混凝土结构设计方法课件.ppt

1、混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章第第 2 章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章本章重点本章重点 了解结构上的作用、作用效应和结构抗力了解结构上的作用、作用效应和结构抗力的概念及其随机特性；的概念及其随机特性；了解了解混凝土结构设计方法的理论基础混凝土结构设计方法的理论基础 可靠度理论；可靠度理论；掌握掌握我国规范的设计方

2、法我国规范的设计方法概率极限状概率极限状 态设计法。态设计法。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.1.1结构上的作用、作用效应与结构抗力结构上的作用、作用效应与结构抗力1.定义：定义：是指施加在结构上的集中力或分布力，以及是指施加在结构上的集中力或分布力，以及引起结构外加变形或约束变形的原因（地震、基础引起结构外加变形或约束变形的原因（地震、基础差异沉降、温度变化、混凝土收缩等）。差异沉降、温度变化、混凝土收缩等）。直接作用：荷载；直接作用：荷载；2.分类分类：（按作用的方式分）：（按作用的方式分）间接作用：温度、收缩、徐变、

3、地基不均匀沉降、间接作用：温度、收缩、徐变、地基不均匀沉降、地震等。地震等。2.1结构可靠度结构可靠度一、作用一、作用(action)混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.1.1结构上的作用、作用结构上的作用、作用效应与结构抗力效应与结构抗力2.分类分类：（按作用随时间的变异分）：（按作用随时间的变异分）2.1结构可靠度结构可靠度一、作用一、作用(action)永久作用永久作用可变作用可变作用偶然作用偶然作用在设计基准期内其量值不随时间在设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计

4、的作用。以忽略不计的作用。如结构自重、土如结构自重、土压力、预应力、压力、预应力、地基沉降等。地基沉降等。在设计基准期内其量值随时间变在设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。忽略的作用。在设计基准期内不一定出现，而在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。很短的作用。如楼面活荷载、吊车如楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷荷载、风荷载、雪荷载、温度变化等。载、温度变化等。如爆炸力、撞击力、如爆炸力、撞击力、罕遇的地震等。罕遇的地震等。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页

5、页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理二、作用效应二、作用效应(effect of an action)定义：定义：作用在结构上产生的反应，如内力、应作用在结构上产生的反应，如内力、应力、位移、应变、裂缝等，称为作用效应。力、位移、应变、裂缝等，称为作用效应。通常用通常用S表示表示三、三、结构抗力结构抗力（structural resistance）定义：定义：结构抵抗作用效应的能力，称为结构抗力结构抵抗作用效应的能力，称为结构抗力。通常用通常用R表示，如截面承载力、刚度等。表示，如截面承载力、刚度等。2.1.1结构上的作用、作用结构上的作用、作用效

6、应与结构抗力效应与结构抗力2.1结构可靠度结构可靠度混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章三、三、结构抗力结构抗力（structural resistance）影响抗力的因素影响抗力的因素:材料性能的不确定性材料性能的不确定性强度、变形模量等；强度、变形模量等；几何参数的不确定性几何参数的不确定性构件尺寸等；构件尺寸等；计算模式的精确性计算模式的精确性抗力计算所采用的基本假设抗力计算所采用的基本假设和计算公式不够精确等。和计算公式不够精确等。2.1.1结构上的作用、作用结构上的作用、作用效应与结构抗力效应与结构抗力2.1结构可靠度结

7、构可靠度混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.1.2 结构的预定功能及结构的可靠度结构的预定功能及结构的可靠度2.1结构可靠度结构可靠度v 结构的可靠性结构的可靠性：是指结构在是指结构在规定的时间内规定的时间内，在，在规规定的条件定的条件下，完成下，完成预定功能预定功能的能力的能力。即即安全性、安全性、适用性和耐久性的总称。适用性和

8、耐久性的总称。v 结构可靠度：结构可靠度：就是结构在规定的时间内，在规定就是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。的条件下，完成预定功能的概率。即结构可靠度即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。是结构可靠性的概率度量。规定的时间规定的时间是指设计使用年限。是指设计使用年限。规定的条件规定的条件是指正常设计、正常施工和正常使用的条件。是指正常设计、正常施工和正常使用的条件。预定功能预定功能指满足结构的安全性、适用性和耐久性要求。指满足结构的安全性、适用性和耐久性要求。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.1.2 结

9、构的预定功能及结构的可靠度结构的预定功能及结构的可靠度2.1结构可靠结构可靠度度 设计使用年限：设计使用年限：是指设计规定的结构或结构构件不是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，需进行大修即可按其预定目的使用的时期，即结构即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。在规定的条件下所应达到的使用年限。设计使用年限设计使用年限的概念不同于的概念不同于实际寿命、耐久年限或实际寿命、耐久年限或设计基准期设计基准期。建筑结构可靠度设计统一标准建筑结构可靠度设计统一标准规规定了各类建筑结构的设计使用年限。定了各类建筑结构的设计使用年限。L各类建筑结构设计使用年限和荷载调整系数各类

10、建筑结构设计使用年限和荷载调整系数L混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.1.3 结构的安全等级结构的安全等级2.1结构可靠度结构可靠度v 结构的安全等级结构的安全等级根据结构破坏可能产生的后根据结构破坏可能产生的后果，即危及人的生命、造成的经济损失、产果，即危及人的生命、造成的经济损失、产生社会影响等的严重程度确定。生社会影响等的严重程度确定。建筑物中各类建筑物中各类结构构件的安全等级结构构件的安全等级宜与宜与整个结构的整个结构的安全等级安全等级相同相同，但，但允许允许对部分结构构件根据其重要对部分结构构件根据其重要程度和综合

11、效益进行适当的程度和综合效益进行适当的调整。调整。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.2荷载和材料强度荷载和材料强度2.2.1 荷载标准值的确定荷载标准值的确定1.荷载的统计特性荷载的统计特性(statistical characteristic of a load)我国对建筑结构的各种恒载、民用房屋楼面活我国对建筑结构的各种恒载、民用房屋楼面活荷载、风荷载和雪荷载进行了大量的调查和实荷载、风荷载和雪荷载进行了大量的调查和实测工作。对所取得的资料应用测工作。对所取得的资料应用概率统计方法概率统计方法处处理后，得到了这些荷载的概

12、率分布统计参数。理后，得到了这些荷载的概率分布统计参数。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.2荷载和材料强度荷载和材料强度2.2.1 荷载标准值的确定荷载标准值的确定1.荷载的统计特性荷载的统计特性(statistical characteristic of a load)永久荷载永久荷载 正态分布正态分布可变荷载可变荷载随时间的变异可统一用随机过随时间的变异可统一用随机过程来描述。对可变荷载随机过程的样本函数程来描述。对可变荷载随机过程的样本函数处理后可得到可变荷载在任意时点的概率分处理后可得到可变荷载在任意时点的概率分布和

13、在设计基准期内的最大值的概率分布。布和在设计基准期内的最大值的概率分布。极值极值型分布型分布混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.荷载标准值荷载标准值(characteristic value of a load)是建筑结构按极限状态设计时采用的是建筑结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表荷载基本代表值值。由设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位。由设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位值确定的荷载值，是值确定的荷载值，是永久荷载的唯一代表值。永久荷载的唯一代表值。2.2.1 荷载标准值的确定荷载标准值的确定混凝土结构设计原理混

14、凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.荷载标准值荷载标准值(characteristic value of a load)2.2.1 荷载标准值的确定荷载标准值的确定（1）永久荷载标准值）永久荷载标准值Gk按结构设计规定的尺按结构设计规定的尺寸和材料容重平均值确定。寸和材料容重平均值确定。（2）可变荷载标准值）可变荷载标准值Qk：楼面活荷载标准值：楼面活荷载标准值：直接查荷载规范直接查荷载规范风荷载标准值：风荷载标准值：建筑物所在地的基本风压乘以风压

15、建筑物所在地的基本风压乘以风压高度变化系数、风载体型系数和风振系数确定；高度变化系数、风载体型系数和风振系数确定；雪荷载标准值：雪荷载标准值：建筑物所在地的基本雪压乘以屋面建筑物所在地的基本雪压乘以屋面积雪分布系数确定。积雪分布系数确定。在结构设计中，各类可变荷载标准值及各种材料在结构设计中，各类可变荷载标准值及各种材料容重可由荷载规范容重可由荷载规范 GB 500092012查取。查取。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章1.材料强度的变异性及统计特性材料强度的变异性及统计特性2.2.2 材料强度标准值的确定材料强度标准值的确定

16、材料强度的变异性材料强度的变异性主要是指材质以及工艺、加主要是指材质以及工艺、加载、尺寸等因素引起的材料强度的不确定性。载、尺寸等因素引起的材料强度的不确定性。钢筋强度钢筋强度 正态分布正态分布混凝土强度混凝土强度 正态分布正态分布某钢厂钢材屈服强度统计资料某钢厂钢材屈服强度统计资料 某预制构件厂对某工程所作使块的统计资料某预制构件厂对某工程所作使块的统计资料混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.材料强度标准值材料强度标准值2.2.2 材料强度标准值的确定材料强度标准值的确定钢筋和混凝土的强度标准值钢筋和混凝土的强度标准值是钢筋

17、混凝土结构是钢筋混凝土结构按极限状态设计时采用的材料强度基本代表值。按极限状态设计时采用的材料强度基本代表值。材料强度标准值应根据符合规定质量的材料强材料强度标准值应根据符合规定质量的材料强度的概率分布的某一分位值确定。度的概率分布的某一分位值确定。钢筋强度钢筋强度 具有不小具有不小于于95%保证率的强度值保证率的强度值混凝土强度混凝土强度 具有具有95%保证率的强度值保证率的强度值 材料强度标准值的概率含义材料强度标准值的概率含义混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3极限状态设计法极限状态设计法2.3.1 结构的极限状态结构

18、的极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状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，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此特定状态称为该功能的极限状态极限状态。极限。极限状态状态实质实质上是上是区分结构可靠与失效区分结构可靠与失效的界限。的界限。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3极限状态设计法极限状态设计法2.3.1 结构的极限状态结构的极限状态极限状态分为两类：极限状态分为两类：承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态 安全性安全性 适用性

19、、耐久性适用性、耐久性通常对结构构件通常对结构构件先按先按承载能力极限状态进行承承载能力极限状态进行承载能力计算，载能力计算，然后根据然后根据使用要求按正常使用极使用要求按正常使用极限状态进行变形、裂缝宽度或抗裂等验算。限状态进行变形、裂缝宽度或抗裂等验算。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章1.承载能力极限状态承载能力极限状态保证安全性保证安全性结构或结构构件达到结构或结构构件达到最大承载力或达到不适于继续最大承载力或达到不适于继续承载的变形承载的变形。出现下列状态之一认为超过承载力极限状态：出现下列状态之一认为超过承载力极限状

20、态：1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡；）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡；2）结构构件或连接超过材料强度而破坏，或过度变）结构构件或连接超过材料强度而破坏，或过度变形不适于继续承载；形不适于继续承载；3）结构转变为机动体系；）结构转变为机动体系；4）结构或结构构件丧失稳定；）结构或结构构件丧失稳定；5）地基丧失承载力而破坏；）地基丧失承载力而破坏；6）结构构件的疲劳破坏；）结构构件的疲劳破坏；7）结构因局部破坏而发生连续倒塌。）结构因局部破坏而发生连续倒塌。2.3.1 结构的极限状态结构的极限状态混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮

21、 助助下一章下一章2.3.1 结构的极限状态结构的极限状态2.正常使用极限状态正常使用极限状态保证适用性及耐久性保证适用性及耐久性结构或结构构件达到结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项正常使用或耐久性能的某项规定限值。规定限值。出现下列状态之一认为超过正常使用极限状态：出现下列状态之一认为超过正常使用极限状态：1）影响正常使用或外观的变形；）影响正常使用或外观的变形；2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；缝）；3）影响正常使用的振动；）影响正常使用的振动；4）影响正常使用的其他特定状态，如相对沉降量）影响正常使用的其他特定状态，如相对

22、沉降量过大。过大。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.2 结构的设计状况结构的设计状况v建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列的环境条件和影响，区分下列四种设计状况四种设计状况：持久状况持久状况 短暂状况短暂状况 偶然状况偶然状况在结构使用过程中一定出现，在结构使用过程中一定出现，持续时间较长的状况持续时间较长的状况在结构施工和使用过程中出现在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限概率较大，而与设计使用年限相比持续时间很短的状况相比持续时间很短

23、的状况在结构使用过程中出现概率在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况很小，且持续期很短的状况均应进行承载能力极限状态均应进行承载能力极限状态设计设计；对偶然状况，；对偶然状况，允许主允许主要承重结构因出现设计规定要承重结构因出现设计规定的偶然事件而局部破坏，但的偶然事件而局部破坏，但其剩余部分具有在一段时间其剩余部分具有在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度内不发生连续倒塌的可靠度；对持久状况，对持久状况，尚应进行正常尚应进行正常使用极限状态设计使用极限状态设计；对短暂；对短暂状况和地震设计状况，状况和地震设计状况，可根可根据需要进行正常使用极限状据需要进行正常使用极限状态设计态设计 地

24、震状况地震状况在结构使用过程中遭受地震在结构使用过程中遭受地震作用时的状况作用时的状况混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.3 结构的功能函数和极限状态方程结构的功能函数和极限状态方程v 按极限状态方法设计建筑结构时，要求所设计按极限状态方法设计建筑结构时，要求所设计的结构具有一定的预定功能，这可用的结构具有一定的预定功能，这可用包括各有包括各有关变量在内的结构功能函数来表达关变量在内的结构功能函数来表达，即：，即：12(,)nZg XXX12(,)0nZg XXX极限状态方程极限状态方程功能函数功能函数当功能函数中仅包括作

25、用效应当功能函数中仅包括作用效应S和结构抗力和结构抗力R两个两个基本变量时，可得：基本变量时，可得：(,)Zg R SRS混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.3 结构的功能函数和极限状态方程结构的功能函数和极限状态方程(,)Zg R SRS 当当 时，时，0Z 结构处于结构处于可靠可靠状态状态 当当 时，时，当当 时，时，结构处于结构处于失效失效状态状态结构处于结构处于极限极限状态状态0Z 0Z 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计算

26、结构可靠度的计算v1.结构的失效概率结构的失效概率pf由于作用效应由于作用效应S和结构抗力和结构抗力R都是随机变量或都是随机变量或随机过程随机过程，因此要绝对地保证，因此要绝对地保证R总是大于总是大于S是是不可能的。不可能的。R和和S的概率密度曲线的概率密度曲线混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算v1.结构的失效概率结构的失效概率pf R和和S的概率密度曲线的概率密度曲线由图可见，在多数情况下，由图可见，在多数情况下，R大于大于S。但是，由于。但是，由于R和和S的离散性，在它们概率密度曲

27、线的重叠区（阴影段的离散性，在它们概率密度曲线的重叠区（阴影段内）仍有可能内）仍有可能出现出现R小于小于S的情况，这种可能性的大的情况，这种可能性的大小用概率来表示就是小用概率来表示就是失效概率失效概率pf。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算v1.结构的失效概率结构的失效概率pf当结构功能函数中仅有两个独立的随机变量当结构功能函数中仅有两个独立的随机变量R和和S，且都，且都服从正态分布服从正态分布时，功能函数时，功能函数Z的概的概率密度曲线如图所示。率密度曲线如图所示。结构的失效概率可

28、直接结构的失效概率可直接通过通过Z0的概率（图中阴的概率（图中阴影面积）来表达，即影面积）来表达，即:0f(0)()ZZpP Zf Z dZ混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算v1.结构的失效概率结构的失效概率pf用失效概率度量结构的可靠性具有明确的物理意用失效概率度量结构的可靠性具有明确的物理意义，能较好的反应问题的实质，但其计算较复杂，义，能较好的反应问题的实质，但其计算较复杂，国际和我国标准目前均采用国际和我国标准目前均采用可靠指标可靠指标b b来度量结构来度量结构的可靠度。的可靠

29、度。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算v2.结构构件的可靠指标结构构件的可靠指标b b（1）可靠指标）可靠指标b b令令22RSZZRSbf()ZZpb由上式可见，由上式可见，b b与与pf具有数值上的对应关系，也具有数值上的对应关系，也具有与具有与pf相对应的物理意义。相对应的物理意义。b b越大，越大，pf就越小，就越小，即结构越可靠，故即结构越可靠，故b b称为称为可靠指标可靠指标。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一

30、章2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算v2.结构构件的可靠指标结构构件的可靠指标b b（1）可靠指标）可靠指标b b22RSZZRSbf()ZZpb当当仅有作用效应和结构抗力两个基本变量且均按正仅有作用效应和结构抗力两个基本变量且均按正态分布时态分布时，结构构件的可靠指标可按上式计算；，结构构件的可靠指标可按上式计算；当当基本变量为非正态分布时基本变量为非正态分布时，结构构件的可靠指标，结构构件的可靠指标应以结构构件作用效应和抗力应以结构构件作用效应和抗力当量当量正态分布的平均正态分布的平均值和标准差按上式计算。值和标准差按上式计算。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主

31、页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算v2.结构构件的可靠指标结构构件的可靠指标b b（2）设计可靠指标）设计可靠指标b b设计规范所规定的、作为设计结构或结设计规范所规定的、作为设计结构或结构构件时所应达到的可靠指标，称为构构件时所应达到的可靠指标，称为设设计可靠指标计可靠指标，它是根据设计所要求达到，它是根据设计所要求达到的结构可靠度而取定的，所以又称为的结构可靠度而取定的，所以又称为目目标可靠指标。标可靠指标。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计

32、算结构可靠度的计算v2.结构构件的可靠指标结构构件的可靠指标b b（2）设计可靠指标）设计可靠指标b b设计可靠指标，设计可靠指标，理论上理论上应根据各种结构构件的重要性、应根据各种结构构件的重要性、破坏性质（延性、脆性）几失效后果，用优化方法分破坏性质（延性、脆性）几失效后果，用优化方法分析确定。析确定。限于目前统计资料不够完备，并考虑到标准规范的现限于目前统计资料不够完备，并考虑到标准规范的现实继承性，一般采用实继承性，一般采用“校准法校准法”确定。所谓确定。所谓“校准校准法法”，就是通过对原有规范可靠度的反演计算和综合，就是通过对原有规范可靠度的反演计算和综合分析，确定以后设计时所采用的

33、结构构件的可靠指标。分析，确定以后设计时所采用的结构构件的可靠指标。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算v2.结构构件的可靠指标结构构件的可靠指标b b（2）设计可靠指标）设计可靠指标b b根据根据“校准法校准法”的确定结果，统一标的确定结果，统一标准给出了结构构件准给出了结构构件承载能力极限状态承载能力极限状态的设计可靠指标的设计可靠指标。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算v2

34、.结构构件的可靠指标结构构件的可靠指标b b（2）设计可靠指标）设计可靠指标b b延性破坏：结构构件在破坏前有明延性破坏：结构构件在破坏前有明显的变形或其他预兆；显的变形或其他预兆；脆性破坏：结构构件在破坏前没有脆性破坏：结构构件在破坏前没有明显的变形或其他预兆。明显的变形或其他预兆。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算v2.结构构件的可靠指标结构构件的可靠指标b b（2）设计可靠指标）设计可靠指标b b结构构件结构构件正常使用极限状态的设计可靠指正常使用极限状态的设计可靠指标标，根据其

35、作用效应的可逆程度宜取，根据其作用效应的可逆程度宜取01.5。可逆极限状态可逆极限状态指产生超越状态的作用被移去指产生超越状态的作用被移去后，将不再保持超越状态的一种极限状态。后，将不再保持超越状态的一种极限状态。不可逆极限状态不可逆极限状态指产生超越状态的作用被移去指产生超越状态的作用被移去后，仍将永久保持超越状态的一种极限状态。后，仍将永久保持超越状态的一种极限状态。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算v2.结构构件的可靠指标结构构件的可靠指标b b（2）设计可靠指标）设计可靠指标b

36、 b结构构件结构构件正常使用极限状态的设计可靠指正常使用极限状态的设计可靠指标标，根据其作用效应的可逆程度宜取，根据其作用效应的可逆程度宜取01.5。对可逆的正常使用极限状态对可逆的正常使用极限状态其可靠指标取为其可靠指标取为0；对不可逆的正常使用极限状态对不可逆的正常使用极限状态其可靠指标取为其可靠指标取为1.5；当可逆程度介于两者之间时，取当可逆程度介于两者之间时，取01.5之间的值，可之间的值，可逆程度越高，取值越小。逆程度越高，取值越小。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.4 极限状态设计表达式极限状态设计表达式v极限

37、状态设计表达式：极限状态设计表达式：以基本变量标准以基本变量标准值和分项系数形式表达的极限状态方程值和分项系数形式表达的极限状态方程。分项系数分项系数是根据结构构件基本变量的统计特是根据结构构件基本变量的统计特性，以结构可靠度的概率分析为基础经优选性，以结构可靠度的概率分析为基础经优选确定的，起着确定的，起着相当于设计可靠指标相当于设计可靠指标b b的的作用。作用。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.4.1 承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式v1.基本表达式：基本表达式：0SRckskcskkcs(,),ff

38、RR ff aRa0结构重要性系数；结构重要性系数；R结构构件抗力的设计值；结构构件抗力的设计值；()R 结构构件的抗力函数；结构构件的抗力函数；cs,ff混凝土、钢筋的强度设计值；混凝土、钢筋的强度设计值；材料的抗力力分项系数；材料的抗力力分项系数；几何参数的标准值；几何参数的标准值；ka荷载组合的效应设计值。荷载组合的效应设计值。cksk,ffcs,S混凝土、钢筋的强度标准值；混凝土、钢筋的强度标准值；按荷载效应的按荷载效应的基本组合基本组合或或偶然组合偶然组合，采用下列极限状态设计，采用下列极限状态设计表达式表达式混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上

39、一章帮帮 助助下一章下一章2.4.1 承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式v2.荷载效应组合的设计值：荷载效应组合的设计值：（1）基本组合）基本组合：荷载效应组合的设计：荷载效应组合的设计值应从下列组合中取最不利值确定：值应从下列组合中取最不利值确定：可变荷载效应控制组合可变荷载效应控制组合永久荷载效应控制组合永久荷载效应控制组合GG kQiLiciQik11mnjjjiSSS GG kQ1L1Q1kQiLiciQik12mnjjjiSSSS 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.4.1 承载能力极限状态设计表达

40、式承载能力极限状态设计表达式v2.荷载效应组合的设计值：荷载效应组合的设计值：（2）偶然组合）偶然组合：d1G kAQ1kqiQik12mnjfjiSSSSS用于承载能力极限状态计算的效应设计值：用于承载能力极限状态计算的效应设计值：用于偶然事件发生后受损结构整体稳定性用于偶然事件发生后受损结构整体稳定性验算的效应设计值：验算的效应设计值：1G kQ1kqiQik12mnjfjiSSSS按偶然荷载标按偶然荷载标准值计算的荷准值计算的荷载效应值载效应值第一个可变荷载第一个可变荷载的频遇值系数的频遇值系数第第i个可变荷载的个可变荷载的准永久值系数准永久值系数混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第

41、2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.4.1 承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式v3.荷载分项系数、荷载设计值：荷载分项系数、荷载设计值：（1）荷载分项系数荷载分项系数 ,GQ调整荷载标准值使结构可靠度趋于相同。调整荷载标准值使结构可靠度趋于相同。荷载分项系数是根据下述荷载分项系数是根据下述原则原则优选确定的。即在各项荷载标优选确定的。即在各项荷载标准值已给定的条件下，对各类结构构件在各种长期的荷载效准值已给定的条件下，对各类结构构件在各种长期的荷载效应比值和荷载效应组合下，用不同的分项系数值，按极限状应比值和荷载效应组合下，用不同的分项系数值，按极

42、限状态设计表达式设计各种构件并计算其所具有的可靠指标，然态设计表达式设计各种构件并计算其所具有的可靠指标，然后从中选取一组分项系数，使按此设计所得的各种结构构件后从中选取一组分项系数，使按此设计所得的各种结构构件所具有的可靠指标与规定的设计可靠指标之间在总体上差异所具有的可靠指标与规定的设计可靠指标之间在总体上差异最小。最小。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.荷载分项系数、荷载设计值：荷载分项系数、荷载设计值：v（1）荷载分项系数荷载分项系数 荷载规范规定：荷载规范规定：永久荷载分项系数永久荷载分项系数 G当永久荷载效应对结

43、构不利（使结构内当永久荷载效应对结构不利（使结构内力增大）时：力增大）时：对由可变荷载效应控制的对由可变荷载效应控制的组合组合，应取，应取1.2；对由永久荷载效应控制对由永久荷载效应控制的组合的组合，应取，应取1.35；当永久荷载效应对结构有利（使结构内当永久荷载效应对结构有利（使结构内力减小）时：不应大于力减小）时：不应大于1.0。,GQ混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.荷载分项系数、荷载设计值：荷载分项系数、荷载设计值：v（1）荷载分项系数荷载分项系数 荷载规范规定：荷载规范规定：可变荷载分项系数可变荷载分项系数 G一般

44、情况下应取一般情况下应取1.4；对工业建筑楼面结构，当活荷载标对工业建筑楼面结构，当活荷载标准值大于准值大于4kN/m2时，从经济效果考时，从经济效果考虑，应取虑，应取1.3。,GQ混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章3.荷载分项系数、荷载设计值：荷载分项系数、荷载设计值：v（2）荷载设计值荷载设计值 荷载分项系数与荷载标准值的乘积。荷载分项系数与荷载标准值的乘积。永久荷载设计值永久荷载设计值=G标准值标准值 可变荷载设计值可变荷载设计值=Q标准值标准值 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一

45、章帮帮 助助下一章下一章3.荷载分项系数、荷载设计值：荷载分项系数、荷载设计值：v（3）荷载组合值系数荷载组合值系数 ，荷载组合值荷载组合值对可变荷载设计值再乘以调整系数，即对可变荷载设计值再乘以调整系数，即荷载组合值系数荷载组合值系数。荷载组合值：荷载组合值：当有两个或两个以上可变当有两个或两个以上可变荷载同时作用时的代表值荷载同时作用时的代表值。ciciikQ组合值系数的选取：组合值系数的选取：除风荷载取除风荷载取0.6外，大部分可变荷载取外，大部分可变荷载取0.7，个别可变荷载取个别可变荷载取0.9（可查规范）（可查规范）混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录

46、上一章上一章帮帮 助助下一章下一章4.材料分项系数材料分项系数、材料强度设计值、材料强度设计值材料分项系数：材料分项系数：考虑材料的离散性和施考虑材料的离散性和施工中不可避免的偏差带来的不利影响，工中不可避免的偏差带来的不利影响，引入的一个大于引入的一个大于1的系数；的系数；材料强度设计值：材料强度设计值：材料强度标准值除以材料强度标准值除以材料分项系数。材料分项系数。确定钢筋和混凝土材料分项系数时，确定钢筋和混凝土材料分项系数时，对于具有对于具有统计资料的材料，统计资料的材料，按设计可靠指标通过可靠度按设计可靠指标通过可靠度分析确定；分析确定；对统计资料不足的情况对统计资料不足的情况，则以工

47、程，则以工程经验为主要依据，通过对规范经验为主要依据，通过对规范(TJ10-74）钢）钢筋砼结构设计规范结构构件的校准计算确定。筋砼结构设计规范结构构件的校准计算确定。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章 混凝土：混凝土：,钢筋：钢筋：,cckc ff ctkt ff syky ff syky ff 4.材料分项系数材料分项系数、材料强度设计值：、材料强度设计值：式中：式中：混凝土的材料分项系数；建筑工程取混凝土的材料分项系数；建筑

48、工程取1.4,钢筋的材料分项系数；建筑工程对钢筋的材料分项系数；建筑工程对HPB300、HRB335、HRBF335、HRB400、HRBF400取取1.1，HRB500、HRBF500取取1.15；预应力钢筋（钢丝、钢绞线、预应力钢筋（钢丝、钢绞线、预应力螺纹钢筋）取预应力螺纹钢筋）取1.2c s 混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.4.2 正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式v1.可变荷载的频遇值与准永久值可变荷载的频遇值与准永久值按结构正常使用极限状态的要求进行设按结构正常使用极限状态的要求进行设计时，例

49、如要求控制房屋的变形、裂缝，计时，例如要求控制房屋的变形、裂缝，局部损坏及引起不舒适的振动时，应从局部损坏及引起不舒适的振动时，应从不同的要求选择荷载的代表值。不同的要求选择荷载的代表值。可变荷载有四种代表值：可变荷载有四种代表值：标准值、组合值、标准值、组合值、频遇值、准永久值。频遇值、准永久值。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.4.2 正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式v1.可变荷载的频遇值与准永久值可变荷载的频遇值与准永久值可变荷载的一个样本可变荷载的一个样本TTxx超过超过Qx的总持续时间。的总持续

50、时间。设计基准期。设计基准期。混凝土结构设计原理混凝土结构设计原理第 2 章主主 页页目目 录录上一章上一章帮帮 助助下一章下一章2.4.2 正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式v1.可变荷载的频遇值与准永久值可变荷载的频遇值与准永久值可变荷载的频遇值：在设计基准期内，可变荷载的频遇值：在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率其超越的总时间为规定的较小比率（x）或超越频率为规定频率的荷载值。或超越频率为规定频率的荷载值。可由可由可变荷载的频遇值系数乘以可变荷载标可变荷载的频遇值系数乘以可变荷载标准值求得准值求得。相当于在结构上时而出现的较大相当于在结构上时而出现的较大荷载