2极限状态设计法.ppt

教学目标 1. 了解掌握荷载分类、荷载代表值的概念及种类； 2. 理解结构的功能及其极限状态的含义； 3. 能确定永久荷载、可变荷载的代表值。 第一节 结构的极限状态 1）设计基准期: 二、结构的可靠性和安全等级 1.结构可靠性： 三、结构的极限状态： 一)承载能力极限状态 ： 二）正常使用极限状态： 四、结构上的作用、作用效应及结构的抗力 2.作用效应 作用效应——由作用引起的结构或构件的反应。用S表示。 荷载效应:由直接作用产生的效应。 作用效应是随机变量 (三)荷载的代表值： 2．可变荷载的代表值 荷载分项系数的取值 民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数 荷载代表值总结 3.结构抗力 （四）材料强度标准值、设计值和材料分项系数 五、结构的功能函数和极限状态方程 极限状态方程： 第二节 概率极限状态设计法 二、结构设计方法的发展 4.以概率理论为基础的极限状态设计法 三、 结构的可靠指标β 可靠指标β与失效概率Pf之间的对应关系 第二节 极限状态设计表达式 （二）基本组合S： （按承载能力极限状态设计时） （3）对于一般排架、框架结构 例一 两端简支的预应力砼空心板的宽度为0.9m，计算跨度l0=3.3m。楼板自重标准值（包括灌缝）为1.65kN/m2，采用25mm厚水泥砂浆抹面，板底采用15mm厚纸筋石灰粉刷。由《荷载规范》查得楼面活载标准值为2.0kN/m2，水泥砂浆自重为20kN/m3，纸筋石灰粉刷自重为16kN/m3。安全等级为二级。试计算沿板长的均布荷载标准值及楼板跨度中点截面的弯矩设计值。 二、正常使用极限状态的荷载效应组合方式 荷载效应的标准组合、频遇组合 （一）挠度验算 受弯构件的挠度限值 （二）裂缝宽度的验算 结构构件的裂缝控制等级及最大裂缝宽度限值 例题1： 本 章 小 结 思考题 (1)由可变荷载效应控制的组合 (2)对由永久荷载效应控制的组合 γG—永久荷载的分项系数；γG=1.2 γG—永久荷载的分项系数；γG=1.35 对一般排架、框架结构，可不区分第一可变荷载和第i个可变荷载，并采用相同的组合值系数。 由可变荷载控制的组合简化为： 由永久荷载效应控制的组合，仍按下式计算： γG—永久荷载的分项系数；γG=1.2 ψ——简化公式中可变荷载的组合系数，一般情况取0.9。 γG—永久荷载的分项系数；γG=1.35 式中 ?G ––– 永久荷载分项系数; 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1.2； 对由永久荷载效应控制的组合一般取1.35； 当永久荷载效应对结构有利时，一般取1.0，对结构的倾覆，滑移或漂浮验算，应取0.9； SGk––– 按永久荷载标准值Gk 计算的荷载效应值； ?Qi ––– 活荷载分项系数。 当可变荷载对结构构件承载力不利时，一般情况取?Q =1.4； 当楼面活荷载标准值大于4kN/m2，取 ?Q =1.3； 当可变荷载对结构构件承载力有利时，取?Q =1.0； SQik –––按可变荷载标准值SiK 计算的荷载效应值； 其中Sqik为诸可变荷载效应中起控制作用者； ?ci ––– 第i个可变荷载Qi的组合系数，取值不应大于1.0； n——参照组合的可变荷载数。 结构或构件在持荷作用下，其裂缝和变形会随时间的推移而发展，因此讨论其荷载组合时应考虑标准组合和准永久组合进行设计。不再考虑荷载和材料分项系数，也不考虑结构的重要性系数γ0 。 在正常使用的极限状态设计时，对不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合，其设计表达式为： Sd≤C （1） 荷载效应的标准组合Sk： Ψci为可变荷载组合值系数。 （2） 荷载效应的频遇组合Sf： ψf1—可变荷载Q1的频遇值系数； （3） 荷载的准永久组合Sq： ?qi ––– 第i个可变荷载的准永久值系数 挠度验算公式： 式中 f––– 受弯构件按荷载短期效应组合并考虑长期效应组合影响计算的最大挠度。 f max––– 《规范》允许挠度 f ? f max 注：1表中l0为构件的计算跨度；2表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件；3如果构件制作时预先起拱，且使用上也允许，则在验算挠度时，可将计算所得的挠度值减去起拱值；对预应力混凝土构件，尚可减去预加力所产生的反拱值；4计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度l0按实际悬臂长度的2倍取用。 l0/200(l0/250)l0/250(l0/300)l0/300(l0/400) 屋盖、楼盖及楼梯构件：当l07m时当7m≤l0≤9m时当l09m时