第3章结构基本计算原则.pptVIP

水工钢筋混凝土结构;二、破损阶段设计法 基本要点：整个截面达到极限承载力才导致失效，同时应考 虑材料塑性和强度的充分发挥，极限承载力直接由试验测定。安 全系数K由工程经验确定，未考虑结构功能的多样性要求。 计算表达式： ; 基本要点：除保证结构承载力极限状态外，还应保证结构的正常使用极限状态。同时对于承载力极限状态，针对荷载、材料及计算模式的变异性，不再采用单一的安全系数，而采用多安全系数来反映结构的安全程度。 其计算表达式：;材料强度系数 kc 由材料强度统计而来，具有较明确的保证率 荷载系数 kqi 和 ks 仍按工程经验确定，但对于不同荷载的变异大小，可取不同的荷载系数。 四、概率极限状态设计法 结构的安全性可用失效概率反映，失效概率越小，表示结构可靠性越大。因此结构的可靠性可用失效概率来定量表示。结构可靠性的概率度量称为结构可靠度。 当失效概率Pf小于某个值时，因结构失效的可能性很小，即认为结构是可靠的。该失效概率限值称为容许失效概率[Pf]。 其计算表达式：; 由于实际结构中材料强度和荷载的不确定性，因此结构存在着失效的可能性，只是可能性大小不同。为了科学地、定量地反映结构的可靠性，采用概率方法比较合理。 因此在反映材料强度和荷载大小时，需要掌握它们的概率分布，并根据其概率分布，按照数学方法和人们对结构安全程度的要求求出其特征值，再将它们运用于结构设计中。 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。设计使用年限并不等同于建筑结构的使用寿命。;五、结构的可靠度 (一) 建筑结构的功能 a.安全性(在正常使用期间，结构应具有可靠的安全性能) (a) 承载能力； (b) 整体及局部稳定性； (c) 机动体系等。 b.适用性(在正常使用期间，具有良好的工作性能) (a) 变形大小； (b) 结构的颤抖； c.耐久性(在正常使用及维护条件下，能完好使用到设计寿命) (a) 裂缝宽度； (b) 混凝土的碳化； (c) 钢筋锈蚀及其他等。; (二) 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就不能满足设计指定的某项功能要求，该状态称为该功能的极限状态。 结构能够满足功能要求且能良好地工作，则结构是“可靠”或“有效”的。反之，则结构为“不可靠”或“失效”。 结构“可靠”与“失效”的临界状态称为“极限状态”。 (三) 承载力能力极限状态： 超过该极限状态，结构就不能满足安全性要求。 （1）结构或构件达到最大承载力（包括疲劳）； （2）结构整体或部分失去平衡； （3）结构塑性变形过大而不适于继续使用； （4）结构形成几何可变体系； （5）结构或构件丧失稳定。; (四) 正常使用极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足适用性和耐久性要求。 （1）过大的变形、侧移（不安全感、不能正常使用等）； （2）过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； （3）过大的振动（不舒适）； （4）其他正常使用要求。;(五)失效概率与可靠指标 结构的极限状态可用下面的极限状态函数(极限状态方程) 表示： 如果 Z=R-S0，结构处于可靠状态； 如果 Z=R-S=0，结构达到极限状态； 如果 Z=R-S0，结构处于失效状态。 在结构设计中，不仅仅只考虑结构的承载能力，有时还要 考虑结构的适用性和耐久性，则极限状态方程可推广为： ;;;目标可靠指标b与失效概率Pf的对应关系;一. 作用与荷载 a.直接作用：外加荷载 b.间接作用：混凝土收缩、温度变化、基础差异沉降、地震等 c. 结构在外作用下产生的变化，如内力、变形、裂缝等称为 结构的作用效应或荷载效应。 d. 荷载和荷载效应之间通常按某种关系相联系。 二. 荷载分类 结构上的荷载，按其作用时间的长短和性质，可分为三类： (1) 永久荷载G：在结构设计使用年限内，其值不随时间而变 化（其变化与平均值相比可以忽略不计。 (2) 可变荷载Q：在结构设计基准期内其值随时间而变化（其 变化与平均值不可忽略的荷载）。;二. 荷载分类 (3) 偶然荷