按近似概率理论极限状态的设计法.ppt

极限状态 结构上的作用(action)和作用效应(effect of an action) ; （2）按随空间位置的变异可分为二类：;静态作用;2 荷载标准值; 可变荷载准永久值 在进行结构构件的变形和裂缝验算时，需要考虑荷载长期作用对构件刚度和裂缝的影响，此时，可变荷载只能取其在设计基准期内经常作用在结构上的那部分荷载作为其代表值，它对结构的影响类似于永久荷载。荷载准永久值=ψqQK 其中ψq为荷载准永久值系数，QK 为荷载标准值。;在竖向荷载作用下，按受荷面积、层数、每层的单位面积重量估算每个柱及桩的竖向力。同理也可以计算建筑物的总重量;如图柱网尺寸为6×6的12层办公楼，单位面积的：恒载11 kN/m2； 活载2.0 kN/m2； 则每个中柱的受荷面积为36 m2， 则每个中柱受荷载36（11+2）=468 kN， 底层中柱受轴力468×12=5616 kN， 建筑物总重量： 13×2×6×4×6×12=44928 kN。;风荷载;建筑物周围的风场;建筑物外表面风压; ω0 —基本风压（KN/m2） ；μz—风压高度变化系数；μs—风载体形系数；βz—为高度z处的风振系数； 1、基本风压查《荷载规范》；是按一般空旷平坦地面上离地10米高度处统计得到的50年一遇的10分钟平均最大风速换算而得到的。 2、体型系数可以查阅《荷载规范》，复杂体型由风洞试验确定; 4、风振系数由结构动力分析确定，主要考虑高度大于30米，高宽比大于1.5的建筑在风力作用下的共振效应。 从上式可见，作用于建筑物表面的风荷载为到三角形分布的面荷载。总的风力为每步风荷载乘受风面积，作用位置与建筑与建筑体形有关。 ;风荷载效应估算;结构的功能 Functions of Structure;2 设计使用年限(design working life);3 建筑结构的功能 Functions of Structures;结构功能的极限状态 Limit State;承载力能力极限状态Ultimate Limit State： 超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求。 ◆结构或构件达到最大承载力（包括疲劳） ◆结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移） ◆结构塑性变形过大而不适于继续使用 ◆结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰） ◆结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）;正常使用极限状态Serviceability Limit State： 超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。 ◆过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正常使用（吊车）等）； ◆过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； ◆过大的振动（不舒适）； ◆其他正常使用要求。;下列破坏分别属于超出了什么极限状态？;极限状态方程;; 结构在规定的使用期限内（设计工作寿命=50年），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定结构功能的能力，称为结构的可靠性reliability 。 结构的可靠度是结构可靠性的概率度量，即结构在设计使用年限内，在正常条件下，完成预定功能的概率ps。 结构可靠性越高，建设造价投资越大。因此，如何在结构可靠与经济之间取得均衡，就是设计方法要解决的问题。显然这种可靠与经济的均衡受到多方面的影响，如国家经济实力、设计工作寿命、维护和修复等。规范规定的设计方法，是这种均衡的最低限度，也是国家法律。设计人员可以根据具体工程的重要程度、使用环境和情况，以及业主的要求，提高设计水准，增加结构的可靠度。 经济的概念不仅包括第一次建设费用，还应考虑维修，损失及修复的费用。;可靠指标与失效概率; 当结构功能函数中仅有两个独立的随机变量 和 ，且都服从正态分布时，功能函数 的概率密度曲线如图所示。; 令; 设计规范所规定的、作为设计结构或结构构件时所应达到的可靠指标，称为设计可靠指标，它是根据设计所要求达到的结构可靠度而取定的，所以又称为目标可靠指标[β]。; 《建筑结构可靠度设计统一标准》提出便于实际使用的设计表达式，把荷载、材料、截面尺寸、计算方法等视为随机变量，应用数理统计的方法进行分析，采用了以荷载和材料强度的标准值分别与荷载分项系数和材料分项系数相联系的荷载设计值、材料强度设计值来表达的方式。这样，既考虑了结构设计的传统方式，又避免设计时直接进行概率方面的计算。分项系数按照目标可靠指标[β]值（或确定的结构失效概率pf值），并考虑工程经验优先确定后，将其隐含在设计表达式中。所以，分项系数已起着考虑目标可靠指