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第二章 结构按极限状态法设计计算的原则 目录 结构设计方法的发展 概率极限状态设计法的基本概念 我国公路桥涵设计规范的计算原则 材料强度的取值 作用的代表值和作用效应组合 1.结构设计方法的发展 经验承载力法：《营造法式》 容许应力法 破损阶段法 极限状态设计法 以概率论为基础的极限状态设计法 目录 结构设计方法的发展 概率极限状态设计法的基本概念 我国公路桥涵设计规范的计算原则 材料强度的取值 作用、作用的代表值和作用效应组合 设计方法The Design Methods 基本设计原则The Basic Design Approach Z=g(X1,X2, ······Xn) 目录 结构设计方法的发展 概率极限状态设计法的基本概念 我国公路桥涵设计规范的计算原则 材料强度的取值 作用的代表值和作用效应组合 目录 结构设计方法的发展 概率极限状态设计法的基本概念 我国公路桥涵设计规范的计算原则 材料强度的取值 作用的代表值和作用效应组合 目录 结构设计方法的发展 概率极限状态设计法的基本概念 我国公路桥涵设计规范的计算原则 材料强度的取值 作用的代表值和作用效应组合 2 偶然组合 永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的分项系数取1.0；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。地震作用标准值及其表达式按现行《公路工程抗震设计规范》规定采用。 本章基本要求 f (Z) ?Z=bsZ m z Pf Z = R - S sZ Pr=1-Pf f (Z) b Pf Z = R - S -m Z/sZ Pr=1-Pf ?(·)标准化正态分布函数 标准化 ?z——平均值； σz——标准差 可靠指标 失效概率Pf来度量结构的可靠性具有明确的意义，但计算繁琐，可以利用可靠度指标β代替失效概率来度量结构的可靠性。 可靠指标 ?Z——功能函数Z的平均值； ?Z——功能函数Z的标准差。 失效概率Pf与可靠指标β有着一一对应的关系 β值愈大，失效概率Pf值就愈小； β值愈小，失效概率Pf值就愈大。 例：因S-N(mS,?S)、R-N(mR,?R)分别服从正态分布, 所以Z=R－S (mZ,?Z)也服从正态分布。 可靠指标 1967年Cornell提出 设计依据：?≥[?] 分离线形化 目标可靠指标[?] 为使结构设计安全和经济合理，确定一个公众所能接受的建筑结构的失效概率或可靠指标，称为目标可靠指标(允许失效概率) 4.2 4.7 5.2 脆性破坏 3.7 4.2 4.7 延性破坏 三级 二级 一级 安全等级 破坏类型 《公路工程结构可靠度设计统一标准》GB/T 50283-1999规定 相关因素：安全等级，破坏形式，极限状态 持久状况的极限承载能力极限状态设计的目标可靠指标 对于正常使用极限状态设计时，公路工程结构的目标可靠指标可根据不同类型结构的特点和工程经验确定。 根据桥涵结构破坏后的严重程度，公路桥涵结构的设计安全等级 设计安全等级 桥涵结构 结构重要性系数?0 一级 特大桥、重要大桥 1.1 二级 大桥、中桥、重要小桥 1.0 三级 小桥、涵洞 0.9 “重要”的大桥、小桥是指高速公路和一级公路、国防公路上及城市附近交通繁忙公路上的桥梁。 桥涵涵洞的分类 桥涵分类 多孔跨径总长(m) 单孔跨径(m) 特大桥 大于1000 大于150 大桥 100-1000 40-150 中桥 30-100 20-40 小桥 8-30 5-20 涵洞 -- 小于5 3.我国公路桥涵设计规范的计算原则 JTG D62-2004：近似概率极限状态设计方法，设计计算满足承载能力极限状态和正