第03章-极限状态设计法1.pptVIP

结构的可靠度 结构可靠性是指结构在规定的时间内(即设计使用年限)，在规定的条件下(结构正常的设计、施工、使用和维修条件)，完成预定功能(如承载力、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性和动力性能等)的能力。 结构可靠度是指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，即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。 2、可靠指标β： 因为失效概率Pf与μZ和σZ值有关，取其比值可反映失效概率情况即为可靠指标，故取 可以看出β大，则失效概率小。β和Pf一样可作为衡量结构可靠度的一个指标，称为可靠指标。β与Pf之间有一一对应关系。 表3-2 注意：应用上式计算β的前提是： （1）随机变量(例如，结构抗力和荷载效应等)应服从正态分布， （2）极限状态方程是线性的。 结构按承载能力极限状态设计时，应对不同情况下的目标可靠指标β值作出规定。 结构和结构构件的破坏类型分为 延性破坏 有明显的预兆，β可稍低 脆性破坏 破坏前没有明显的预兆，β高一些 表3-3 例:钢筋混凝土轴心受拉构件，已知其荷载效应（即 轴心拉力）服从正态分布，平均值μs=25kN，均 方差σs=4kN；结构抗力也服从正态分布，且 μR=38kN，σR=4.9kN。试求其可靠指标β值。 解: = §3-3 实用设计表达式 计算可靠指标β仍较复杂，考虑到多年来的设计习惯和实用上的简便，《建筑结构设计统一标准》提出了实用设计表达式。 将影响结构安全的因素(如荷载、材料、截面尺寸、计算方法等)视为随机变量，应用数理统计的概率方法进行分析，采用以荷载和材料强度的标准值以及相应的“分项系数”来表示的方式。 1 分项系数 分项系数是按照目标可靠指标β值，并考虑工程经验优选确定后，将其隐含在设计表达式中，分项系数已起着考虑目标可靠指标的等价作用。 2 承载能力极限状态设计表达式 承载能力极限状态设计表达式为 结构重要性系数是考虑到结构安全等级的差异，其目标可靠指标应作相应的提高或降低而引入的。 1、结构重要性系数r0 结构构件的重要性系数，与安全等级对应 （1）对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件不应小于1.1； （2）对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件不应小于 1.0； （3）对安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件不应小于0.9。 （4）在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数 2、荷载效应组合设计值 实际上荷载效应中的荷载有永久荷载和可变荷载，为荷载组合，并且可变荷载不止一个，同时，可变荷载对结构的影响有大有小，多个可变荷载也不一定会同时发生，为此，考虑到两个或两个以上可变荷载同时出现的可能性较小，引入荷载组合值系数对其标准值折减。 作用效应有基本组合也有偶然组合。按承载能力极限状态设计时，一般考虑作用效应的基本组合，必要时尚应考虑作用效应的偶然组合。 《建筑结构荷数规范》规定：对于基本组合，荷载效应组合的设计值应从由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的两组组合中取最不利值确定。 （1）由可变荷载效应控制的组合设计值表达式为 （2）由永久荷载效应控制的组合设计值表达式为 Gk——永久荷载标准值； Q1k——最大的一个可变荷载的标准值； Qik其余可变荷载的标准值； γG、γQ1、γQi——永久荷载、可变荷载的分项系数。 当永久荷载效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合一般取 γG =1.2；对由永久荷载效应控制的组合一般取γG =1.35； 当永久荷载效应对结构有利时，取γG＝1.0； 可变荷载的分项系数γQ1、γQi一般取1.4； CG、CQ1、CQi——永久荷载、第一种可变荷载、其他可变荷载的荷载效应系数。 ψCi——可变荷载组合值系数，有风且不是最大可变荷载时取0.6，其他取1.0。 3、结构抗力设计值R fCk、fSk——砼、钢筋强度标准值（fcu，k、fyk）； αk——几何尺寸标准值； γS、γC——材料强度的分项系数。 规定 γC=1.4；γS=1.1-1.5 3 正常使用极限状态设计表达式 C——结构构件达到正常使用要求的规定限制。 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。因其危害程度不及承载力引起的结构破坏造成的损失那么大，所以适当降低对可靠度的要求，只取荷载标准值．不需乘分项系数，也不考虑结构重要性系数。 可变荷载的最大值并非长期作用于结构之上，所以应按具在设计基准期内作用时间的长短和可变荷载超越总时间或超越次数，对其标准值进行折减。《建筑结构可靠度设计统一标准》采用个小于l的准永