建筑结构的设计标准和设计方法课件.pptVIP

由式(2—7)可以看出，μR與μS相距越大，β也越大，即結構安全可靠；另外，在μR與μS不變的前提下，σR與σS愈小，即結構抗力與荷載離散性愈小，β就愈大，這也表明結構愈安全可靠。因此β和Pf一樣，也可作為衡量結構可靠性的—個指標，故稱β為結構的可靠指標。且β與Pf具有數值上的對應關係，也具有對應的物理意義。已知β，即可求得Pf；β愈大，Pf就愈小，即結構愈可靠。在表2—2所示對應關係中，β值相差0.5，差一個量級。用失效概率Pf來衡量結構可靠度，不但合理而且物理意義明確，所以《標準》採用相應的可靠度指標β來衡量結構的可靠度。（三）、目標可靠指標如上所述，根據統計資料所得有關荷載效應S和結構抗力R的概率分佈，統計參數(平均值、標準差)，即可求得各種結構構件的可靠指標β。當計算結構構件的可靠指標時，要考慮各種荷載效應的組合情況，以及永久荷載與可變荷載的比值。因為這兩種荷載的變異性是不同的，其荷載效應的比值也就不同，所得結構可靠度自是不同。根據工程經驗，並通過對一些有代表性的鋼筋混凝土構件的計算分析，《標準》對延性破壞的構件，如軸心受拉與受彎構件，採用的容許失效概率[Pf]取得略高一些，從而得出與之相應的可靠指標的平均值[β]。例如當延性破壞時，取[Pf]＝6.9×10-4、[β]=3.2。同理，《標準》對脆性破壞的構件，如軸心受壓與偏心受壓構件，所取[Pf]就偏低一些，例如當脆性破壞時，取[Pf]＝1.1×10-4，其相應的[β]＝3.7。在上述分析、校核的基礎上，《標準》對一般工業與民用建築結構所規定的、作為設計依據的可靠指標，稱為目標可靠指標[β]。目標可靠指標還根據建築結構的重要性(結構若發生破壞，對生命財產的危害程度以及社會影響)有所區別。另外，當有充分依據時，目標可靠指標還可作幅度不超過±0.25的調整。對於不同安全等級的目標可靠指標[β]列於表2—3中。三、極限狀態設計運算式當荷載的概率分佈、統計參數以及材料性能、尺寸的統計參數已確定，根據上節規定的目標可靠指標[β]，即可按照結構可靠度的概率分析方法進行結構設計。但是，這樣進行設計對於一般性結構構件工作量很大，過於繁瑣。考慮到實用上的簡便，和廣大工程設計人員的習慣，《標準》沒有推薦直接根據可靠指標β來進行結構設計，仍然採用丁工程設計人員熟悉的以基本變數的標準值和分項係數表達的結構構件實用設計運算式。這裏需要說明，採用實用設計運算式，雖然形式上與我國以往採用過的多係數設計運算式相似，但實質上卻是不同的。主要在於，以往設計運算式中採用的各種安全係數主要是根據經驗確定的；而現在的設計運算式中採用各種分項係數，則是根據基本變數的統計特性，以結構可靠度的概率分析為基礎經優選確定的，它們起著相當於β值的作用。（一）、承載能力極限狀態設計運算式任何結構構件均應進行承載力設計，以確保安全。承載能力極限狀態設計運算式為γ0S≤R(2—8)R=R(fc，fs，ak…)(2—9)式中γ0——結構構件的重要性係數，對安全等級為一級或設計使用年限為100年及以上的結構構件，不應小於1.1；對安全等級為二級或設計使用年限為50年的結構構件，不應小於1.0；對安全等級為三級或設計使用年限為5年及以下的結構構件，不應小於0.9；在抗震設計中，不考慮結構構件的重要性係數；S——承載能力極限狀態的荷載效應(內力)組合的設計值，按現行國家標準《建築結構荷載規範》GB50009和現行國家標準《建築抗震設計規範》GB50011的規定進行計算；R——結構構件的承載力設計值，在抗震設計時，應除以承載力抗震調整係數；R(·)——結構構件的承載力函數；fc、fs——分別為混凝土、鋼筋的強度設計值；ak——幾何參數標準值，當幾何參數的變異性對結構性能有明顯的不利影響時，可另增減一個附加值。對於承載能力極限狀態，結構構件應按荷載效應的基本組合進行計算，必要時尚應按荷載效應的偶然組合進行計算。對於基本組合，其內力組合設計值可按公式(2—10)和公式(2—11)中最不利值確定：γ0S=γ0(γGSGk+γQ1SQ1k+γQiψciSQik)(2—10)γ0S=γ0(γGSGk+γQiψciSQik)(2—11)式中γG——永久荷載分項係數，當永久荷載效應對結構構件的承載能力不利時，對公式(2—10)和公式(2—11)，取1.2，對公式(2—12)