第三章 结构设计方法.pptVIP

2.概率分布函数 3.2.3 结构设计中的随机变量 一般正态分布 标准正态分布 数学手册 3.2.4 结构的可靠度 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，用ps表示。其反意词——失效概率，用pf表示。 3.2.5 结构的可靠指标和失效概率 1.可靠指标与失效概率的关系 可靠度 失效概率 S f R Z=R-S 0 （可靠概率） 定义及推导 平均值 一次矩 均方值 二次矩（惯性矩） 方差 均方差（标准差） 全概率 定义及推导 功能函数 3.2.5 结构的可靠指标和失效指标 可靠指标β f（z） Pf 一次二阶矩法 β与Pf关系 β 2.7 3.2 3.7 4.2 Pf 3.5×10-3 6.9×10-4 1.1×10-4 1.3×10-5 1.可靠指标与失效概率的关系 3.2.5 结构的可靠指标和失效指标 2.按可靠指标的设计准则 延性破坏 结构构件在破切前有明显的变形或其他预兆。 脆性破坏 结构构件在破切前无明显的变形或其他预兆。 结构承载力极限状态的可靠指标 破坏类型 延性破坏 脆性破坏 建筑结构 桥梁结构 一 二 三 一 二 三 3.7 3.2 2.7 4.7 4.2 3.7 4.2 3.7 3.2 5.2 4.7 4.2 安全等级 安全等级 结构正常使用极限状态的可靠指标 应根据结构构件的特点和工程经验确定。 作 业 某建筑结构工字形截面简支钢梁，跨度6m, 截面尺寸如图所示, 荷载效应和抗力均服从正态分布，已知钢梁上作用的均布荷载平均值为μs=15kN/m, 标准差σs=3.1kN/m, 钢材强度平均值为μR=270N/mm2, 标准差σR=30N/mm2，试计算确定： ①钢梁抗弯是否满足β≥［β］=3.2的要求？ ②钢梁抗弯可靠度为多少（提示：查阅数学手册正态概率积分表）？ 350 150 8 10 10 截面尺寸单位mm 3.3 极限状态实用设计表达式 R S f（Z） O S、R概率密度曲线 为了适应设计人员的传统习惯，通过可靠度校准，实用设计表达式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达的方式。 3.3 极限状态实用设计表达式 实用设计表达式中所包含的各种分项系数，宜根据有关基本变量的概率分布类型和统计参数及规定的可靠指标，通过计算分析，并结合工程经验，经优化确定。 设计表达式中隐含了结构的失效概率，设计出来的构件已经具有某一可靠概率的保证。 当缺乏统计数据时，可根据传统的或经验的设计方法，由有关标准规定各种分项系数。 3.3.1 一般规定 3.3.2 承载能力极限状态计算基本规定 （1）结构或结构构件（包括基础等）的破坏或过度变形的承载能力极限状态设计，应符合下列要求： γ0 ——结构重要性系数； Sd ——作用组合的效应（如轴力、弯矩或表示 几个轴力、弯矩的向量）设计值； Rd ——结构或结构构件的抗力设计值。 （2）整个结构或其一部分作为刚体失去静力平衡的承载能力极限状态设计，应符合下式要求： Sd,dst——不平衡作用效应的设计值； Rd,stb——平衡作用效应的设计值。 3.3.2 承载能力极限状态计算基本规定 （3）地基的破坏或过度变形的承载能力极限状态设计，可采用分项系数法进行，但其分项系数的取值与式中所包含的分项系数的取值可有区别。地基的破坏或过度变形的承载力设计，也可采用容许应力法等进行。 （4）结构或结构构件的疲劳破坏的承载能力极限状态设计，可按《统一标准》GB50153-2008附录F规定的方法进行。 3.3.3 建筑结构承载力极限状态实用设计表达式 γ0Sd≤Rd=R/γ 对于持久设计状况、短暂设计状况和地震设计状况，当采用内力的形式表达时，承载能力极限状态实用设计表达式： γ0——结构的重要性系数； Sd——作用（荷载）效应设计值； Rd——抗力设计值； R ——抗力函数； γ ——抗力不定性系数，静力计算取1.0。 3.3.4 正常使用极限状态实用设计表达式 Sd——作用组合的效应（如变形、裂缝等）设计值； C——结构构件变形、应力、裂缝宽度和自振频率等 的相应限值，应按有关的结构设计规范的规定 采用。 钢筋混凝土构件、预应力混凝土构件应分别按荷载的准永久组合并考虑长期作用的影响或标准组合并考虑长期