ch.3.极-限状态设计原理.ppt

;混凝土结构设计原理;项目导入;知识要点;一、结构上的作用; 二、荷载的分类 结构上的荷载按作用时间长短和性质分成三类： 永久荷载—在结构使用期内其值随时间因素的变化不大,或其变化与其平均值相比可以忽略的荷载,如自重、永久设备. 可变荷载—在结构使用期内，其值随时间变化，且其变化与其平均值相比不可忽略的荷载,如楼面活荷载、风载、雪荷载、吊车荷载等. 偶然荷载—在设计使用期内不一定出现,一旦出现其值很大且持续时间很短的荷载,如爆炸、撞击.; 建筑结构设计时，对不同的荷载和不同的设计情况，应采用不同的代表值，以满足不同可靠度的要求： 永久荷载：标准值； 可变荷载：设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值 ； 偶然荷载：按建筑结构使用的特点确定其代表值。;荷载标准值（查规范）： 荷载的基本代表值，是指结构在设计基准期内可能出现的最大荷载值。 荷载准永久值： 是指可变荷载在结构使用期内经常达到或超过的荷载值,其实质是考虑荷载的长期作用效应而对标准值的一种折减。; 荷载组合值 当结构承受两种或两种以上可变荷载时, 考虑到它们同时达到其标准值的可能性较小，故除产生最大作用效应的主导荷载外，其他可变荷载标准值均乘以小于1.0的组合值系数ψc作为代表值。 荷载标准值和荷载组合系数的乘积. 可变荷载频遇值 在设计基准期内被超越的总时间仅为设计基准期一小部分的荷载值。;四、作用效应 概念：结构构件在各种因素的作用下，产生的内力和变形，如轴力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等。作用效应和作用都是随机变量。 作用效应与作用的关系：;3.1 结构上的作用和作用效应;3.2 结构的功能要求和极限状态;3.2 结构的功能要求和极限状态;3.2 结构的功能要求和极限状态;二、结构的极限状态 结构的极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。 《建筑结构可靠度设计统一标准》将结构的极限状态分为两类： 承载能力极限状态 正常使用极限状态;承载能力极限状态 ——结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形. 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆或滑移等)。 结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏) ,或因塑性变形过大而不适于继续承载. 结构转变为机动体系而丧失了承载能力. 结构或构件因达到临界荷载而丧失稳定.;正常使用极限状态 ——结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。 影响正常使用或外观的变形 如吊车梁变形过大导致吊车不能正常行驶,梁挠度过大影响外观等。 影响正常使用或耐久性能的局部损坏 如水池池壁开裂漏水不能正常使用,裂缝过宽导致钢筋锈蚀等。 影响正常使用的振动 如由于机器振动而导致结构的振幅超过按正常使用要求所规定的限位等。 影响正常使用的其它特定状态 如相对沉降量过大等。;三、结构的设计状况 建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用过程中的环境条件和影响，区分三种设计状况： 持久状况 在结构使用过程中一定出现，持续期很长的状态。一般与设计使用年限为同一数量级。 短暂状况： 出现概率较大而持续时间很短的状况, 施工和维修 偶然状况：出现概率较小且持续时间很短的状况 对于不同的设计状况,可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等; 建筑结构的三种设计状况应分别进行下列极限状态设计： 对三种设计状况均应进行承载力极限状态设计； 对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计； 对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计.;四、结构的功能函数和极限状态方程;四、结构可靠度的计算 可靠概率：结构能完成预定功能(RS)的概率，用Ps表示。 失效概率：结构不能完成预定功能(RS)的概率，用Pf表示。 Ps +Pf =1 ;可靠指标—?;目标可靠指标：为使结构既安全可靠，又经济合理，则结构的失效概率Pf应小到人们可以接受的程度，用可靠指标β表示时，则为? ?[? ] 或 Pf[Pf] ; 确定目标可靠指标[? ]有关因素: 结构构件安全等级越高,使用年限越长, [? ]应越高; 与结构构件破坏类型有关,脆性破坏时, [? ]应越高; 与过去设计结构构件的[? ]大体相当.;对一般的结构构件，直接根据目标可靠指标进行设计仍然比较繁杂。因此《规范》采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行设计。即结构构件设计时不直接计算可靠指标β，而是按规范给定的各分项