第10章：混凝土结构设计的原则和方法分解.ppt

按近似概率论的极限状态设计法 10.1 极限状态 10.1 极限状态 1．荷载的分类 (1)永久荷载 在结构设计使用期间，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。 (2)可变荷载 在结构设计使用期内其值随时间而变化，其变化与平均值相比不可忽略的荷载。 (3)偶然荷载 在结构设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。 2．荷载的标准值 10.1.2 结构的功能要求 2. 结构的设计使用年限 是指设计规定的结构或结构构件不需要进行大修即可按其预定的目的使用的时期。 3. 建筑结构的功能 3、建筑结构的功能 3、建筑结构的功能 10.1.3 结构功能的极限状态极限状态： 整个结构或结构的一部分超过某一特定状 态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个 特定状态称为该功能的极限状态。 结构能够完成预定的各项功能时，则称结构是“可靠”的或“有效”的。反之，则结构为“不可靠”或“失效”。 10.1.3 结构功能的极限状态 “有效状态”与“失效状态”的分界称为“极限状态”。 1. 承载力能力极限状态： 结构或构件达到最大的承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。 2. 正常使用极限状态 结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态。 过大的变形、侧移； 过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； 过大的振动（不舒适）； 局部损坏。 10.1.4 极限状态方程 10.2 按近似概率的极限状态设计法 10.2.1 结构的可靠度 ★ 鉴于结构抗力和荷载效应的随机性，安全可靠应该属于概率的范畴，应当用结构完成其预定功能的可能性（概率）的大小来衡量，而不是一个定值来衡量。 可靠性：结构在规定的时间内，在规定的条件 下，完成预定功能的能力称为结构的 可靠性。 可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件 下，完成预定功能的概率称为结构的 可靠度。 ※ 可靠度是可靠性的概率度量。 以概率理论为基础的极限状态设计法 由于实际结构中的不确定性，因此无论如何设计结构，都会有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。 为了科学定量的表示结构可靠性的大小，采用概率方法是比较合理的。 R-S 概率密度分布曲线 10.3 实用设计表达式 10.3.2 承载能力极限状态设计表达式 10.3.2 承载能力极限状态设计表达式 极限状态实用设计表达式的一般形式 极限状态实用设计表达式的一般形式 10.3.3正常使用极限状态实用设计表达式 按正常使用极限状态设计，主要是验算构件的变形和抗裂度或裂缝宽度。在此情况下，可变荷载作用时间的长短对于变形和 裂缝的大小显然是有影响的。 准永久值系数与频遇值系数 准永久值系数与频遇值系数 荷载短期效应组合和长期效应组合 可变荷载的四种代表值：标准值、组合值、准永 久值、频遇值。 标准值称为基本代表值，其他代表值可由基本代表值乘以相应的系数而得。 荷载短期效应组合和长期效应组合 按荷载短期效应组合时，荷载效应的表达式： 荷载长期效应组合时，荷载效应的表达式： 　[例] 某厂房采用1.5m×6m的大型屋面板，卷材防水保温屋面，永久荷载标准值为2.7kN/m2，屋面活荷载为0.7kN/m2,屋 面积灰荷载为0.5kN/m2,雪荷载为0.4kN/m2，已知板的计算跨 度 l0 = 5.87m。 求：按承载能力极限状态设计时的板跨中弯矩设计值。 解：1. 荷载标准值： (1)永久荷载为 SGk=2.7×1.5=4.05kN/m (2)可变荷载为 屋面活荷载 SQ1k=0.7×1.5=1.05kN/m 积灰荷载 SQ2k=0.5×1.5=0.75kN/m 雪荷载 SQ3k=0.4×1.5=0.6kN/m 2. 荷载效应组合： 根据现行《建筑结构荷载规范》4.3.1条，屋面活荷载不应与雪荷载同时考虑故取其较大者，即不考虑雪荷载; 根