第二章－基本设计原则.ppt

 2.1 建筑结构的功能要求和极限状态 耐久性：在正常维护条件下能使用到规定的设计使用年限。 结构在正常维护下，应具有足够的耐久性,即结构在正常维护下，材料性能虽随时间变化，但仍能满足预定功能要求； 2.1.2结构设计使用年限 设计规定的结构或构件不需进行大修即可达到其预定的使用年限。一般桥梁应比房屋的设计使用年限长，大坝的设计年限更长。设计年限不同于使用寿命，超过设计使用年限的结构，不是不可以继续使用，其可靠度有所降低，必要时需重新鉴定或加固修理。 设计使用年限分类 2.2.2 极限状态的分类： 极限状态分为两类：承载能力极限状态和正常使用极限状态。 （1）承载能力极限状态(Load Bearing Limit State)： A：概念：结构或构件达到了最大承载力或达成不适于继续承载的变形时，称该结构或构件达到承载能力极限状态。 B：承载能力极限状态的表现形式：刚体失去平衡，材料强度不足，结构转变为机构，失稳。 具体表现如下： 1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；  2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度变形而不适于继续承载； 3）结构转变为机动体系； 4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）； 5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）；   （2）按随空间位置的变异分类： A）固定作用：相当于永久作用。 B）自由作用：相当于可变作用。 （3）按结构的反应特点分类： A）静态作用：不使结构产生加速度，或产生的加速度可以忽略不计的作用，如楼面活载等。 B）动态作用：使结构产生不可忽略的加速度，如地震作用，吊车荷载，机械设备振动等。 2.3.3 结构抗力 1) 结构或结构构件承受内力和变形的能力称为结构抗力R。如构件截面的承载力、刚度、抗裂度等。 2）结构抗力的影响因素： 材料性能的不确定性、 材料几何参数的不确定性 计算模式的不确定性 说明：结构的抗力具有随机性。 2.3.4 荷载代表值 《荷载规范》对不同的荷载给予了相应的规定量值，这种量值，称为荷载代表值。 荷载代表值主要有荷载标准值、荷载组合值、可变荷载准永久值 1）荷载标准值：在结构的使用期间可能出现的最大荷载值，是结构设计时采用的荷载基本代表值。 A：永久荷载的标准值：对于结构的自重，根据结构的设计尺寸、材料和构件的单位体积自重计算确定，即以其平均值作为荷载的标准值。 B：可变荷载的标准值：《荷载规范》中，给出了各种可变荷载标准值的取值。 2）荷载的其他代表值：以标准值为基础乘以适当的系数得到。 4）可变荷载准永久值：正常使用极限状态准永久组合设计时采用的可变荷载代表值。 可变荷载准永久值 = 可变荷载标准值 * ?q 式中：?q——荷载的准永久值系数，小于1.0，由《荷载规范》 查用。 2.3.5 结构构件的材料强度 1、材料的强度标准值 《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）规定，材料强度的标准值fk是结构设计时采用的材料性能的基本代表值；应具有不小于95%的保证率。 2、材料强度设计值： 用于承载力计算时的材料强度代表值。 S R 即 Z 0时，结构能够完成预定的功能，结构处于可靠状态 S R 即 Z 0时，结构不能完成预定的功能，结构处于失效状态 S = R 结构处于临界极限状态 2.4.3 建筑结构的安全等级和可靠指标 1、安全等级 《统一标准》根据建筑结构破坏后的严重程度，将建筑结构划分为三个安全等级。 1）设计表达式 《规范》规定：结构构件承载能力设计时，采用下列极限状态设计表达式： γ0S ≤ R = R（fc，fs，