第九章概率极限状态设计法.pptVIP

第九章 概率极限状态设计法 　　　　作业思考题 极限状态设计表达式是怎 样体现可靠度的设计要求？ 总复习 * * 基本内容：１结构设计的目标和要求 　　　　　２直接概率设计法 　　　　　３基于分项系数表达的概率极限状态设计法 一 结构设计的目标与要求 1 结构的极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态时就不能满足设计规定的某 一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态 (1)承载力极限状态：对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适于继 　 续承载的变形，是判别结构是否满足安全性要求的标准 (2)正常使用极限状态：对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能 的某项规定限值，是判别结构是否满足正常使用和耐久性要求的标准 １影响正常使用的或外 观的过大的变形 ２影响正常使用或耐久 性的局部损坏 ３影响正常使用的振动 ４影响正常使用的其他 特定状态 １整个结构或结构构件的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、 滑移） ２结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳） ３结构转变为机动体系（超静定结构中出现足够多塑性铰）结构 塑性变形过大而不适于继续使用 ４结构或结构构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳） ５地基丧失承载能力而破坏 2 结构安全等级和设计状况 结构设计时应根据结构破坏可能产生后果的严重性，采用不同的安全 等级 重要建筑 一般工业与民用建筑 次要建筑物 很严重 严重 不严重 一级 二级 三级 建筑物类型 破坏后果 安全等级 　建筑结构安全等级 建筑物中各类结构构件的安全等级宜与整个结构的安全等级相同 (1) 结构安全等级 (2) 结构的设计使用年限 设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的日期 纪念性建筑和特别重要的建筑结构 普通房屋和构筑物 易于替换的结构构件 临时性结构 　示　　例 100 50 25 5 设计使用年限 4 4 2 1 　类　　别 结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度、满足预定功能要求 (1) 持久状况： (2) 短暂状况： (3) 偶然状况： 承载能力极限状态设计、正常使用极限状态设计 承载能力极限状态设计、(需要时)正常使用极限状态设计 承载能力极限状态设计 对于不同的设计状况，可采用不同的结构体系、可靠度水准和基本变量 的设计值进行可靠度验算 (3) 设计状况 3 结构构件的目标可靠指标 3.2 3.7 4.2 脆性破坏 2.7 3.2 3.7 延性破坏 三级 二级 一级 安全等级 破坏类型 　承载能力极限状态的目标可靠指标 0 1.5 可　逆 不可逆 β 结构效应可逆程度 　正常使用极限状态的目标可靠指标 二 直接概率设计法 在规定的时间段内，在规定的条件下，结构失效概率不应超过规定限值 Pf≤P0 用可靠指标表示的设计表达式 β≥β0 若结构功能仅与作用效应Ｓ、结构抗力Ｒ两个基本变量有关，且均服从正 态分布 求出要求的抗力平均值μR，则要求的结构抗力标准值 RK=μR/xR 三 基于分项系数表达的概率设计法 1 设计表达式 按承载能力极限状态设计 r0S≤R 结构重要性系数，按建 筑安全等级一、二、三 分别取1.1,1.0,0.9 按正常使用极限状态设计 Sd≤C 由可变荷载效应控制的组合 由永久荷载效应控制的组合 2 分项系数 将影响结构可靠性的因素分为作用效应Ｓ与结构抗力Ｒ两个基本变量， 假设均服从正态分布 (1) 荷载分项系数 设只有永久荷载和一种可变荷载，荷载效应与荷载成线性关系 引入 式中CG、CQ—荷载效应系数 写成分项系数形式 其中 (2) 抗力分项系数 分项系数与目标可靠指标β0及极限状态方程中包含的全部基本变量 的统计参数有关 1 如果使结构构件可靠指标与目标可靠指标β0一致，则随可变荷载 效应与永久荷载效应比值改变，各系数随之改变，显然这不符合实 用要求； 2 如果使荷载分项系数取定值，则设计结构构件的实际可靠指标不可 能与目标可靠指标β0完全一致 3 分项系数确定原则和方法 (1) 荷载分项系数 确定原则：在各项标准值给定情况下，选定分项系数使按极限状态 设计表达式设计的各种结构构件所具有的可靠指标与规定的目标可 靠指标之间在总体上误差为最小（即抗力在总体上误差为最小） 式中R*Kij—第i种结构在第j种荷载作用下，根据规定目标可靠指 　　　　　标计算μR，然后按下式确定的结构构件抗力标准值 　　RKij—第i种结构在第j种荷载作用下，按实用设计表达式确 　　　　 定的结构构件抗力标准值 统一标准计算得I随γG、γQ变化规律见图9-2，可见： ●永久荷载效应与可变荷载效应同号 γG、=1.2 γQ =1.4　 I最小 ●永久荷载效应与可变荷载效应异号情况下，取