第10章按近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法

1、第第1010章章 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則和方法則和方法10.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則10.2 建筑結(jié)構(gòu)荷載10.3 結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)10.4 按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法10.5 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式n10.1.1建筑結(jié)構(gòu)的組成和類型建筑結(jié)構(gòu)的組成和類型10.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則建筑結(jié)構(gòu)的組成上部結(jié)構(gòu)下部結(jié)構(gòu)：地下室、基礎(chǔ)水平結(jié)構(gòu)體系豎向結(jié)構(gòu)體系n建筑結(jié)構(gòu)的類型：建筑結(jié)構(gòu)的類型：按結(jié)構(gòu)材料：砌體結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、按結(jié)構(gòu)材料：砌體結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等。組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等。按豎向結(jié)構(gòu)體系：排架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪

2、力按豎向結(jié)構(gòu)體系：排架結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架墻結(jié)構(gòu)、框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等。剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)等。 n10.1.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段和內(nèi)容建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段和內(nèi)容 工程勘察工程勘察 工程設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì) 工程施工工程施工工程設(shè)計(jì)的三個(gè)階段：初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖工程設(shè)計(jì)的三個(gè)階段：初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)n10.1.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則“三性三性”：安全性、適用性和耐久性：安全性、適用性和耐久性具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：P210.2 建筑結(jié)構(gòu)荷載10.2.1 結(jié)構(gòu)上的作用與荷載作用的定義：使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、作

3、用的定義：使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生效應(yīng)（內(nèi)力、 應(yīng)力、位移等）的因素。應(yīng)力、位移等）的因素。作用的分類：作用的分類：（1 1）直接作用（如荷載）；）直接作用（如荷載）；（2 2）間接作用（如地震、溫差、不均勻沉降）。）間接作用（如地震、溫差、不均勻沉降）。作用效應(yīng)：內(nèi)力、變形、裂縫等。作用效應(yīng)：內(nèi)力、變形、裂縫等。荷載與荷載效應(yīng)之間的關(guān)系：線性或非線性。荷載與荷載效應(yīng)之間的關(guān)系：線性或非線性。10.2.2 荷載的分類（作用時(shí)間的長(zhǎng)短和性質(zhì)）荷荷載載的的分分類類又稱恒荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間，又稱恒荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間，其值不隨時(shí)間而變化，或其變化與平其值不隨時(shí)間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略

4、的荷載，如結(jié)構(gòu)的均值相比可以忽略的荷載，如結(jié)構(gòu)的自重、土壓力，固定設(shè)備等；自重、土壓力，固定設(shè)備等；又稱活荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間其又稱活荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間其值隨時(shí)間而變化，如樓面堆放荷載、值隨時(shí)間而變化，如樓面堆放荷載、吊車荷載、靜水壓力、風(fēng)荷載、雪荷吊車荷載、靜水壓力、風(fēng)荷載、雪荷載等；載等；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載，如爆炸力、撞擊力等；荷載，如爆炸力、撞擊力等；永久荷載永久荷載GPermanent load可變荷載可變荷載QVariable load偶然荷載偶然荷載Accid

5、ental load荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值基本代表值。指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間（一。指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間（一般結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為般結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為5050年）的正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷年）的正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法確定的具有一定概率的最大荷載值載值，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法確定的具有一定概率的最大荷載值稱為荷載的標(biāo)準(zhǔn)值稱為荷載的標(biāo)準(zhǔn)值S Sk k。（1） 荷載的標(biāo)準(zhǔn)值QkCharacteristic Value可變荷載的可變荷載的最大值并非長(zhǎng)期作用于結(jié)構(gòu)最大值并非長(zhǎng)期作用于結(jié)構(gòu)之上，在考慮荷載長(zhǎng)期之上，在考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)對(duì)其效應(yīng)組合時(shí)，應(yīng)對(duì)

6、其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。荷載的準(zhǔn)永久值指可變。荷載的準(zhǔn)永久值指可變荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常作用的那部分荷載經(jīng)常作用的那部分荷載。 q q準(zhǔn)永久準(zhǔn)永久值系數(shù)值系數(shù)（2）荷載準(zhǔn)永久值Quasi-permanent ValuekqQ10.2.3 荷載代表值當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受兩種或兩種以上兩種或兩種以上的可變荷載時(shí)，各種可變荷載的可變荷載時(shí)，各種可變荷載不可能同時(shí)以其最大值（標(biāo)準(zhǔn)值）出現(xiàn)不可能同時(shí)以其最大值（標(biāo)準(zhǔn)值）出現(xiàn)，除一個(gè)主要可變荷載，除一個(gè)主要可變荷載外，其余可變荷載應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)值上外，其余可變荷載應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)值上乘以小于乘以小于1 1的組合系數(shù)的組合系數(shù)對(duì)可

7、變荷對(duì)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。（3）荷載組合值kcQCombination Value對(duì)可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小對(duì)可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值(4) 荷載頻遇值kfQ注意注意：各荷載代表值的應(yīng)用。：各荷載代表值的應(yīng)用。p510.2.4 豎向荷載豎向荷載 1.1.樓、屋面的荷載：豎向恒荷載和豎向活荷載樓、屋面的荷載：豎向恒荷載和豎向活荷載（1 1）民用建筑樓面均布活荷載，見附錄）民用建筑樓面均布活荷載，見附錄5 5（2 2）工業(yè)建筑樓面均布活荷載）工業(yè)建筑樓面均布

8、活荷載（3 3）屋面活荷載，見表）屋面活荷載，見表10-210-22.2.雪荷載：雪荷載： ks 屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 (kN/m(kN/m2 2) ) 式中式中: : 為基本雪壓為基本雪壓 (kN/m(kN/m2 2) )； 為屋面積雪分布系數(shù)。為屋面積雪分布系數(shù)。kr0ss0sr式中式中 基本風(fēng)壓值（基本風(fēng)壓值（kN/m2），是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離），是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離 高度高度z處的風(fēng)振系數(shù)；處的風(fēng)振系數(shù)； 風(fēng)壓高度變化系數(shù)；風(fēng)壓高度變化系數(shù)； 風(fēng)荷載體型系數(shù)。風(fēng)荷載體型系數(shù)。 zzs0w地地10m高處統(tǒng)計(jì)所得的高處統(tǒng)計(jì)所得的50年

9、一遇年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速為標(biāo)分鐘平均最大風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)確定的風(fēng)壓值；準(zhǔn)確定的風(fēng)壓值；計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kw0zszk10.2.5 風(fēng)荷載1.1.風(fēng)荷載的特點(diǎn)：在結(jié)構(gòu)物表面不均勻分布，隨建筑物體型、風(fēng)荷載的特點(diǎn)：在結(jié)構(gòu)物表面不均勻分布，隨建筑物體型、面積和高度不同而變化面積和高度不同而變化2.2.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值10.3 結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)10.3.1 結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求1.1.結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)（1 1）確定原則：根據(jù)破壞后果的嚴(yán)重性；）確定原則：根據(jù)破壞后果的嚴(yán)重性；（

10、2 2）等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：表）等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：表10-610-6。建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)安全等級(jí)破壞后果建筑物類型一級(jí)很嚴(yán)重重要的房屋二級(jí)嚴(yán)重一般房屋三級(jí)不嚴(yán)重次要的房屋2.2.設(shè)計(jì)使用年限：設(shè)計(jì)使用年限： 設(shè)計(jì)規(guī)定的一個(gè)時(shí)期。在該時(shí)間內(nèi)，建筑在正常設(shè)計(jì)規(guī)定的一個(gè)時(shí)期。在該時(shí)間內(nèi)，建筑在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下不需要進(jìn)行設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下不需要進(jìn)行大修就能按其預(yù)定目的使用。大修就能按其預(yù)定目的使用。設(shè)計(jì)使用年限分類設(shè)計(jì)使用年限分類類別1234設(shè)計(jì)使用年限52550100示例臨時(shí)性建筑易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件普通房屋和構(gòu)筑物紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑（1 1）結(jié)構(gòu)的安全性：）結(jié)構(gòu)的安全性：在正

11、常施工和正常使用時(shí)，能承受在正常施工和正常使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然試件發(fā)生時(shí)可能出現(xiàn)的各種作用；在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然試件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍然能保持必要的整體穩(wěn)定性。及發(fā)生后，仍然能保持必要的整體穩(wěn)定性。（2 2）結(jié)構(gòu)的適用性：）結(jié)構(gòu)的適用性：結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)具有良好的工作結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)具有良好的工作性能。性能。（3 3）結(jié)構(gòu)的耐久性：）結(jié)構(gòu)的耐久性：結(jié)構(gòu)在正常的維護(hù)下具有足夠的耐結(jié)構(gòu)在正常的維護(hù)下具有足夠的耐久性。（即結(jié)構(gòu)能正常使用到規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限）。久性。（即結(jié)構(gòu)能正常使用到規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限）。它根據(jù)環(huán)境類別和設(shè)計(jì)使用年限進(jìn)行設(shè)計(jì)。它根據(jù)環(huán)境類別和設(shè)計(jì)使用年限進(jìn)

12、行設(shè)計(jì)。3.3.建筑結(jié)構(gòu)的功能建筑結(jié)構(gòu)的功能10.3.2 結(jié)構(gòu)的功能極限狀態(tài)極限狀態(tài)極限狀態(tài)的一般定義：的一般定義： 能完成預(yù)定的各項(xiàng)功能時(shí)，結(jié)構(gòu)處于能完成預(yù)定的各項(xiàng)功能時(shí)，結(jié)構(gòu)處于有效狀態(tài)有效狀態(tài)；反之，則處于反之，則處于失效狀態(tài)失效狀態(tài)，有效狀態(tài)和失效狀態(tài)有效狀態(tài)和失效狀態(tài)的分界的分界，稱為，稱為極限狀態(tài)極限狀態(tài)，是結(jié)構(gòu)開始失效的標(biāo)，是結(jié)構(gòu)開始失效的標(biāo)志。志。 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不能滿足某一功能要求的特定狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不能滿足某一功能要求的特定狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)。形狀態(tài)。其主要表現(xiàn)為材料破壞、喪失穩(wěn)

13、定或結(jié)構(gòu)機(jī)動(dòng)。其主要表現(xiàn)為材料破壞、喪失穩(wěn)定或結(jié)構(gòu)機(jī)動(dòng)。1.承載力能力極限狀態(tài)承載力能力極限狀態(tài) Ultimate Limit State結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到影響正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到影響正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值的狀態(tài)。的狀態(tài)。其主要表現(xiàn)為過大變形、裂縫過寬或較大振動(dòng)；其主要表現(xiàn)為過大變形、裂縫過寬或較大振動(dòng)；2. 正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) Serviceability Limit State承載力能力極限狀態(tài)承載力能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的安全性結(jié)構(gòu)的安全性正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性可靠水平高可靠水平高可靠水平低可靠水平

14、低3. 兩種極限狀態(tài)之間的關(guān)系兩種極限狀態(tài)之間的關(guān)系： 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件結(jié)構(gòu)或構(gòu)件必須必須進(jìn)行承載力極限狀態(tài)進(jìn)行承載力極限狀態(tài)計(jì)算計(jì)算，必要時(shí)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)必要時(shí)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算驗(yàn)算。10.3.3 極限狀態(tài)方程結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)SRZZ=R-S0, 或或S R 可靠可靠 Z=R-S=0, 或或S = R 極限狀態(tài)極限狀態(tài)Z=R-S R 失效失效極限狀態(tài)方程極限狀態(tài)方程Z=0或或R-S=0RSZ0可靠區(qū)注：注：1 1）R R表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力，它與材料的力學(xué)表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力，它與材料的力學(xué)指標(biāo)及材料用量有關(guān)；指標(biāo)及材料用量有關(guān)；S S表示作用（荷載）效應(yīng)表示作用（荷載）效應(yīng)及其組合，它與作用的

15、性質(zhì)有關(guān)；及其組合，它與作用的性質(zhì)有關(guān)； 2 2）R R和和S S均可視為隨機(jī)變量，均可視為隨機(jī)變量，Z Z為復(fù)合隨機(jī)為復(fù)合隨機(jī)變量，它們之間的運(yùn)算規(guī)則應(yīng)按概率理論進(jìn)行變量，它們之間的運(yùn)算規(guī)則應(yīng)按概率理論進(jìn)行. .。10.4.1 結(jié)構(gòu)的可靠度1.1.傳統(tǒng)方法存在的問題：缺乏科學(xué)性傳統(tǒng)方法存在的問題：缺乏科學(xué)性2.2.發(fā)展方向：應(yīng)采用概率來描述結(jié)構(gòu)的可靠性。發(fā)展方向：應(yīng)采用概率來描述結(jié)構(gòu)的可靠性。 結(jié)構(gòu)的可靠性結(jié)構(gòu)的可靠性 reliability reliability 可靠性可靠性安全性、適用性和耐久性的總稱安全性、適用性和耐久性的總稱 結(jié)構(gòu)的可靠度結(jié)構(gòu)的可靠度 指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)，在規(guī)

16、定的條件下（指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)，在規(guī)定的條件下（正常設(shè)計(jì)、正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)正常施工、正常使用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的概率。），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的概率。 10.4 按近似概率的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法1.1.失效概率的求解失效概率的求解 根據(jù)極限狀態(tài)函數(shù)，由概率論可知如下關(guān)系成立：根據(jù)極限狀態(tài)函數(shù)，由概率論可知如下關(guān)系成立： (a) (a) ，為失效概率；，為失效概率； ( (b) b) ，為可靠概率；，為可靠概率； ( (c) c) ，失效和可靠一定發(fā)生。，失效和可靠一定發(fā)生。0ZfdZfp0ZsdZfp1sfpp2.2.求解上述概率存在的困難求解上述概率存在的困難A.A.

17、概率密度函數(shù)很難確定或不可積分；概率密度函數(shù)很難確定或不可積分；B.B.上述積分運(yùn)算較繁瑣，不便于工程設(shè)計(jì)。上述積分運(yùn)算較繁瑣，不便于工程設(shè)計(jì)。10.4.2 可靠指標(biāo)與失效概率可靠指標(biāo)與失效概率 f(Z)szzpfZ = R - SZ0pf =P (Z0) =P(R S)0)(dzZfZZfps22SRSRss22SRZSRZsss3.3.關(guān)于可靠指標(biāo)關(guān)于可靠指標(biāo) A.A.物理意義：簡(jiǎn)化積分運(yùn)算；物理意義：簡(jiǎn)化積分運(yùn)算； B.B.計(jì)算公式及幾何意義；（計(jì)算公式及幾何意義；（R R、S S服從正態(tài)分布；極限狀服從正態(tài)分布；極限狀態(tài)方程為線性）態(tài)方程為線性） C.C.可靠指標(biāo)與失效概率的數(shù)量關(guān)系：

18、表可靠指標(biāo)與失效概率的數(shù)量關(guān)系：表10-710-7； D.D.關(guān)于目標(biāo)可靠指標(biāo)關(guān)于目標(biāo)可靠指標(biāo)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)預(yù)先設(shè)定結(jié)構(gòu)的失效概率，其對(duì)應(yīng)了一定的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)預(yù)先設(shè)定結(jié)構(gòu)的失效概率，其對(duì)應(yīng)了一定的可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)?？煽恐笜?biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)。 a. a.目標(biāo)可靠指標(biāo)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須達(dá)到的指標(biāo)；目標(biāo)可靠指標(biāo)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須達(dá)到的指標(biāo)； b.b.目標(biāo)可靠指標(biāo)與安全等級(jí)的關(guān)系：表目標(biāo)可靠指標(biāo)與安全等級(jí)的關(guān)系：表10-810-8； c.c.延性破壞：破壞前有預(yù)兆；延性破壞：破壞前有預(yù)兆； d.d.脆性破壞：破壞前無預(yù)兆。脆性破壞：破壞前無預(yù)兆。10.5 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式10.5.1 分項(xiàng)系數(shù)（2 2）可靠性的評(píng)價(jià)包

19、含在三類分項(xiàng)系數(shù)之中，即）可靠性的評(píng)價(jià)包含在三類分項(xiàng)系數(shù)之中，即 結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù) 0 0； 荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載分項(xiàng)系數(shù) G G、 Q Q； 材料分項(xiàng)系數(shù)材料分項(xiàng)系數(shù) s s、 C C；（1 1）引入分項(xiàng)系數(shù)的原因：利用積分求解失效概率困難、）引入分項(xiàng)系數(shù)的原因：利用積分求解失效概率困難、 計(jì)算可靠指標(biāo)麻煩且不便工程師設(shè)計(jì)。計(jì)算可靠指標(biāo)麻煩且不便工程師設(shè)計(jì)。（3 3）分項(xiàng)系數(shù)的確定原則：按目標(biāo)可靠指標(biāo)的要求，并）分項(xiàng)系數(shù)的確定原則：按目標(biāo)可靠指標(biāo)的要求，并考慮工程優(yōu)選?？紤]工程優(yōu)選。10.5.2 荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合n概念：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在使用期間，除承受恒概念：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在

20、使用期間，除承受恒荷載外，還可能同時(shí)承受兩種或兩種以上荷載外，還可能同時(shí)承受兩種或兩種以上的活荷載，考慮這些荷載同時(shí)作用產(chǎn)生的的活荷載，考慮這些荷載同時(shí)作用產(chǎn)生的效應(yīng)，稱為荷載效應(yīng)組合。效應(yīng)，稱為荷載效應(yīng)組合。n種類：基本組合、偶然組合、標(biāo)準(zhǔn)組合、種類：基本組合、偶然組合、標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合。頻遇組合和準(zhǔn)永久組合。n荷載組合值系數(shù)：考慮到兩個(gè)或兩個(gè)以上荷載組合值系數(shù)：考慮到兩個(gè)或兩個(gè)以上可變荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性較小，引入系可變荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性較小，引入系數(shù)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)值折減。數(shù)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)值折減。n對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，采用基本組合和偶然組對(duì)于承載能力極限狀態(tài)，采用基本組合和偶然組合：

21、合：n對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合：采用標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合：RS 0CSk其中，（其中，（1 1）基本組合基本組合S SRS 010.5.3 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式由可變荷載效應(yīng)控制的組合由可變荷載效應(yīng)控制的組合niQiKCiQiKQQGKGSSSS211niQiKCiQiGKGSSS1由永久荷載效應(yīng)控制的組合由永久荷載效應(yīng)控制的組合上式的物理意義為：荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值不超過抗力的設(shè)計(jì)值；上式的物理意義為：荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值不超過抗力的設(shè)計(jì)值；dkccksskffRRR/.),(（2）一一.關(guān)

22、于可變荷載的討論關(guān)于可變荷載的討論. .可變荷載有四個(gè)代表值可變荷載有四個(gè)代表值. . 1. 1. 標(biāo)準(zhǔn)值：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)統(tǒng)計(jì)且具有標(biāo)準(zhǔn)值：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)統(tǒng)計(jì)且具有95%95%保證率；保證率； 2. 2. 組合值：組合值系數(shù)組合值：組合值系數(shù)可變荷載可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值 多個(gè)可變荷載同時(shí)作用時(shí)的共同效應(yīng)；多個(gè)可變荷載同時(shí)作用時(shí)的共同效應(yīng)； 3. 3. 準(zhǔn)永久值：準(zhǔn)永久值系數(shù)準(zhǔn)永久值：準(zhǔn)永久值系數(shù)可變荷載可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)可變荷載達(dá)到或超過標(biāo)準(zhǔn)值的總持續(xù)時(shí)間設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)可變荷載達(dá)到或超過標(biāo)準(zhǔn)值的總持續(xù)時(shí)間 準(zhǔn)永久值系數(shù)準(zhǔn)永久值系數(shù)= = 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)總持續(xù)時(shí)間設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)總持續(xù)時(shí)

23、間 4. 4. 頻遇值：頻遇值系數(shù)頻遇值：頻遇值系數(shù)可變荷載可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值 頻遇值系數(shù)根據(jù)可變荷載在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超越標(biāo)準(zhǔn)值的總時(shí)間或次數(shù)確定頻遇值系數(shù)根據(jù)可變荷載在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超越標(biāo)準(zhǔn)值的總時(shí)間或次數(shù)確定 5. 5. 可變荷載可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值、標(biāo)準(zhǔn)值、組合值系數(shù)、準(zhǔn)永久值系數(shù)和頻遇值系數(shù)在荷載規(guī)組合值系數(shù)、準(zhǔn)永久值系數(shù)和頻遇值系數(shù)在荷載規(guī)范中查到。范中查到。 10.5.4 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式二二. .關(guān)于荷載效應(yīng)組合值的討論關(guān)于荷載效應(yīng)組合值的討論. .n荷載短期作用：荷載短期作用： 標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合：用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)：用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超

24、越時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重的永久損害的情況。生嚴(yán)重的永久損害的情況。 頻遇組合頻遇組合：用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)：用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生局部損害、較大變形或短暫振動(dòng)的情況。生局部損害、較大變形或短暫振動(dòng)的情況。n荷載長(zhǎng)期作用：荷載長(zhǎng)期作用： 準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合：用于當(dāng)長(zhǎng)期效應(yīng)是決定性因素的用于當(dāng)長(zhǎng)期效應(yīng)是決定性因素的情況。情況。1.1.荷載效應(yīng)值表達(dá)式：荷載效應(yīng)值表達(dá)式：n 按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)， （10-3010-30）n 按荷載的頻遇組合時(shí)，按荷載的頻遇組合時(shí)， （10-3110-31）n 按荷載的準(zhǔn)永久組合時(shí)，按荷載的準(zhǔn)永久組合時(shí)， （10-3210-32）2.2

25、.特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1 1）荷載分項(xiàng)系數(shù)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)?。┖奢d分項(xiàng)系數(shù)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)取1.0;1.0;（2 2）正常使用極限狀態(tài)僅用于驗(yàn)算，所以可降低可靠度）正常使用極限狀態(tài)僅用于驗(yàn)算，所以可降低可靠度. .3.3.正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式 （如裂縫寬度或撓（如裂縫寬度或撓度）度）QiKCiniKQGkkSSSS21QiKqiniKQfGkkSSSS211QiKqiniGkkSSS1CSk三、荷載效應(yīng)組合時(shí)需注意的問題三、荷載效應(yīng)組合時(shí)需注意的問題n不管何種荷載，都應(yīng)包括永久荷載效應(yīng)不管何種荷載，都應(yīng)包括永久荷載效應(yīng)n無地震作用參與組合時(shí)，一般考慮以下三種組

26、合：無地震作用參與組合時(shí)，一般考慮以下三種組合： 1 1）恒荷載）恒荷載+ +風(fēng)荷載風(fēng)荷載+ +其他活荷載其他活荷載 2 2）恒荷載）恒荷載+ +除風(fēng)荷載以外的其他活荷載除風(fēng)荷載以外的其他活荷載 3 3）恒荷載）恒荷載+ +風(fēng)荷載風(fēng)荷載1.1.材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（1 1）鋼材的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取廢品限值，即：）鋼材的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取廢品限值，即： 標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值= =平均值減去二倍標(biāo)準(zhǔn)差，其保證率為平均值減去二倍標(biāo)準(zhǔn)差，其保證率為97.73%97.73%；鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值熱軋鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值用熱軋鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值用f fykyk表示。表示。規(guī)范規(guī)范取國(guó)家冶金局標(biāo)準(zhǔn)取國(guó)家冶金局標(biāo)準(zhǔn)

27、規(guī)定的鋼筋出廠檢驗(yàn)的規(guī)定的鋼筋出廠檢驗(yàn)的廢品限值廢品限值作為鋼筋強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，其作為鋼筋強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，其保證保證率大于率大于95%95%。預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲和熱處理鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲和熱處理鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)極限抗拉強(qiáng)極限抗拉強(qiáng)度度確定，用確定，用f fptkptk表示。表示。鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值sykyffyyffykfs2sptkpyff10.5.5 10.5.5 按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)材料強(qiáng)度和荷載的取值按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)材料強(qiáng)度和荷載的取值 fff5fk1.645sf（2 2）混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為：）混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為： 標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值= =平均值減去平均值減去1.6451.645倍標(biāo)準(zhǔn)差，其保