(guī)范 》 查??； 各種荷載的保證率不一致（統(tǒng)計(jì)資料不完備，工程經(jīng)驗(yàn)） ? 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 ：均具有大于或等 95%的保證率（鋼筋強(qiáng)度保證率為%；混凝土強(qiáng)度保證率 95%） 根據(jù) 混凝土強(qiáng)度等級(jí) （立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 :基本代表值 ）查規(guī)范。 ? 結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程 作用效應(yīng) S與結(jié)構(gòu)抗力 R的關(guān)系式； S = R ? 結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算 失效概率；可靠指標(biāo) ? 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的一般方法（ 少數(shù)重要結(jié)構(gòu)采用 ） 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) ? 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) ? 整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò) 某一特定狀態(tài) 就不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定的 某一功能要求 ， 此特定狀態(tài)稱(chēng)為 該功能的 極限狀態(tài) 。 ? 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分類(lèi) ? 承載能力極限狀態(tài) 安全性 極限狀態(tài) 。 主要是變形和裂縫寬度極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) ? 承載能力極限狀態(tài)（ 安全性 ） ★ 3點(diǎn) ： 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到 最大承載能力（強(qiáng)度破壞） ； 達(dá)到 不適于繼續(xù)承載的變形（失穩(wěn)、滑移、傾覆等）；或因 結(jié)構(gòu)局部破壞而引發(fā)的連續(xù)倒塌。 ? 正常使用極限狀態(tài)（ 適用性和耐久性 ） ★ 兩點(diǎn) ： 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到 適用性 和 耐久性 極限狀態(tài) ★ 標(biāo)志和限值 ? 結(jié)構(gòu)變形或振幅達(dá)到某一限值； ? 不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，混凝土應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度； ? 允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，裂縫寬度超過(guò)某一限值； ? 其他特定狀態(tài)，如相對(duì)沉降量過(guò)大等 。 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況 ? 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況 ? 持久設(shè)計(jì)狀況： 在結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中一定出現(xiàn) ， 其持續(xù)期很長(zhǎng)的狀況 。 結(jié)構(gòu)施工和維修時(shí)承受堆料和施工荷載的狀況 ? 偶然設(shè)計(jì)狀況： 在結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中出現(xiàn)概率很小 ， 且持續(xù)期很短的狀況 。 ? 以上 4種狀況均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) ? 對(duì) 偶然設(shè)計(jì)狀況 ， 允許主要承重結(jié)構(gòu)因出現(xiàn)設(shè)計(jì)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(shí)間內(nèi) 不發(fā)生連續(xù)倒塌 的可靠度；可 不 進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)； ? 對(duì) 持久設(shè)計(jì)狀況 ， 尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)； ? 對(duì) 短暫設(shè)
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