單元二 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)

1、單元二 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本知識(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 了解結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力；2 掌握結(jié)構(gòu)的功能要求、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)；3 了解概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，理解可靠度、可靠指標(biāo)的概念；4 掌握概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)用表達(dá)式；5 掌握荷載各種代表值和強(qiáng)度值的取法，并能夠根據(jù)不同設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相應(yīng)的荷載組合； 【任務(wù)概況】今在一辦公樓無(wú)梁樓面上有活動(dòng)的雙面抹灰板條隔墻一條，高3.60m；樓面厚150mm的鋼筋混凝土無(wú)梁樓板及20mm厚的抹灰層，樓面計(jì)算跨度為4.2m。已知鋼筋混凝土的自重為25 kN/m3,抹灰砂漿自重20 kN/m3，雙面抹灰板條隔墻自重0.9kN/m2，樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0 k

2、N/m2，抹灰板條隔墻自重給予樓面的活荷載附加值為1.08 kN/m。要求：計(jì)算該樓面?zhèn)鹘o支撐墻面的荷載設(shè)計(jì)值（按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)）。 相關(guān)知識(shí)一 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本概念1 結(jié)構(gòu)可靠性與可靠度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的，就是要使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)能夠在具有足夠可靠性的前提下，完成全部預(yù)定功能的要求。結(jié)構(gòu)的功能是由其使用要求決定的，具體有如下四個(gè)方面：（1）結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常施工和正常使用期間可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形、約束變形等的作用。（2）結(jié)構(gòu)在正常使用條件下具有良好的工作性能，例如，不發(fā)生影響正常使用的過(guò)大變形或局部損壞。（3）結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)的條件下，在規(guī)

3、定的時(shí)間內(nèi)，具有足夠的耐久性，例如，不發(fā)生開(kāi)展過(guò)大的裂縫寬度，不發(fā)生由于混凝土保護(hù)層碳化導(dǎo)致鋼筋的銹蝕。（4）在偶然荷載（如地震、強(qiáng)風(fēng)）作用下或偶然事件（如爆炸）發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持整體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌。上述要求中，第（1）、（4）兩項(xiàng)通常是指結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性，關(guān)系到人身安全，稱為結(jié)構(gòu)的安全性；第（2）項(xiàng)指結(jié)構(gòu)的適用性；第（3）項(xiàng)指結(jié)構(gòu)的耐久性。結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性這三者總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。可靠性的數(shù)量描述一般用可靠度，安全性的數(shù)量描述則用安全度。由此可見(jiàn)，結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)可完成“預(yù)定功能”的概率度量，它是建立在統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上經(jīng)計(jì)算分析確定，從而給結(jié)構(gòu)的可靠性一個(gè)定量

4、的描述。因此，可靠度比安全度的含義更廣泛，更能反映結(jié)構(gòu)的可靠程度。根據(jù)當(dāng)前國(guó)際上的一致看法，結(jié)構(gòu)可靠度定義是指：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。這里所說(shuō)的“規(guī)定時(shí)間”是指對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠度分析時(shí)，結(jié)合結(jié)構(gòu)使用期，考慮各種基本變量與時(shí)間的關(guān)系所取用的基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)；“規(guī)定的條件”是指結(jié)構(gòu)正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用的條件，即不考慮人為過(guò)失的影響；“預(yù)定功能”是指上面提到的四項(xiàng)基本功能?？煽慷雀拍钪械摹耙?guī)定時(shí)間”即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性分析時(shí)，考慮持久設(shè)計(jì)狀況下各項(xiàng)基本變量與時(shí)間關(guān)系所采用的基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)。可參考結(jié)構(gòu)使用壽命的要求適當(dāng)選定，但不能將設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期簡(jiǎn)單地理解為結(jié)

5、構(gòu)的使用壽命，兩者是有聯(lián)系的，然而又不完全等同。當(dāng)結(jié)構(gòu)的使用年限超過(guò)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期時(shí)，表明它的失效概率可能會(huì)增大，不能保證其目標(biāo)可靠指標(biāo)，但不等于結(jié)構(gòu)喪失所要求的功能甚至報(bào)廢。例如，橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期定義為T=100年，但到了100年時(shí)不一定該橋梁就不能使用了。一般來(lái)說(shuō)，使用壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期也可以長(zhǎng)一些，使用壽命短，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期應(yīng)短一些，通常設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期應(yīng)該小于壽命期，而不應(yīng)該大于壽命期。影響結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計(jì)基本變量如車輛作用、人群作用、風(fēng)作用、溫度作用等都是隨時(shí)間變化的，設(shè)計(jì)變量取值大小與時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，從而直接影響結(jié)構(gòu)可靠度。因此，必須參照結(jié)構(gòu)的預(yù)期壽命、維護(hù)能力和措施等規(guī)定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。目

6、前，國(guó)際上對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的取值尚不統(tǒng)一，但多?。?0120）年。根據(jù)我國(guó)公路橋梁的使用現(xiàn)狀和以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)公路橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期統(tǒng)一取為100年，屬于適中時(shí)域。2 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)在使用期間的工作情況，稱為結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。結(jié)構(gòu)能夠滿足各項(xiàng)功能要求而良好地工作，稱為結(jié)構(gòu)“可靠”。反之則稱結(jié)構(gòu)“失效”。結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)是處于可靠還是失效的標(biāo)志用“極限狀態(tài)”來(lái)衡量。當(dāng)整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)而不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求時(shí)，則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。對(duì)于結(jié)構(gòu)的各種極限狀態(tài)，均應(yīng)規(guī)定明確的標(biāo)志和限值。國(guó)際上一般將結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為如下三類：1）承載能力極限狀態(tài)。這種極限狀態(tài)對(duì)

7、應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)：（1）整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如滑動(dòng)、傾覆等）；（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接處因超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞（包括疲勞破壞），或因過(guò)度的塑性變形而不能繼續(xù)承載；（3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成機(jī)動(dòng)體系；（4）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如柱的壓屈失穩(wěn)等）；2）正常使用極限狀態(tài)。這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)限值的狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)：（1）影響正常使用或外觀的變形；（2）影響正常使用或耐久性能的局部損壞；（

8、3）影響正常使用的振動(dòng)；（4）影響正常使用的其它特定狀態(tài)。3）“破壞安全”極限狀態(tài)這種極限狀態(tài)又稱為條件極限狀態(tài)。超過(guò)這種極限狀態(tài)而導(dǎo)致的破壞，是指允許結(jié)構(gòu)物發(fā)生局部損壞，而對(duì)已發(fā)生局部破壞結(jié)構(gòu)的其余部分，應(yīng)該具有適當(dāng)?shù)目煽慷?，能繼續(xù)承受降低了的設(shè)計(jì)荷載。其指導(dǎo)思想是，當(dāng)偶然事件發(fā)生后，要求結(jié)構(gòu)仍保持完整無(wú)損是不現(xiàn)實(shí)的，也是沒(méi)有必要和不經(jīng)濟(jì)的，故只能要求結(jié)構(gòu)不致因此而造成更嚴(yán)重的損失。所以這種設(shè)計(jì)理論可應(yīng)用于橋梁抗震和連拱推力墩的計(jì)算等方面。歐洲混凝土委員會(huì)、國(guó)際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織等國(guó)際組織，一般將極限狀態(tài)分為兩類：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。加拿大曾提出三種極限狀態(tài)，即

9、破壞極限狀態(tài)、損傷極限狀態(tài)和使用極限狀態(tài)。其中損傷極限狀態(tài)是由混凝土的裂縫或碎裂而引起的損壞，因其對(duì)人身安全危險(xiǎn)性較小，可允許比破壞極限狀態(tài)具有較大一些的失效概率。我國(guó)的工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB 50153-2008）將極限狀態(tài)劃分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。同時(shí)提出，隨著技術(shù)進(jìn)步和科學(xué)發(fā)展，在工程結(jié)構(gòu)上還應(yīng)考慮“連續(xù)倒塌極限狀態(tài)”，即萬(wàn)一個(gè)別構(gòu)件局部破壞，整個(gè)結(jié)構(gòu)仍能在一定時(shí)間內(nèi)保持必需的整體穩(wěn)定性，防止發(fā)生連續(xù)倒塌。廣義地說(shuō)，這是為了避免出現(xiàn)與破壞原因不相稱的結(jié)構(gòu)破壞。這種狀態(tài)主要是針對(duì)偶然事件，如撞擊、爆炸等而言的。目前，結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)一般是將賦予概率意義的極限狀態(tài)

10、方程轉(zhuǎn)化為極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式，此類設(shè)計(jì)均可稱為概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用概率意義上的可靠度、可靠概率或可靠指標(biāo)來(lái)衡量結(jié)構(gòu)的安全程度，表明工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。實(shí)際上，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不可能是絕對(duì)可靠的，至多是說(shuō)它的不可靠概率或失效概率相當(dāng)小，關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的失效概率小到何種程度人們才能比較放心地接受。以往采用的容許應(yīng)力和定值極限狀態(tài)等傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法實(shí)際上也具有一定的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，只是其失效概率未像現(xiàn)在這樣被人們明確地揭示出來(lái)。工程結(jié)構(gòu)的可靠度通常受各種作用效應(yīng)、材料性能、結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)、計(jì)算模式準(zhǔn)確程度等諸多因素的影響。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠度分析和設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)針對(duì)所要求的結(jié)構(gòu)各種功能，

11、把這些有關(guān)因素作為基本變量X1，X2，Xn來(lái)考慮，由基本變量組成的描述結(jié)構(gòu)功能的函數(shù)Z=g（X1，X2，Xn）稱為結(jié)構(gòu)功能函數(shù)，結(jié)構(gòu)功能函數(shù)是用來(lái)描述結(jié)構(gòu)完成功能狀況的、以基本變量為自變量的函數(shù)。實(shí)用上，也可以將若干基本變量組合成綜合變量，例如將作用效應(yīng)方面的基本變量組合成綜合作用效應(yīng)S，抗力方面的基本變量組合成綜合抗力R，從而結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)為。如果對(duì)功能函數(shù)作一次觀測(cè)，可能出現(xiàn)如下三種情況 結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)； 結(jié)構(gòu)已失效或破壞； 結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)的目的，就是要使結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)，至少也應(yīng)處于極限狀態(tài)。用功能函數(shù)表示時(shí)應(yīng)符合以下要求： 或 Z= g（R，S）= 3 作用、作用效

12、應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力作用是指使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形、應(yīng)力和應(yīng)變的所有原因，它分為直接作用和間接作用兩種。直接作用是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力如汽車、人群、結(jié)構(gòu)自重等，間接作用是指引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因，如地震、基礎(chǔ)不均勻沉降、混凝土收縮、溫度變化等。由于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效應(yīng)的原因，多數(shù)可歸結(jié)為直接作用在結(jié)構(gòu)上的力（集中力和分布力），因此習(xí)慣上都將結(jié)構(gòu)上的各種作用稱為荷載。作用效應(yīng)S是指結(jié)構(gòu)對(duì)所受作用的反應(yīng)，例如由于作用產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)力（如軸力、彎矩、剪力、扭矩等）和變形（撓度、轉(zhuǎn)角等）。結(jié)構(gòu)上的作用按其隨時(shí)間的變異性和出現(xiàn)的可能性可分為3類。（1）永久作用（恒載） 在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨

13、時(shí)間變化，或其變化值于平均值比較可忽略不計(jì)的作用。 （2）可變作用 在結(jié)構(gòu)使用期間，其量值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值相比較不可忽略的作用。（3）偶然作用 在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率很小，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用。以下為各設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)荷載分類的表述：鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范中荷載分類 表1-8荷載分類荷載名稱荷載分類荷載名稱主力恒載結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)備自重附加力制動(dòng)力或牽引力預(yù)加力風(fēng)力混凝土收縮和徐變影響流水壓力土壓力冰壓力靜水壓力及水浮力溫度變化的作用基礎(chǔ)變位的影響凍脹力活載列車豎向靜活載特殊荷載列車脫軌荷載列車豎向動(dòng)力作用長(zhǎng)鋼軌斷軌力長(zhǎng)鋼軌縱向水平力汽車撞擊力離心力施工臨時(shí)荷載橫向搖擺

14、力地震力活載土壓力船或排筏撞擊力人行道人行荷載建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范中荷載分類：（1）永久荷載，例如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。（2）可變荷載，例如樓面活荷載、屋面活荷載和積灰荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、溫度變化等。（3）偶然荷載，例如爆炸力、撞擊力等。注：自重是指材料自身重量產(chǎn)生的荷載（重力）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范中荷載分類 表1-9編號(hào)作用分類作用名稱1永久作用（恒載）結(jié)構(gòu)重力（包括結(jié)構(gòu)附加重力）2預(yù)加力3土的重力4土側(cè)壓力5混凝土收縮及徐變作用6水的浮力7基礎(chǔ)變位作用8可變作用汽車荷載9汽車沖擊力10汽車離心力11汽車引起的土側(cè)壓力12人群荷載13汽車制動(dòng)力14風(fēng)力15流水壓力16冰壓力

15、17溫度（均勻溫度和梯度溫度）作用18支座摩阻力19偶然作用地震作用20船舶或漂流物的撞擊作用21汽車撞擊作用結(jié)構(gòu)抗力R是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力，如構(gòu)件的承載能力和剛度等，它是結(jié)構(gòu)材料性能和幾何參數(shù)等的函數(shù)。3 結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)與失效概率所有結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件中都存在著對(duì)立的兩個(gè)方面：作用效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R。作用效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R都是隨機(jī)變量，因此，結(jié)構(gòu)不滿足或滿足其功能要求的事件也是隨機(jī)的。一般把出現(xiàn)前一事件的概率稱為結(jié)構(gòu)的失效概率，記為Pf ，把出現(xiàn)后一事件的概率稱為可靠概率，記為Ps。由概率論可知，這二者是互補(bǔ)的，即。b 越大，Pf 越小 ，結(jié)構(gòu)越可靠。所以b和失效概率一樣可作為衡量結(jié)

16、構(gòu)可靠度的一個(gè)指標(biāo)，稱 b 為可靠度指標(biāo)，且 b與Pf一一對(duì)應(yīng)?？煽恐笜?biāo)與失效概率的對(duì)應(yīng)關(guān)系 表1-10b4.23.73.22.7Pf結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須達(dá)到的指標(biāo)，在確定結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)b 時(shí)，應(yīng)該使結(jié)構(gòu)的失效概率降低到人們可以接受的程度，做到既安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理，稱為目標(biāo)可靠指標(biāo)。它主要是采用“校準(zhǔn)法”并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)化原則加以確定的。所謂“校準(zhǔn)法”就是根據(jù)各基本變量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)和概率分布類型，運(yùn)用可靠度的計(jì)算方法，揭示以往規(guī)范隱含的可靠度，以此作為確定目標(biāo)可靠指標(biāo)的依據(jù)。這種方法在總體上承認(rèn)了以往規(guī)范的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和可靠度水平，同時(shí)也考慮了淵源于客觀實(shí)際的調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析資料，無(wú)疑是比較現(xiàn)實(shí)和穩(wěn)妥的。

17、工程結(jié)構(gòu)根據(jù)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)為使結(jié)構(gòu)具有合理的安全性，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重程度，按表1-11劃分的三個(gè)安全等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)和破壞類型，在對(duì)有代表性的構(gòu)件進(jìn)行可靠度分析的基礎(chǔ)上，規(guī)定了按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的目標(biāo)可靠指標(biāo)b值， 建筑物的安全等級(jí) 表1-11 安全等級(jí)破壞后果建筑物類型結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0一級(jí)很嚴(yán)重重要房屋1.1二級(jí)嚴(yán)重一般房屋1.0三級(jí)不嚴(yán)重次要房屋0.9結(jié)構(gòu)構(gòu)件的目標(biāo)可靠指標(biāo) 表1-12 結(jié)構(gòu)安全等級(jí)構(gòu)件破壞類型一級(jí)二級(jí)三級(jí)延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2表中延性破壞系指結(jié)構(gòu)構(gòu)件有明顯變形或其它預(yù)兆的破壞

18、；脆性破壞系指結(jié)構(gòu)構(gòu)件無(wú)明顯變形或其它預(yù)兆的破壞。 二 概率極限狀態(tài)法的設(shè)計(jì)表達(dá)式1 荷載代表值結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)不同設(shè)計(jì)目的所采用的各種作用代表值。對(duì)永久荷載應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。對(duì)可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值或頻遇值等作為代表值。對(duì)偶然荷載應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)使用的特點(diǎn)確定其代表值。1）荷載的標(biāo)準(zhǔn)值荷載的標(biāo)準(zhǔn)值是結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，采用各種荷載的基本代表值。其值可根據(jù)荷載在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大概率分布的某一分值確定；若無(wú)充分資料時(shí)，可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)分析后確定。永久荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)結(jié)構(gòu)自重，可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與材料單位體積的自重（重力密

19、度）計(jì)算確定。例如鋼筋混凝土梁，截面尺寸為，鋼筋混凝土的重力密度為25，那么梁所受到的重力荷載就是： 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值是根據(jù)觀測(cè)資料和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并考慮工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而確定，可由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）的規(guī)定確定。2）可變荷載組合值指有兩種或兩種以上可變荷載同時(shí)作用于結(jié)構(gòu)上時(shí)，因同時(shí)達(dá)到其標(biāo)準(zhǔn)值得可能性極小。此時(shí)除其中產(chǎn)生最大效應(yīng)的荷載（主導(dǎo)荷載）仍取其標(biāo)準(zhǔn)值外，其他伴隨的可變荷載均采用小于其標(biāo)準(zhǔn)值的組合值為荷載代表值。這種調(diào)整后的可變荷載代表值，稱為可變荷載代表值?？勺冏饔媒M合值為可變作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合值系數(shù)，荷載規(guī)范將組合值系數(shù)用表示。3）可變荷載頻遇值在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間，可變作

20、用超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越次數(shù)為規(guī)定次數(shù)的作用值。它是指結(jié)構(gòu)上較頻繁出現(xiàn)的且量值較大的荷載作用取值。正常使用極限狀態(tài)按短期效應(yīng)（頻遇）組合設(shè)計(jì)時(shí)，采用頻遇值為可變作用的代表值?？勺冏饔妙l遇值為可變作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇值系數(shù)，荷載規(guī)范將頻遇值系數(shù)用表示。4）可變荷載準(zhǔn)永久值在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期間，可變作用超越的總時(shí)間約為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一半的作用值。它是對(duì)在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的且量值較小的荷載作用取值，結(jié)構(gòu)在正常使用極限狀態(tài)按長(zhǎng)期效應(yīng)（準(zhǔn)永久）組合設(shè)計(jì)時(shí)采用準(zhǔn)永久值作為可變作用的代表值，實(shí)際上是考慮可變作用的長(zhǎng)期作用效應(yīng)而對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值的一種折減。可變作用準(zhǔn)永久值為可變作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久系數(shù)，荷載規(guī)范將準(zhǔn)永久

21、值系數(shù)表示。2分項(xiàng)系數(shù)分項(xiàng)系數(shù)是按照目標(biāo)可靠指標(biāo)值，并考慮工程經(jīng)驗(yàn)優(yōu)選確定后，將其隱含在設(shè)計(jì)表達(dá)式中，分項(xiàng)系數(shù)已起著考慮目標(biāo)可靠指標(biāo)的等價(jià)作用。實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式是多系數(shù)的極限狀態(tài)表達(dá)式，包括承載力分項(xiàng)系數(shù)和荷載分項(xiàng)系數(shù)等，其來(lái)源與目標(biāo)可靠指標(biāo)有關(guān)，并都由值度量的，這樣可保證結(jié)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件之間的可靠度水平或各種結(jié)構(gòu)之間的可靠度水平基本上比較一致。1）結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，與安全等級(jí)對(duì)應(yīng)：（1）對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為100年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于1.1；（2）對(duì)安全等級(jí)為二級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為50年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于1.0；（3）對(duì)安全等級(jí)為三級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為5年及以下的

22、結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于0.9。（4）在抗震設(shè)計(jì)中，不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)2）荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載分項(xiàng)系數(shù)是在設(shè)計(jì)計(jì)算中，反映了荷載的不確定性并與結(jié)構(gòu)可靠度概念相關(guān)聯(lián)的一個(gè)數(shù)值。對(duì)永久荷載和可變荷載，規(guī)定了不同的分項(xiàng)系數(shù)。永久荷載分項(xiàng)系數(shù)：當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)，對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制的組合取=1.2；對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合，取=1.35。當(dāng)產(chǎn)生的效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)，般情況下取=1.0；當(dāng)驗(yàn)算傾覆、滑移或漂浮時(shí)，取=0.9；對(duì)其余某些特殊情況，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范采用?？勺兒奢d分項(xiàng)系數(shù)：般情況下取=1.4；但對(duì)工業(yè)房屋的樓面結(jié)構(gòu)，當(dāng)其活荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，考慮到活荷載數(shù)值已較大，則取=1.3。荷載標(biāo)

23、準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)后即為荷載設(shè)計(jì)值。在承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，可用荷載設(shè)計(jì)值進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和截面設(shè)計(jì)；也可以用荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算內(nèi)力，然后將所得內(nèi)力乘以分項(xiàng)系數(shù)后進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。2）材料分項(xiàng)系數(shù)材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)是在按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，按可靠度指標(biāo)在計(jì)算中所采用的系數(shù)值。在我國(guó)規(guī)范中，通過(guò)值及材料、幾何參數(shù)、荷載基本參量，求出各種結(jié)構(gòu)用的材料分項(xiàng)系數(shù)。對(duì)混凝土，材料分項(xiàng)系數(shù)?。粚?duì)HRB335、HRB400、RRB400級(jí)鋼筋，取。3 概率極限狀態(tài)法的計(jì)算表達(dá)式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)使用過(guò)程中在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行荷載（效應(yīng)）組合，并應(yīng)取各自的最不利的效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1）承載能力極限狀態(tài)對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，應(yīng)按荷載效應(yīng)的基本組合或偶然組合進(jìn)荷載