第三章《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

1、混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章第三章第三章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章本章重點(diǎn)本章重點(diǎn) 結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力的概結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力的概念及其隨機(jī)特性；念及其隨機(jī)特性； 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的理論基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的理論基礎(chǔ)可靠可靠 度理論；度理論； 我國規(guī)范的設(shè)計方法我國規(guī)范的設(shè)計方法概率極限狀態(tài)設(shè)概率極限狀態(tài)設(shè) 計法。計法?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄

2、錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.1.1 結(jié)構(gòu)上的作用結(jié)構(gòu)上的作用定義：定義：凡能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、凡能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、裂縫的因素，都稱之為結(jié)構(gòu)上的作用。裂縫的因素，都稱之為結(jié)構(gòu)上的作用。 直接作用：直接作用：荷載荷載； 間接作用：溫度、收縮、徐變、地基不均勻沉降、間接作用：溫度、收縮、徐變、地基不均勻沉降、地震等。地震等。3.1結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力 （1）按隨時間的變異按隨時間的變異可分為三類：可分為三類：永久作用永久作用可變作用可變作用偶然作用偶然作用在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)其量值不隨時在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)其量值不隨時間變

3、化，或其變化與平均值相間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計的作用。比可以忽略不計的作用。在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)其量值隨時間在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)其量值隨時間變化，且其變化與平均值相比變化，且其變化與平均值相比不可忽略的作用。不可忽略的作用。在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時間很短的作用。時間很短的作用。如樓面活荷載、吊車如樓面活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、溫度變化等。載、溫度變化等。如爆炸力、撞擊力、如爆炸力、撞擊力、罕遇的地震等。罕遇的地震等。如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力、地基沉降、預(yù)應(yīng)力、地

4、基沉降、焊接等。焊接等。2. 2. 作用的分類作用的分類混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理（2）按隨空間位置的變異按隨空間位置的變異可分為二類：可分為二類：固定作用固定作用自由作用自由作用在結(jié)構(gòu)上具有固定分布在結(jié)構(gòu)上具有固定分布的作用。其特點(diǎn)是在結(jié)的作用。其特點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的空間位置固構(gòu)上出現(xiàn)的空間位置固定不變，但其量值可能定不變，但其量值可能具有隨機(jī)性。具有隨機(jī)性。在結(jié)構(gòu)上一定范圍內(nèi)可以在結(jié)構(gòu)上一定范圍內(nèi)可以任意分布的作用。任意分布的作用。如房屋建筑樓面上位如房屋建筑樓面上位置固定的設(shè)備荷載、置固定的設(shè)備荷載、屋蓋上的水箱等屋蓋上的水箱等。如樓面的人員荷載、如樓面的人員荷載、吊車荷載等吊

5、車荷載等。混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.1.2 作用效應(yīng)作用效應(yīng) 定義：定義：凡能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、裂凡能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、應(yīng)力、位移、應(yīng)變、裂 縫的，都稱之為結(jié)構(gòu)上的作用?？p的，都稱之為結(jié)構(gòu)上的作用。3.1.3 結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力 定義：定義：結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力(resistance) 結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力是指整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)（即內(nèi)力是指整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)（即內(nèi)力

6、和變形）的能力。和變形）的能力。 影響抗力的主要因素影響抗力的主要因素有哪些？有哪些？材料性能的不確定性材料性能的不確定性幾何參數(shù)的不確定性幾何參數(shù)的不確定性計算模式的不確定性計算模式的不確定性強(qiáng)度、變形模量等強(qiáng)度、變形模量等構(gòu)件尺寸等構(gòu)件尺寸等抗力計算所采用的基本假設(shè)抗力計算所采用的基本假設(shè)和計算公式不夠精確等和計算公式不夠精確等 地震作用：地震作用：地震引起的地面運(yùn)動會使房屋在豎向或水平方向產(chǎn)生加地震引起的地面運(yùn)動會使房屋在豎向或水平方向產(chǎn)生加速度反應(yīng)，其加速度反應(yīng)值與房屋本身質(zhì)量的乘積，就速度反應(yīng)，其加速度反應(yīng)值與房屋本身質(zhì)量的乘積，就形成地震對房屋的作用。形成地震對房屋的作用?；炷两Y(jié)

7、構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章什么是震級什么是地震烈度？什么是震級什么是地震烈度？混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章1. 地震震級是表征地震強(qiáng)弱的指標(biāo)，是地震釋放能量多少的尺度，一次地震僅一個震級。2. 震級定義有三種：近震震級ML、面波震級MS和體波震級MB。3.是地震對地面影響的強(qiáng)烈程度，主要依據(jù)宏觀的依據(jù)宏觀的地震影響和破壞現(xiàn)象來判斷。地震影響和破壞現(xiàn)象來判斷。 地震烈度把地震的強(qiáng)烈程度，從無感到建筑物毀滅及山河改觀等劃分為若干等級，列成表格，以統(tǒng)一的尺度衡量地震的強(qiáng)烈程度?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章靜態(tài)作用靜態(tài)作用動態(tài)作用動態(tài)作用 （3）按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點(diǎn)按結(jié)

8、構(gòu)的反應(yīng)特點(diǎn)可分為二類：可分為二類：使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度可以忽略不使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度可以忽略不計的作用。計的作用。使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度不可忽略不使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度不可忽略不計的作用。在結(jié)構(gòu)分析時一般均計的作用。在結(jié)構(gòu)分析時一般均應(yīng)考慮其動力效應(yīng)。應(yīng)考慮其動力效應(yīng)。如結(jié)構(gòu)自重、住宅或如結(jié)構(gòu)自重、住宅或辦公樓的樓面活荷載辦公樓的樓面活荷載如吊車荷載、地震作如吊車荷載、地震作用、大型動力設(shè)備的用、大型動力設(shè)備的作用、高聳結(jié)構(gòu)上的作用、高聳結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載等。風(fēng)荷載等。2.震級與震中烈度的關(guān)系震級與震中烈度的關(guān)系對于中淺源地震，震中烈度與震級的大致對照關(guān)對于中淺源地震，震中烈度與震級的大致對照關(guān)系如表系如表

9、地震震級地震震級(M)23456788以上以上震中烈度震中烈度(I0)123456778910111213烈烈度度在地面上在地面上人的感覺人的感覺房屋震害程度房屋震害程度其他震害現(xiàn)象其他震害現(xiàn)象水平向地面運(yùn)動水平向地面運(yùn)動震害現(xiàn)象震害現(xiàn)象平均平均震害震害指數(shù)指數(shù)峰值加峰值加速度速度(cm/s2)峰值速峰值速度度(cm/s)無感無感 室內(nèi)個別靜止中室內(nèi)個別靜止中的人感覺的人感覺 室內(nèi)少數(shù)靜止中室內(nèi)少數(shù)靜止中的人感覺的人感覺 門、窗輕微作門、窗輕微作響響 懸掛物微動懸掛物微動 室內(nèi)多數(shù)人、室室內(nèi)多數(shù)人、室外少數(shù)人感覺，外少數(shù)人感覺，少數(shù)人夢中驚醒少數(shù)人夢中驚醒門、窗作響門、窗作響 懸掛物微動明顯擺

10、動，懸掛物微動明顯擺動，器皿作響器皿作響 室內(nèi)普遍、室內(nèi)普遍、室外多數(shù)人感覺室外多數(shù)人感覺，多數(shù)人夢中驚，多數(shù)人夢中驚醒醒 門窗、屋頂、門窗、屋頂、屋架顫動作響，屋架顫動作響，灰土掉落，抹灰土掉落，抹灰出，現(xiàn)微細(xì)灰出，現(xiàn)微細(xì)裂縫，有檐瓦裂縫，有檐瓦掉落，個別屋掉落，個別屋頂煙囪掉磚頂煙囪掉磚 不穩(wěn)定器物搖動或翻不穩(wěn)定器物搖動或翻倒倒31(22-44)3(2-4)中國地震烈度表（中國地震烈度表（GB/T17742-1999）14多數(shù)人站立不穩(wěn)，多數(shù)人站立不穩(wěn)，少數(shù)人驚逃屋外少數(shù)人驚逃屋外損壞損壞墻體墻體出現(xiàn)裂縫，檐出現(xiàn)裂縫，檐瓦掉落，個別瓦掉落，個別屋頂煙囪裂縫、屋頂煙囪裂縫、掉落，掉落， 0-

11、0.10-0.1河岸和松軟土上出現(xiàn)河岸和松軟土上出現(xiàn)裂縫；飽和砂層出現(xiàn)裂縫；飽和砂層出現(xiàn)噴砂冒水；有的獨(dú)立噴砂冒水；有的獨(dú)立磚煙囪輕度裂縫、掉磚煙囪輕度裂縫、掉頭頭6363(45-89)(45-89)6 6(5-9)(5-9)大多數(shù)人驚逃戶大多數(shù)人驚逃戶外，騎自行車的外，騎自行車的人有感覺，行駛?cè)擞懈杏X，行駛中的汽車駕乘人中的汽車駕乘人員有感覺員有感覺輕度破壞輕度破壞局部破壞、開局部破壞、開裂、小修和不裂、小修和不需要修理可繼需要修理可繼續(xù)使用續(xù)使用0.11-0.11-0.300.30河岸出現(xiàn)坍方，飽和河岸出現(xiàn)坍方，飽和砂層常見噴砂冒水；砂層常見噴砂冒水；松軟土上地裂縫較多；松軟土上地裂縫較多

12、；大多數(shù)獨(dú)立磚煙囪中大多數(shù)獨(dú)立磚煙囪中等破壞等破壞125125(90-(90-177)177)1313(10-18)(10-18)多數(shù)人搖晃顛簸，多數(shù)人搖晃顛簸，行走困難行走困難中等破壞中等破壞結(jié)構(gòu)受損，需結(jié)構(gòu)受損，需要修復(fù)才能使要修復(fù)才能使用用0.31-0.31-0.500.50干硬土上亦出現(xiàn)裂縫；干硬土上亦出現(xiàn)裂縫；大多數(shù)獨(dú)立磚煙囪嚴(yán)大多數(shù)獨(dú)立磚煙囪嚴(yán)重破壞。樹梢折斷，重破壞。樹梢折斷，房屋破壞，人畜傷亡房屋破壞，人畜傷亡250250(178-(178-353)353)2525(19-35)(19-35) 行動的人摔倒行動的人摔倒嚴(yán)重破壞嚴(yán)重破壞結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，局部倒塌，局部倒塌

13、，修復(fù)困難修復(fù)困難0.51-0.51-0.700.70干硬土上出現(xiàn)許多地干硬土上出現(xiàn)許多地方出現(xiàn)裂縫；基巖可方出現(xiàn)裂縫；基巖可能出現(xiàn)裂縫、滑坡坍能出現(xiàn)裂縫、滑坡坍方常見；獨(dú)立磚煙囪方常見；獨(dú)立磚煙囪許多倒塌許多倒塌500500(354-(354-707)707)5050(36-71)(36-71)15騎自行車的人會騎自行車的人會摔倒，處不穩(wěn)狀摔倒，處不穩(wěn)狀態(tài)的人會摔離原態(tài)的人會摔離原地，有拋起感地，有拋起感大多數(shù)部倒塌大多數(shù)部倒塌0.71-0.71-0.900.90山崩和地震斷裂出現(xiàn)；山崩和地震斷裂出現(xiàn)；基巖上拱橋破壞；大基巖上拱橋破壞；大多數(shù)獨(dú)立磚煙囪從根多數(shù)獨(dú)立磚煙囪從根部破壞或倒毀部破壞

14、或倒毀10001000(708-(708-1414)1414)100100(72-(72-141)141) 普遍倒塌普遍倒塌0.91-0.91-1.001.00地震斷裂延續(xù)很長；地震斷裂延續(xù)很長；大量山崩滑坡大量山崩滑坡 地面劇烈變化，山河地面劇烈變化，山河改觀改觀 注：數(shù)量詞的含義為：個別指注：數(shù)量詞的含義為：個別指10%10%以下；少數(shù)指以下；少數(shù)指10%-15%10%-15%；多數(shù)指；多數(shù)指50%-70%50%-70%；大多數(shù)指；大多數(shù)指70%-90%70%-90%；普；普遍指遍指90%90%以上。以上。使用說明：使用說明：（1 1）-度以地面上人的感覺及其他震害為主；度以地面上人的感覺

15、及其他震害為主；-度以房屋震害和其他其他震害現(xiàn)象綜合度以房屋震害和其他其他震害現(xiàn)象綜合考慮，人的感覺僅供參考；考慮，人的感覺僅供參考；-度以地表震害現(xiàn)象為主。度以地表震害現(xiàn)象為主。（2 2）在高樓上的人感覺要比地面上室內(nèi)人的感覺明顯，應(yīng)適當(dāng)降低評定值。）在高樓上的人感覺要比地面上室內(nèi)人的感覺明顯，應(yīng)適當(dāng)降低評定值。（3 3）表中房屋為未經(jīng)抗震設(shè)計和加固的單層和數(shù)層磚混和磚木房屋。相對建筑質(zhì)量特別差或特）表中房屋為未經(jīng)抗震設(shè)計和加固的單層和數(shù)層磚混和磚木房屋。相對建筑質(zhì)量特別差或特別好以及地基特別差或特別好的房屋，可根據(jù)具體情況，對表中個烈度相應(yīng)的震害程度和平均震別好以及地基特別差或特別好的房屋

16、，可根據(jù)具體情況，對表中個烈度相應(yīng)的震害程度和平均震害指數(shù)予以提高和降低。害指數(shù)予以提高和降低。（4 4）平均震害指數(shù)可以在調(diào)查區(qū)域內(nèi)用普查或隨機(jī)抽樣的方法確定。）平均震害指數(shù)可以在調(diào)查區(qū)域內(nèi)用普查或隨機(jī)抽樣的方法確定。（5 5）在農(nóng)村可按自然村為單位，在城鎮(zhèn)可按街區(qū)進(jìn)行烈度的評定，面積以）在農(nóng)村可按自然村為單位，在城鎮(zhèn)可按街區(qū)進(jìn)行烈度的評定，面積以1km1km2 2左右為宜。左右為宜。（6 6）凡有地面強(qiáng)震記錄資料的地方，表列水平向地面峰值加速度和峰值速度可作為綜合評定烈）凡有地面強(qiáng)震記錄資料的地方，表列水平向地面峰值加速度和峰值速度可作為綜合評定烈度的依據(jù)。度的依據(jù)。16結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性結(jié)

17、構(gòu)布置的規(guī)則性w平面布置宜簡單、對稱，具有良好的整體平面布置宜簡單、對稱，具有良好的整體性。性。w建筑物立面和豎向剖面宜規(guī)則，側(cè)向剛度建筑物立面和豎向剖面宜規(guī)則，側(cè)向剛度宜均勻變化，豎向構(gòu)件尺寸及強(qiáng)度宜自上宜均勻變化，豎向構(gòu)件尺寸及強(qiáng)度宜自上而下逐漸減小，避免剛度和承載力的突變。而下逐漸減小，避免剛度和承載力的突變。w建筑物平、立面復(fù)雜時，可考慮用防震縫建筑物平、立面復(fù)雜時，可考慮用防震縫將結(jié)構(gòu)分割開。將結(jié)構(gòu)分割開。2022-1-117不 規(guī) 則 類不 規(guī) 則 類型型定定 義義扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移），大于該樓層兩端

18、彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的1.2倍倍凹 凸 不 規(guī)凹 凸 不 規(guī)則則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸，大于相應(yīng)投影方向總尺寸的的30%樓 板 局 部樓 板 局 部不連續(xù)不連續(xù)樓板尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度樓板尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度地小于該層樓板典型寬度地50%，或開洞面積大于該層，或開洞面積大于該層樓面面積的樓面面積的30%，或較大的樓層錯層，或較大的樓層錯層 結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則平面不規(guī)則平面不規(guī)則2022-1-118xy122/ )(21水平地

19、震作用2/ )(5 . 12/ )(212212應(yīng)使，屬扭轉(zhuǎn)不規(guī)則扭轉(zhuǎn)不規(guī)則扭轉(zhuǎn)不規(guī)則2022-1-119maxBmaxBmax3 . 0 BBmax3 . 0 BBmaxBmaxBmax3 . 0 BBmax3 . 0 BB平面凹凸不規(guī)則平面凹凸不規(guī)則2022-1-120BLBAAA3.00BBb5.0L平面局部不連續(xù)平面局部不連續(xù)(大開洞大開洞)2022-1-121不規(guī)則類型定 義側(cè)向剛度不規(guī)則該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25% 豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的

20、內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等）向下傳遞樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一層樓層的80% 結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則豎向不規(guī)則豎向不規(guī)則2022-1-122iiiVK/1iKiK17 . 0iiKK38 . 0321iiiiKKKK3iK2iK1iKiK沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則沿豎向的側(cè)向剛度不規(guī)則2022-1-123豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)2022-1-1241, iyQiyQ,1,8 . 0iyiyQQ豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)屈服抗剪強(qiáng)度屈服抗剪強(qiáng)度非均勻化非均勻化 由溫差和地基不均勻沉降引起的內(nèi)力由溫差和地基不均勻沉降引起的內(nèi)力晝夜溫差、季節(jié)性溫差，

21、每時每刻都在改變著形狀和尺晝夜溫差、季節(jié)性溫差，每時每刻都在改變著形狀和尺寸，當(dāng)寸，當(dāng)這種改變受到約束這種改變受到約束時，就會使房屋結(jié)構(gòu)受到內(nèi)力時，就會使房屋結(jié)構(gòu)受到內(nèi)力效應(yīng)。效應(yīng)。內(nèi)外柱相差幾十毫米外柱溫差內(nèi)力效應(yīng)在高層中尤其明顯。 由地基不均勻沉降引起的內(nèi)力效應(yīng)由地基不均勻沉降引起的內(nèi)力效應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.2荷載分類荷載分類(1)按照隨時間的變異性分類按照隨時間的變異性分類 永久荷載永久荷載( (恒荷載恒荷載) ) 定義：定義：大小、方向、作用點(diǎn)不隨時間改變的荷載，如大小、方向、作用點(diǎn)不隨時間改變的荷載，如

22、 自重，土壓力，預(yù)應(yīng)力等；自重，土壓力，預(yù)應(yīng)力等；可變荷載可變荷載( (活荷載活荷載) ) 定義：定義：大小、方向、作用點(diǎn)隨時間改變的荷載，如樓大小、方向、作用點(diǎn)隨時間改變的荷載，如樓 面和屋面活載，風(fēng)荷載、雪荷載、吊車荷載、面和屋面活載，風(fēng)荷載、雪荷載、吊車荷載、 車輛荷載等；車輛荷載等；偶爾荷載偶爾荷載 定義：定義：結(jié)構(gòu)使用期間可能不出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，時間短、結(jié)構(gòu)使用期間可能不出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，時間短、 效應(yīng)大的荷載，如爆炸力，撞擊等。效應(yīng)大的荷載，如爆炸力，撞擊等。 混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章 (2)按照隨位置的變異性分類按照隨位置的變異性分類 固定荷載：在結(jié)構(gòu)空間位置上具有

23、固定的分布；固定荷載：在結(jié)構(gòu)空間位置上具有固定的分布； 可動荷載：在結(jié)構(gòu)空間位置一定范圍內(nèi)可以任可動荷載：在結(jié)構(gòu)空間位置一定范圍內(nèi)可以任意分布。意分布。 (3)按照結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分類：按照結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分類： 靜態(tài)荷載：對結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生動力效應(yīng)，或小的可靜態(tài)荷載：對結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生動力效應(yīng)，或小的可以忽略；以忽略； 動態(tài)荷載：對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動力效應(yīng)，且不可以忽動態(tài)荷載：對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動力效應(yīng)，且不可以忽略略?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.3.1 永久荷載永久荷載3.3荷載代表值荷載代表值標(biāo)準(zhǔn)值：標(biāo)準(zhǔn)值：結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大值。結(jié)構(gòu)使用期間可能出

24、現(xiàn)的最大值。標(biāo)準(zhǔn)值：標(biāo)準(zhǔn)值：結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大值，也是可結(jié)構(gòu)使用期間可能出現(xiàn)的最大值，也是可變荷載的基本代表值變荷載的基本代表值 。3.3.2 可變荷載可變荷載組合值：組合值：當(dāng)有兩個或兩個以上可變荷載同時作用十當(dāng)有兩個或兩個以上可變荷載同時作用十的代表值的代表值 。組合值組合值 = c 標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值 實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：以確定值（代表值）表達(dá)不確定的隨機(jī)變量，以確定值（代表值）表達(dá)不確定的隨機(jī)變量， 便于設(shè)計時，定量描述和運(yùn)算便于設(shè)計時，定量描述和運(yùn)算混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章（1 1）荷載標(biāo)準(zhǔn)值）荷載標(biāo)準(zhǔn)值(characteristic value of a load) )

25、 荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值是建筑結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)設(shè)計時采用的荷載基是建筑結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)設(shè)計時采用的荷載基本代表值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值可由設(shè)計基準(zhǔn)期最大荷載概率分布的本代表值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值可由設(shè)計基準(zhǔn)期最大荷載概率分布的某一分位值確定，某一分位值確定，即取比統(tǒng)計平均值大的某一荷載值即取比統(tǒng)計平均值大的某一荷載值。若為正態(tài)分布，則如圖中的若為正態(tài)分布，則如圖中的 。kP荷載標(biāo)準(zhǔn)值的概率含義荷載標(biāo)準(zhǔn)值的概率含義混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章（2）可變荷載的組合值）可變荷載的組合值 由于由于施加在結(jié)構(gòu)上的各種可變荷載不可能同時達(dá)到各自施加在結(jié)構(gòu)上的各種可變荷載不可能同時達(dá)到各自的最大值的最大值，因此，必須

26、考慮荷載組合，使組合后的荷載效，因此，必須考慮荷載組合，使組合后的荷載效應(yīng)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率能與該荷載單獨(dú)出現(xiàn)時的相應(yīng)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率能與該荷載單獨(dú)出現(xiàn)時的相應(yīng)概率趨于一致?？勺兒奢d組合值系數(shù)應(yīng)概率趨于一致?？勺兒奢d組合值系數(shù) 是根據(jù)兩種或兩是根據(jù)兩種或兩種以上可變荷載在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的相遇情況及其組合的最種以上可變荷載在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的相遇情況及其組合的最大值的概率分布，大值的概率分布，并根據(jù)在不同荷載效應(yīng)組合下結(jié)構(gòu)構(gòu)件并根據(jù)在不同荷載效應(yīng)組合下結(jié)構(gòu)構(gòu)件所具有的可靠指標(biāo)相一致的原則確定的。所具有的可靠指標(biāo)相一致的原則確定的。 稱為可變荷載稱為可變荷載的組合值。的組合值。cckQ混凝

27、土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章（3）可變荷載的頻遇值：）可變荷載的頻遇值：（4） 可變荷載的準(zhǔn)永久值可變荷載的準(zhǔn)永久值：在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時間為其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值。率的荷載值。可由可變荷載的頻遇值可由可變荷載的頻遇值系數(shù)乘以可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值求得。系數(shù)乘以可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值求得。在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時間其超越的總時間約為設(shè)計基準(zhǔn)期一半的荷載值。約為設(shè)計基準(zhǔn)期一半的荷載值?？煽捎煽勺兒奢d的準(zhǔn)永久值系數(shù)乘以可由可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)乘以可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值求得。變荷載標(biāo)準(zhǔn)值求得。混凝土結(jié)

28、構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章頻遇值：頻遇值：常遇值常遇值,計算裂縫變形時用。計算裂縫變形時用。準(zhǔn)永久值：準(zhǔn)永久值：可變荷載中，較穩(wěn)定的那一部分值，計可變荷載中，較穩(wěn)定的那一部分值，計算裂縫變形時用算裂縫變形時用。頻遇值頻遇值 = f 標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值 t/T0.13.3.3 偶然荷載：偶然荷載：按使用特點(diǎn)定。按使用特點(diǎn)定。準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值 = q 標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值 t/T=0.5（t為設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載達(dá)到和超過該值的總持續(xù)時間，為設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載達(dá)到和超過該值的總持續(xù)時間，T為設(shè)計基準(zhǔn)期。為設(shè)計基準(zhǔn)期。）混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第

29、三章準(zhǔn)永久值系數(shù)與頻遇值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù)與頻遇值系數(shù)可變荷載的最大值并非長期作用于結(jié)構(gòu)之上，可變荷載的最大值并非長期作用于結(jié)構(gòu)之上，對于可變荷載長對于可變荷載長期作用部分，要對其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。期作用部分，要對其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)采用采用準(zhǔn)永久值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù)與與頻遇值系數(shù)頻遇值系數(shù)(小于小于1)來考慮這種折減。來考慮這種折減。第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法 可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)，可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)，系根據(jù)在設(shè)計基準(zhǔn)期系根據(jù)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載達(dá)到和超過該值的總持續(xù)時間與設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)荷載達(dá)到和超過該值的總持續(xù)時間與設(shè)計基準(zhǔn)期總持續(xù)時間的比值而確

30、定?？偝掷m(xù)時間的比值而確定。 可變荷載的頻遇值系數(shù)，可變荷載的頻遇值系數(shù)，是根據(jù)可變荷載超越的是根據(jù)可變荷載超越的總時間或超越次數(shù)確定的?？倳r間或超越次數(shù)確定的。混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章荷載短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合荷載短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合 可變荷載已有四種代表值，即可變荷載已有四種代表值，即標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值、組合值組合值、準(zhǔn)永久值、頻遇值準(zhǔn)永久值、頻遇值，其中，其中標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值稱為稱為基本代表基本代表值值，其他代表值可由基本代表值乘以相應(yīng)的系其他代表值可由基本代表值乘以相應(yīng)的系數(shù)而得。數(shù)而得。根據(jù)實(shí)際設(shè)計工作中的需要，須區(qū)分根據(jù)實(shí)際設(shè)計工作中的需要，須區(qū)分荷載短期荷載短期

31、作用和荷載長期作用作用和荷載長期作用下構(gòu)件的變形大小和裂縫寬下構(gòu)件的變形大小和裂縫寬度的計算。度的計算。因此，根據(jù)不同的設(shè)計目的，分別因此，根據(jù)不同的設(shè)計目的，分別考慮考慮荷載短荷載短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合。第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章單位：千牛單位：千牛/立方米立方米 恒載的計算恒載的計算 自重自重 鋼：鋼：78.5 木：木：49 杉木、馬尾松、櫟木杉木、馬尾松、櫟木 混凝土：混凝土：25 加氣混凝土：加氣混凝土：5.57.5混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章 花崗巖、大理石花崗巖、大理石 28 瓷磚：瓷磚：

32、17.8 玻璃：玻璃：25.6 鋼絲玻璃：鋼絲玻璃：26 磚：磚：18混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章標(biāo)準(zhǔn)值查荷載規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值查荷載規(guī)范3.4樓面和屋面活荷載樓面和屋面活荷載荷載規(guī)范中的荷載值不包括隔墻重和二次裝修重。荷載規(guī)范中的荷載值不包括隔墻重和二次裝修重。 2kN/m0 . 5 直升飛機(jī)坪：直升飛機(jī)坪： 樓面：樓面：2kN/m0 . 2 屋面：屋面：不上人屋面不上人屋面 上人屋面上人屋面 屋頂花園屋頂花園2kN/m5 . 02kN/m0 . 22kN/m0 . 3活載為人、家具、活載為人、家具、貯存物、設(shè)備等。貯存物、設(shè)備等。

33、家具設(shè)備為什么是恒載還是活載？混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章活載：可移動。按它們最可能大的值和活載：可移動。按它們最可能大的值和 放在最不利位置進(jìn)行計算放在最不利位置進(jìn)行計算。 混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時當(dāng)計算主要承重結(jié)構(gòu)時3.5風(fēng)荷載風(fēng)荷載wk = zs z w0 21式中：式中： z 高度高度Z處的風(fēng)振系數(shù)處的風(fēng)振系數(shù); s 體型系數(shù)體型系數(shù);z 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按地面粗糙程度風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按地面粗糙程度 A、B、C、D四級定，四級定， A 海岸、湖海岸、湖 區(qū)；區(qū)； B 農(nóng)村、市郊

34、；農(nóng)村、市郊； C 一般城市一般城市 市區(qū)；市區(qū)； D有密集高層建筑市區(qū)有密集高層建筑市區(qū) ;混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章n1050100長沙地區(qū)長沙地區(qū) w0 （ ）0.250.350.40基本風(fēng)壓值基本風(fēng)壓值 w0 50年一遇的基本風(fēng)壓（年一遇的基本風(fēng)壓（ ）。）。2kN/m2kN/m北京郊區(qū)某5m高單層房屋迎風(fēng)面風(fēng)載222. 0mkn同處一幢18層高層建筑27 . 0mkn3.風(fēng)載風(fēng)載混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章n1050100長沙地區(qū)長沙地區(qū) W0（

35、）0.350.450.50基本雪壓值基本雪壓值2kN/m3. 雪荷載雪荷載sk = r s0 22式中：式中： r 屋面積雪分布系數(shù)屋面積雪分布系數(shù); s0 50年一遇的基本雪壓（）。年一遇的基本雪壓（）。2kN/m第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章 設(shè)計使用年限設(shè)計使用年限-計算結(jié)構(gòu)可靠度所依據(jù)的年限。 是是指設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需要進(jìn)行大修即可按其預(yù)定的目的使用的時期。注意注意：設(shè)計使用年限不同于設(shè)計使用年限不同于實(shí)際壽命、耐久年限實(shí)際壽命、耐久年限或或設(shè)計基準(zhǔn)期設(shè)計基準(zhǔn)期。設(shè)計基準(zhǔn)期設(shè)計基準(zhǔn)期指為確定可

36、變作用及與時間有關(guān)的材料指為確定可變作用及與時間有關(guān)的材料性能等取值而選用的時間參數(shù)。性能等取值而選用的時間參數(shù)。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定規(guī)定設(shè)計基準(zhǔn)期為設(shè)計基準(zhǔn)期為50年。年。3.7結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限與安全等級結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限與安全等級混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章3.7結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限與安全等級結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限與安全等級3.7.1 結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限類類別別結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)的設(shè)計使結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限（年）用年限（年）臨時性結(jié)構(gòu)臨時性結(jié)構(gòu)5易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件25普通房屋和構(gòu)筑物普通房屋

37、和構(gòu)筑物50紀(jì)念性建筑和特別重要建筑紀(jì)念性建筑和特別重要建筑1003.7.2 結(jié)構(gòu)的安全等級結(jié)構(gòu)的安全等級按結(jié)構(gòu)的按結(jié)構(gòu)的重要性重要性劃分劃分一級：一級：重要建筑重要建筑二級：二級：一般建筑一般建筑三級：三級：次要建筑次要建筑 第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章建筑結(jié)構(gòu)的功能建筑結(jié)構(gòu)的功能:3.8結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)及其分類結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)及其分類安全性安全性:要求結(jié)構(gòu)承擔(dān)正常施工和正常使用條件正常施工和正常使用條件下，可能出現(xiàn)的各種作用，而不產(chǎn)生破壞不產(chǎn)生破壞。并且在偶然事件偶然事件發(fā)生時以

38、及發(fā)生后，能保持必需的整體穩(wěn)定性，不至于因局部損壞而產(chǎn)生連續(xù)破壞局部損壞而產(chǎn)生連續(xù)破壞。 如（如（MMu）；整體穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性適用性適用性 :要求結(jié)構(gòu)在正常使用時滿足正常的要求，具有良好的工作性能,如不發(fā)生過大的變形和過寬的裂縫不發(fā)生過大的變形和過寬的裂縫（如墻板的裂縫不能過寬，否則會出現(xiàn)滲水病影響觀瞻；橋梁結(jié)構(gòu)變形不能過大，否則影響車輛的運(yùn)行）。耐久性耐久性:結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，應(yīng)具有足結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，應(yīng)具有足夠的耐久性夠的耐久性,（如材料的老化、腐蝕等不能超過規(guī)定的限制等）混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章安全

39、性安全性：在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種：在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種作用（作用（包括荷載及外加變形或約束變形包括荷載及外加變形或約束變形）；在偶然事件（）；在偶然事件（如如強(qiáng)烈地震、爆炸、沖擊力等強(qiáng)烈地震、爆炸、沖擊力等）發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必）發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性（需的整體穩(wěn)定性（即結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)即結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌倒塌）。）。適用性適用性：結(jié)構(gòu)在正常使用時具有良好的工作性能，如不發(fā)生：結(jié)構(gòu)在正常使用時具有良好的工作性能，如不發(fā)生過大的變形或過寬的裂縫等；過大的變形或過寬的裂縫等；耐久性耐久性：在

40、正常維護(hù)的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)在預(yù)定的設(shè)計使用年：在正常維護(hù)的條件下，結(jié)構(gòu)應(yīng)在預(yù)定的設(shè)計使用年限內(nèi)滿足各項功能的要求，即應(yīng)限內(nèi)滿足各項功能的要求，即應(yīng)具有足夠的耐久性，如混凝具有足夠的耐久性，如混凝土不發(fā)生嚴(yán)重的脫落、剝離；鋼筋不發(fā)生嚴(yán)重的銹蝕，以免土不發(fā)生嚴(yán)重的脫落、剝離；鋼筋不發(fā)生嚴(yán)重的銹蝕，以免影響結(jié)構(gòu)安全或正常使用影響結(jié)構(gòu)安全或正常使用?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章定義：定義：整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計指定的某一功能要求就不能滿足設(shè)計指定的某一功能要求，這個特定

41、的，這個特定的狀態(tài)稱之為該功能的狀態(tài)稱之為該功能的極限狀態(tài)極限狀態(tài)。 承載能力極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)：超過這一極限狀態(tài)時結(jié)構(gòu)超過這一極限狀態(tài)時結(jié)構(gòu)將發(fā)生將發(fā)生破壞、倒塌或失穩(wěn)破壞、倒塌或失穩(wěn)等現(xiàn)象。等現(xiàn)象。分類：分類： 正常使用極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)：超過這一極限狀態(tài)時結(jié)構(gòu)將出超過這一極限狀態(tài)時結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)現(xiàn)過大的變形過大的變形、過寬的裂縫或出現(xiàn)、過寬的裂縫或出現(xiàn)鋼筋嚴(yán)重銹蝕、鋼筋嚴(yán)重銹蝕、混凝土腐蝕、風(fēng)化、剝落混凝土腐蝕、風(fēng)化、剝落等現(xiàn)象。等現(xiàn)象。3.8結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)及其分類結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)及其分類混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章 極限狀態(tài)分為兩類：極限狀態(tài)分為兩類

42、：承載能力極限態(tài)承載能力極限態(tài)正常使用極限態(tài)正常使用極限態(tài)安全性安全性適用性、耐久性適用性、耐久性混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)極限狀態(tài)：極限狀態(tài)： 整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀 態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求某一功能要求，這個，這個 特定狀態(tài)稱為特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)該功能的極限狀態(tài)。 結(jié)構(gòu)能夠完成預(yù)定的各項功能時，則稱結(jié)結(jié)構(gòu)能夠完成預(yù)定的各項功能時，則稱結(jié)構(gòu)是構(gòu)是“可靠可靠”的或的或“有效有效”的。反之，則結(jié)構(gòu)的。反之，則結(jié)構(gòu)為為“不可靠不可靠”或或“失效失效”?；炷两Y(jié)構(gòu)

43、基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)“有效狀態(tài)有效狀態(tài)”與與“失效狀態(tài)失效狀態(tài)”的的分界分界稱為稱為“極限狀態(tài)極限狀態(tài)”。 鋼筋混凝土簡支梁的可靠、失效和極限狀態(tài)概念 結(jié)構(gòu)的功能 可靠 極限狀態(tài) 失效 安全性 受彎承載力 M Mu 適用性 撓度變形 f f 耐久性 裂縫寬度 wmax wmax 1.承載力能力極限狀態(tài)承載力能力極限狀態(tài)：超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的安全安全性性功能要求。功能要求。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力（包括疲勞）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力（包括疲勞）結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、結(jié)構(gòu)整體或其中一

44、部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移）滑移）結(jié)構(gòu)塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用結(jié)構(gòu)塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸）塑性鉸）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法第一節(jié) 結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法 第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章2.2.正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的適用性超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的適用性

45、和耐久性的功能要求。和耐久性的功能要求。影響正常使用的變形、側(cè)移（影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、影響正常使用的變形、側(cè)移（影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、不安全感、不能正常使用（吊車）等）；不安全感、不能正常使用（吊車）等）；影響正常使用的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏影響正常使用的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）；水等）；影響正常使用的振動（不舒適）；影響正常使用的振動（不舒適）；其他正常使用要求。其他正常使用要求。第二節(jié) 極 限 狀 態(tài)第一節(jié) 結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章結(jié)構(gòu)的可靠性：結(jié)構(gòu)的可靠性：指結(jié)

46、構(gòu)的安全性、適用性、耐久性。指結(jié)構(gòu)的安全性、適用性、耐久性。結(jié)構(gòu)的可靠度：結(jié)構(gòu)的可靠度：指結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)指結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)(50)、規(guī)定條件下、規(guī)定條件下(sss)完完成預(yù)定功能的概率，是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量。成預(yù)定功能的概率，是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量。3. 結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度平均值zf (z)反彎點(diǎn)zpspr可靠概率失效概率Z0Z0失效 可靠標(biāo)準(zhǔn)差正態(tài)分布正態(tài)分布 = 2 0 0，結(jié)構(gòu)可靠；，結(jié)構(gòu)可靠；= 0= 0，極限狀態(tài)；，極限狀態(tài)；0 0，結(jié)構(gòu)失效。，結(jié)構(gòu)失效。 變異系數(shù)變異系數(shù)z=z/z混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章結(jié)構(gòu)的可靠度、失效概率結(jié)構(gòu)的可靠度

47、、失效概率 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的成預(yù)定功能的概率概率（或者達(dá)不到預(yù)定功能的（或者達(dá)不到預(yù)定功能的概率概率-失效概率失效概率）。）。 因此，結(jié)構(gòu)的可靠度是用結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能因此，結(jié)構(gòu)的可靠度是用結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能的概率的大小來定量描述的。的概率的大小來定量描述的。 可靠度是可靠性的概率的度量?？煽慷仁强煽啃缘母怕实亩攘?。第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法概念概念3.9.1 3.9.1 結(jié)構(gòu)可靠度理論結(jié)構(gòu)可靠度理論在規(guī)定的時間內(nèi)（一般為在規(guī)定的時間內(nèi)（一般為5050年），在規(guī)定年），在規(guī)定的條件下（正常設(shè)計、正常施工和正常使的條件

48、下（正常設(shè)計、正常施工和正常使用），完成預(yù)定功能的概率，稱為結(jié)構(gòu)的用），完成預(yù)定功能的概率，稱為結(jié)構(gòu)的可靠度，即可靠概率。以可靠度，即可靠概率。以P Ps s表示表示安全性、適用性、耐久性安全性、適用性、耐久性結(jié)構(gòu)的可靠度結(jié)構(gòu)的可靠度 失效概率失效概率強(qiáng)度強(qiáng)度/ /荷載值荷載值出出現(xiàn)現(xiàn)概概率率0 0SSS SS SS S失效失效可靠可靠00)()(dzzfPdzzfPsf1 sfPP結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定功能的概率，以結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定功能的概率，以P Pf f表示。表示?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章 失效概率越小，表示結(jié)構(gòu)可靠性越大。因此，可以用失效失效概率越小，表示結(jié)構(gòu)可靠性越大。因

49、此，可以用失效概率來定量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小。概率來定量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小。結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量稱為稱為結(jié)構(gòu)可靠度結(jié)構(gòu)可靠度。 當(dāng)失效概率當(dāng)失效概率Pf小于某個值時，人們因結(jié)構(gòu)失效的可能性很小于某個值時，人們因結(jié)構(gòu)失效的可能性很小而不再擔(dān)心，即可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計是可靠的。該失效概率限小而不再擔(dān)心，即可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計是可靠的。該失效概率限值稱為值稱為容許失效概率容許失效概率Pf。失效概率失效概率Pf = P (Z S。但在但在重疊區(qū)重疊區(qū)（陰影段內(nèi)）仍（陰影段內(nèi)）仍有可能有可能出現(xiàn)出現(xiàn)RS是不可能的。是不可能的。fp混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上

50、一章上一章幫幫 助助下一章下一章式中：式中： 結(jié)構(gòu)抗力的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；結(jié)構(gòu)抗力的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；作用效應(yīng)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。作用效應(yīng)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。RR 、ss 、3.10結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)現(xiàn)行設(shè)計方法以概率理論為基礎(chǔ)，用可靠指標(biāo)度量，采現(xiàn)行設(shè)計方法以概率理論為基礎(chǔ)，用可靠指標(biāo)度量，采用多個分項系數(shù)表達(dá)。設(shè)，則用多個分項系數(shù)表達(dá)。設(shè)，則zz 242s2RsRzz 混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章 3.10.1 3.10.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計方法結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 容許應(yīng)力設(shè)計法容許應(yīng)力設(shè)計法 破損階段設(shè)計法破損階段設(shè)計法 極限狀態(tài)設(shè)計法極限狀態(tài)設(shè)計法 以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法以概

51、率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章1.容許應(yīng)力設(shè)計法容許應(yīng)力設(shè)計法第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法kf鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能不是彈性的；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能不是彈性的；結(jié)構(gòu)中一點(diǎn)達(dá)到容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)即認(rèn)為失效；結(jié)構(gòu)中一點(diǎn)達(dá)到容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)即認(rèn)為失效；沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求；沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求；安全系數(shù)是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，缺乏科學(xué)依據(jù)安全系數(shù)是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，缺乏科學(xué)依據(jù)。混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章2.2.破損階段設(shè)計法破損階段設(shè)計法KMMu 整個截面達(dá)到極限承載力才認(rèn)為失效，考慮整個截面達(dá)到

52、極限承載力才認(rèn)為失效，考慮了材料塑性和強(qiáng)度的充分發(fā)揮，極限荷載可以了材料塑性和強(qiáng)度的充分發(fā)揮，極限荷載可以直接由試驗(yàn)驗(yàn)證，構(gòu)件的總安全度較為明確。直接由試驗(yàn)驗(yàn)證，構(gòu)件的總安全度較為明確。 但但安全系數(shù)安全系數(shù)K仍然仍然憑經(jīng)驗(yàn)確定，憑經(jīng)驗(yàn)確定， 沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求的問題。沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求的問題。第三節(jié) 荷載、承載力、可靠性與可靠度第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法3.3.極限狀態(tài)設(shè)計法極限狀態(tài)設(shè)計法第三節(jié) 荷載、承載力、可靠性與可靠度第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法 除要求對承載力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計外，還包括了撓度和裂除要求對承載力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計外，還包括了撓度和裂縫

53、寬度（適用性）的極限狀態(tài)的設(shè)計?？p寬度（適用性）的極限狀態(tài)的設(shè)計。 對于承載力極限狀態(tài)，針對荷載、材料的不同變異性，不對于承載力極限狀態(tài)，針對荷載、材料的不同變異性，不再采用單一的安全系數(shù)，而采用的多系數(shù)表達(dá)。再采用單一的安全系數(shù)，而采用的多系數(shù)表達(dá)。)()(0，hbAkfkfMqkMssskcckuikqi 材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度 fck 和和 fsk 是根據(jù)統(tǒng)計后按一定保證率取其下限分是根據(jù)統(tǒng)計后按一定保證率取其下限分位值，反映的材料強(qiáng)度的變異性。位值，反映的材料強(qiáng)度的變異性。 荷載值荷載值 qik 也盡可能根據(jù)各種荷載的統(tǒng)計資料，按一定保證也盡可能根據(jù)各種荷載的統(tǒng)計資料，按一定保證率取其上限分

54、位值。率取其上限分位值。 荷載系數(shù)荷載系數(shù) kqi ，材料強(qiáng)度系數(shù)材料強(qiáng)度系數(shù) kc 和和 ks 仍按經(jīng)驗(yàn)確定，但對仍按經(jīng)驗(yàn)確定，但對于不同荷載的變異大小，可取不同的荷載系數(shù)。于不同荷載的變異大小，可取不同的荷載系數(shù)。混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章4.4.以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法 由于由于實(shí)際結(jié)構(gòu)中的不確定性實(shí)際結(jié)構(gòu)中的不確定性，因此無論如何，因此無論如何設(shè)計結(jié)構(gòu)，都會有失效的可能性存在，只是可設(shè)計結(jié)構(gòu)，都會有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。能性大小不同而已。 為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)可靠性可靠性的大小，采用的大

55、小，采用概率方法概率方法是比較合理的。是比較合理的。第三節(jié) 荷載、承載力、可靠性與可靠度第三章 按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則結(jié)構(gòu)設(shè)計中的結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不確定性不確定性 2)(81lqgM 恒載恒載 g與構(gòu)件尺寸、材料容重等有關(guān)與構(gòu)件尺寸、材料容重等有關(guān) 活載活載 q（樓面活載、雪荷載）的數(shù)值是隨（樓面活載、雪荷載）的數(shù)值是隨時在變化的時在變化的 計算跨度計算跨度 l 的不準(zhǔn)確的不準(zhǔn)確bfkAfkhAfMcsysyu120)1 (材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度 fy 和和 fc 的離散的離散截面尺寸截面尺寸h0和和 b 的施工誤差的施工誤差應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系參數(shù)應(yīng)變關(guān)系參數(shù) k

56、1 和和 k2uMM 不一定安全（可靠）不一定安全（可靠）g+q第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章 極限狀態(tài)方程極限狀態(tài)方程第三節(jié) 荷載、承載力、可靠性與可靠度S荷載效應(yīng)荷載效應(yīng) 結(jié)構(gòu)上的各種作用結(jié)構(gòu)上的各種作用（如荷載、不均勻沉降、溫度變形、收（如荷載、不均勻沉降、溫度變形、收縮變形、地震等）縮變形、地震等）產(chǎn)生的效應(yīng)總和產(chǎn)生的效應(yīng)總和（如彎矩（如彎矩M、軸力、軸力N、剪力、剪力V、扭矩、扭矩T、撓度、撓度 f、裂縫寬度、裂縫寬度 w 等）等）R結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力 結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力 (如受彎承載力Mu、受剪承載力Vu、容許撓

57、度f、容許裂縫寬度w ) S = S(Q) -力學(xué)的主要內(nèi)容力學(xué)的主要內(nèi)容R = R(fc, fy, A, h0, As, ) -本課程的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容S R 失效失效第三章 混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計原則第三節(jié) 荷載、承載力、可靠性與可靠度結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可用下面的極限狀態(tài)函數(shù)表示：結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可用下面的極限狀態(tài)函數(shù)表示：Z=R-S (極限狀態(tài)方程)對應(yīng)的：對應(yīng)的：Z=R-S0 時，時，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；Z=R-S=0時，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)；時，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)；Z=R-SR) =P(Z 0)ZZfP與與Pf的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系0)(dxZf第三章 按近似概率論的極限狀

58、態(tài)設(shè)計法2S2RSR結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)破壞類型破壞類型安安 全全 等等 級級一級一級二級二級三級三級延性破壞延性破壞3.73.22.7脆性破壞脆性破壞4.23.73.2混凝土結(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章 按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時結(jié)構(gòu)承載力的設(shè)計可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)承載力的設(shè)計可靠指標(biāo) 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時破壞類型破壞類型安全等級安全等級一級一級二級二級三級三級塑性破壞塑性破壞3.73.22.7脆性破壞脆性破壞4.23.73.2根據(jù)其

59、可逆程度可取根據(jù)其可逆程度可取0 1.5。 可靠指標(biāo)可靠指標(biāo) reliability index =3.7時，時，Pf=1.110-4，按設(shè)計基準(zhǔn)期，按設(shè)計基準(zhǔn)期50年考慮，年失效概年考慮，年失效概率為率為1.110-4/50=2.210-6 5050年后并不是結(jié)構(gòu)就失效，而是失效概率增加。同年后并不是結(jié)構(gòu)就失效，而是失效概率增加。同時，結(jié)構(gòu)失效也并不表示結(jié)構(gòu)倒塌，結(jié)構(gòu)倒塌也不時，結(jié)構(gòu)失效也并不表示結(jié)構(gòu)倒塌，結(jié)構(gòu)倒塌也不一定造成人員傷亡。一定造成人員傷亡。 我國對于一般工程結(jié)構(gòu)，當(dāng)為延性破壞時，其可靠指標(biāo)取我國對于一般工程結(jié)構(gòu)，當(dāng)為延性破壞時，其可靠指標(biāo)取 =3.2，對脆性破壞取，對脆性破壞取

60、 =3.7。 對于重要的工程結(jié)構(gòu)，應(yīng)提高可靠指標(biāo)。對于重要的工程結(jié)構(gòu)，應(yīng)提高可靠指標(biāo)?；炷两Y(jié)構(gòu)基本原理混凝土結(jié)構(gòu)基本原理第三章主主 頁頁目目 錄錄上一章上一章幫幫 助助下一章下一章2.11.1 計算公式計算公式2.11承載力極限狀態(tài)的設(shè)計方法承載力極限狀態(tài)的設(shè)計方法及其荷載組合及其荷載組合 25RS 0 式中：式中： 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； 安全等級為一級或使用年限為安全等級為一級或使用年限為100年時，年時， ； 安全等級為二級或使用年限為安全等級為二級或使用年限為50年時，年時， ； 安全等級為三級或使用年限為安全等級為三級或使用年限為5年時，年時， 。 荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值，