結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)計(jì)算的原則

1、青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理張 萌 潔青海大學(xué)土木工程學(xué)院教授班級：交通2011(1、2)青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2 結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)計(jì)算的原則重點(diǎn)：重點(diǎn)： 2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展2.2 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本概念2.3 我國公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算原則2.4 材料強(qiáng)度的取值2.5 作用的代表值和作用效應(yīng)組合青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)歷了各種演變，可從以下兩個(gè)方面進(jìn)行歸納： 1、從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論上 彈性理論 極限狀態(tài)理論 2、從設(shè)計(jì)方法上 定值設(shè)計(jì)法 概率設(shè)計(jì)法 2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2、原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)承載力法容許應(yīng)力法破損階段法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法依靠經(jīng)驗(yàn)，定尺寸模數(shù)青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)承載力法容許應(yīng)力法破損階段法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法彈性理論計(jì)算的構(gòu)件截面任一點(diǎn)應(yīng)力不大于容許應(yīng)力值青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理容許應(yīng)力法：容許應(yīng)力法：構(gòu)件在外界作用下，某截面的最大應(yīng)力 達(dá)到或超過材料的容許應(yīng)力時(shí)，構(gòu)件即失效（破壞），即要滿足： 安全系數(shù)安全系數(shù)材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度其中：其中：安全系數(shù)是個(gè)大于1的數(shù)字，越大，結(jié)構(gòu)安全度就越高，同時(shí)材料的用量就越

3、多 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡單實(shí)用，把所有不利因素用K1表示缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：安全系數(shù)的確定主要憑借經(jīng)，缺乏嚴(yán)格科學(xué)依據(jù)適用情況：適用情況：當(dāng)結(jié)構(gòu)是非桿件結(jié)構(gòu)（如大體積壩體、空間薄殼結(jié)構(gòu)等）時(shí)，因規(guī)范沒有給出明確的計(jì)算公式，則彈性力學(xué)方法仍是較實(shí)用的分析方法。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)承載力法容許應(yīng)力法破損階段法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法考慮混凝土塑性特征的計(jì)算方法：KSR青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理破損階段設(shè)計(jì)法：破損階段設(shè)計(jì)法：構(gòu)件在外界作用下，某截面的內(nèi)力達(dá)到某極限內(nèi)力時(shí)，構(gòu)件即失效（破壞）KSRR考慮材料塑性性能的整個(gè)截面的極限

4、承載力，由試驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；S最大荷載產(chǎn)生的內(nèi)力；K安全系數(shù)，由經(jīng)驗(yàn)確定優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：考慮了材料塑性和強(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缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：安全系數(shù)的確定依賴經(jīng)驗(yàn)，且是一個(gè)定值青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)承載力法容許應(yīng)力法破損階段法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法塑性基礎(chǔ)上，用統(tǒng)計(jì)方法確定材料和荷載不同的分項(xiàng)系數(shù)。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法以承載能力極限狀態(tài)表達(dá)式為例：優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：是我國原規(guī)范采用的設(shè)計(jì)方法，其針對荷載、材料的不同變異性，不再采用單一系數(shù)，是多系數(shù)法。缺

5、點(diǎn)：缺點(diǎn)：材料強(qiáng)度系數(shù)、荷載系數(shù)仍按經(jīng)驗(yàn)確定，只是對不同的荷載變異大小，取用不同的系數(shù) fck， fsk 材料強(qiáng)度，根據(jù)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后，按一定保證率確定的下限分位值，反映材料強(qiáng)度的變異性。q 根據(jù)各種荷載的實(shí)測統(tǒng)計(jì)資料，按一定保證率的上限分位值；kq，kc ，ks 荷載和材料強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)確定；As，b 截面幾何尺寸。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)承載力法容許應(yīng)力法破損階段法極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法三個(gè)概率水準(zhǔn)青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法分為三個(gè)概率水準(zhǔn)水準(zhǔn)水準(zhǔn)I半概率設(shè)計(jì)法半概率設(shè)

6、計(jì)法只對影響結(jié)構(gòu)可靠度的某些參數(shù)，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析，并與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，然后引入某些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，該法對結(jié)構(gòu)的可靠度還不能作出定量的估計(jì)。水準(zhǔn)水準(zhǔn)II近似概率設(shè)計(jì)法（近似概率設(shè)計(jì)法（現(xiàn)我國規(guī)范采用的設(shè)計(jì)方法現(xiàn)我國規(guī)范采用的設(shè)計(jì)方法）運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，對工程結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或截面設(shè)計(jì)的可靠概率作出較為近似的相對估計(jì)；分析中忽略或簡化了變量隨時(shí)間的關(guān)系，非線性極限狀態(tài)方程線性化。水準(zhǔn)水準(zhǔn)III全概率設(shè)計(jì)法全概率設(shè)計(jì)法在對整個(gè)體系進(jìn)行精確概率分析的基礎(chǔ)上，以結(jié)構(gòu)失效概率作為結(jié)構(gòu)的直接度量。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2 結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)計(jì)算的原則重點(diǎn)：重點(diǎn)： 2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展2.2

7、 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本概念2.3 我國公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算原則2.4 材料強(qiáng)度的取值2.5 作用的代表值和作用效應(yīng)組合青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.2 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本概念 1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)以足夠的概率完成所有預(yù)期功能的要求。 2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)期功能要求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)期功能要求結(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 承載能力 結(jié)構(gòu)在正常使用條件下具有良好的工作性能適用性 結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，具有足夠的耐久性耐久性 在偶然荷載作用下或偶然事件發(fā)生時(shí)和發(fā)

8、生后，結(jié)構(gòu)仍能保持整體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌穩(wěn)定性 安全性青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 3、結(jié)構(gòu)的可靠性、結(jié)構(gòu)的可靠性安全性、適用性和耐久性統(tǒng)稱結(jié)構(gòu)的可靠性。4、結(jié)構(gòu)的可靠度、結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的度量，指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)期功能要求的概率。 5、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期概念：是進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性/可靠度分析時(shí)，考慮持久設(shè)計(jì)狀況下各項(xiàng)基本設(shè)計(jì)變量與時(shí)間關(guān)系所采用的基準(zhǔn)時(shí)間參數(shù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期取值：國際上取值標(biāo)準(zhǔn)不一，多取50120年，重大結(jié)構(gòu)適當(dāng)延長；中國公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范統(tǒng)一取100年。 青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期與使用壽命設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：考

9、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)。 使用壽命：使用壽命：為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在正常維護(hù)條件下，不需要大修即可按其設(shè)計(jì)規(guī)定的目的正常使用的時(shí)間。 結(jié)構(gòu)的使用年限超過設(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)喪失所有要求功能甚至報(bào)廢，通常使用壽命大于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 6、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可靠狀態(tài)：結(jié)構(gòu)能夠滿足各項(xiàng)功能要求而良好工作的狀態(tài)失效狀態(tài)：可靠狀態(tài)以外的其他工作狀態(tài)極限狀態(tài)：上述兩者的臨界/邊際狀態(tài)分三類：分三類：承載能力極限狀態(tài)：對應(yīng)于安全功能要求，失去平衡，結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接處因超過材料強(qiáng)

10、度而破壞，失穩(wěn)，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成機(jī)動(dòng)體系 ；正常使用極限狀態(tài)：對應(yīng)于適用和耐久功能要求，變形，局部損壞，振動(dòng)，沉降過大等；破壞-安全極限狀態(tài)：對應(yīng)于偶然、特殊作用下的安全功能要求，允許局部損傷，避免整體倒塌青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理7、結(jié)構(gòu)功能函數(shù)、結(jié)構(gòu)功能函數(shù)是描述結(jié)構(gòu)滿足功能要求的情形或程度（工作狀態(tài)）的函數(shù)，結(jié)構(gòu)抗力R與作用效應(yīng)S之差Z=g(R, S)=R- S結(jié)構(gòu)抗力R：結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受內(nèi)力和變形的能力，它是結(jié)構(gòu)材料性能和幾何參數(shù)等的函數(shù)。作用S：施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，或引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，它分為直接作用和間接作用。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理7、

11、結(jié)構(gòu)功能函數(shù)、結(jié)構(gòu)功能函數(shù)結(jié)構(gòu)抗力R與作用效應(yīng)S都是隨機(jī)變量，因此功能函數(shù)Z=R-S也是隨機(jī)變量，Z0 結(jié)構(gòu)可靠；Z=0 結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)；Z0 結(jié)構(gòu)失效。假定R和S均服從正態(tài)分布，則結(jié)構(gòu)失效概率 Pf為：引入符號，z功能函數(shù)Z的平均值；z功能函數(shù)Z的標(biāo)準(zhǔn)差。2/21()2tfPedt ZZ()fP 青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理7、結(jié)構(gòu)功能函數(shù)、結(jié)構(gòu)功能函數(shù)可靠指標(biāo)用來描述結(jié)構(gòu)可靠度的原因可靠指標(biāo)用來描述結(jié)構(gòu)可靠度的原因可靠指標(biāo)計(jì)算簡單，且與可靠度有一一對應(yīng)的數(shù)量關(guān)系；值愈大，失效概率Pf值就愈??；值愈小，失效概率Pf值就愈大。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理8、目標(biāo)可靠指

12、標(biāo)為使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全和經(jīng)濟(jì)合理，確定一個(gè)公眾所能接受的建筑結(jié)構(gòu)的失效概率或可靠指標(biāo)，稱為目標(biāo)可靠指標(biāo) (允許失效概率) 。 公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50283-1999規(guī)定，持久狀況的極限承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)可靠指標(biāo)對于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，公路工程結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo)可根據(jù)不同類型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和工程經(jīng)驗(yàn)確定。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2 結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)計(jì)算的原則重點(diǎn)：重點(diǎn)： 2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展2.2 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本概念2.3 我國公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算原則2.4 材料強(qiáng)度的取值2.5 作用的代表值和作用效應(yīng)組合青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原

13、理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.3 我國公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算原則 1、三種設(shè)計(jì)工況2、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式3、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理1、三種設(shè)計(jì)工況持久狀況持久狀況 定義：橋涵建成后承受自重、車輛荷載等作用持續(xù)時(shí)間很長的狀況。設(shè)計(jì)要求：必須同時(shí)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)短暫狀況短暫狀況 定義：橋涵施工過程中承受臨時(shí)性荷載/作用的狀況。設(shè)計(jì)要求：一般只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，必要時(shí)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理偶然狀況偶然狀況 定義：橋涵使用過程中偶然出現(xiàn)的狀況，如地震、車/船撞擊等，出現(xiàn)概率極

14、小。設(shè)計(jì)要求：只需進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，保證主要承重結(jié)構(gòu)不至于因?yàn)榉侵饕兄亟Y(jié)構(gòu)破壞或自身局部損傷而喪失承載能力或發(fā)生連續(xù)倒塌。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.3 我國公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算原則 1、三種設(shè)計(jì)工況2、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式3、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 2、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式理論基礎(chǔ)：理論基礎(chǔ)：塑性理論（極限狀態(tài)下材料進(jìn)入塑性）計(jì)算內(nèi)容：計(jì)算內(nèi)容：構(gòu)件承載能力，結(jié)構(gòu)/構(gòu)件穩(wěn)定性，必要時(shí)應(yīng)包括結(jié)構(gòu)抵抗傾覆和滑移的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則：作用效應(yīng)最不利組合（基本組合）設(shè)計(jì)值必須小于或等于結(jié)構(gòu)抗力的設(shè)計(jì)值

15、。式中 0 ：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，Sd：作用（或荷載）效應(yīng)（其中汽車荷載應(yīng)計(jì)入沖擊系數(shù)）的組合設(shè)計(jì)值；R：構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值；RSd0青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0體現(xiàn)不同重要程度的橋涵的可靠度要求差異，通過結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0來量化體現(xiàn)。根據(jù)橋涵結(jié)構(gòu)破壞后的嚴(yán)重程度，公路橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全等級如下表如示：安全等級安全等級 破壞后果破壞后果橋涵類型橋涵類型結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0一級很嚴(yán)重特大橋、重要大橋1.1二級嚴(yán)重大橋、中橋、重要小橋1.0三級不嚴(yán)重小橋、涵洞0.9取值原則： 同一座橋梁只宜取一設(shè)計(jì)安全等級； 對個(gè)別構(gòu)件允許在必要時(shí)作安全等級的調(diào)整，但調(diào)整后同一座橋梁

16、內(nèi)各構(gòu)件安全等級的級差不應(yīng)超過一個(gè)等級。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理補(bǔ)充橋梁依長度分類青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.3 我國公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算原則 1、三種設(shè)計(jì)工況2、承載能力極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式3、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理3、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算表達(dá)式理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)：結(jié)構(gòu)彈性或彈塑性理論計(jì)算內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容：構(gòu)件的抗裂性、裂縫寬度和構(gòu)件撓度設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則：正常使用極限狀態(tài)下的作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值，應(yīng)小于或等于相應(yīng)的規(guī)定限值，屬于 基本公式基本公式：S正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；C1結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使

17、用要求所規(guī)定的限值。 青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2 結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)計(jì)算的原則重點(diǎn)：重點(diǎn)： 2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展2.2 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本概念2.3 我國公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算原則2.4 材料強(qiáng)度的取值2.5 作用的代表值和作用效應(yīng)組合青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.4 材料強(qiáng)度的取值結(jié)構(gòu)抗力R計(jì)算包含材料的強(qiáng)度，涉及到的量值有平均值，標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。2.4.1、材料強(qiáng)度指標(biāo)的取值原則2.4.2、混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值2.4.3、鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.4.1 材料強(qiáng)度指標(biāo)的取值原則1、材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值：材

18、料強(qiáng)度的一種特征值，是由標(biāo)準(zhǔn)試件按標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)以概率分布的0.05分位值確定的強(qiáng)度值。 取值原則：是在符合規(guī)定質(zhì)量的材料強(qiáng)度實(shí)測值的總體中，材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有不小于95的保證率。 2、材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：設(shè)計(jì)值是由標(biāo)準(zhǔn)值除以材料性能分項(xiàng)系數(shù)m，即f=fk / m材料性能分項(xiàng)系數(shù)m：根據(jù)不同材料，目標(biāo)可靠指標(biāo)及工程經(jīng)驗(yàn)校準(zhǔn)來確定，混凝土取1.45，普通鋼筋取1.20，高強(qiáng)鋼材取1.47青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.4 材料強(qiáng)度的取值結(jié)構(gòu)抗力R計(jì)算包含材料的強(qiáng)度，涉及到的量值有平均值，標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值。2.4.1 材料強(qiáng)度指標(biāo)的取值原則2.4.2 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值2.

19、4.3 鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.4.2 混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值2、混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcu,k：95%保證率軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck： 95%保證率 軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk ： 95%保證率ckc1c2cu,k0.88ff 0.550.45tkcu,kf150c20.88 0.395(1 1.645)ff青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理3、鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值熱軋鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk：取屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，95%保證率高強(qiáng)鋼材抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk：取極限抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，

20、具有95%保證率（設(shè)計(jì)取用的條件屈服強(qiáng)度為極限抗拉強(qiáng)度乘以0.85）二者的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd和fpd：相應(yīng)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以各自的材料性能分項(xiàng)系數(shù)1.20和1.47二者的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f sd和f pd，相應(yīng)的材料彈性模量乘以工作時(shí)壓應(yīng)變(0.002)，但得不超過對應(yīng)的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2 結(jié)構(gòu)按極限狀態(tài)法設(shè)計(jì)計(jì)算的原則重點(diǎn)：重點(diǎn)： 2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展2.2 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的基本概念2.3 我國公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的計(jì)算原則2.4 材料強(qiáng)度的取值2.5 作用的代表值和作

21、用效應(yīng)組合青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.5 作用的代表值和作用效應(yīng)組合1、作用分類按時(shí)間特性來分類： 永久作用：結(jié)構(gòu)使用期間，其量值不隨時(shí)間變化，或其變化值與平均值相比可以忽略不計(jì)的作用可變作用：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不可忽視的作用偶然作用：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)間很短的作用青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2.5 作用的代表值和作用效應(yīng)組合2、作用代表值標(biāo)準(zhǔn)值定義：結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間的可能出現(xiàn)的最大作用永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值：一般根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的尺寸和材料的標(biāo)準(zhǔn)容重計(jì)算。可變作

22、用的標(biāo)準(zhǔn)值：根據(jù)觀測資料和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并考慮工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載概率分布的某一分位值確定，查閱規(guī)范使用。偶然作用的標(biāo)準(zhǔn)值：應(yīng)根據(jù)調(diào)查、試驗(yàn)資料，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)確定。青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2、作用代表值頻遇值在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，可變作用超越的總時(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。結(jié)構(gòu)上頻繁出現(xiàn)且量值較大的作用。頻遇值標(biāo)準(zhǔn)值頻遇系數(shù)1注：可變作用采用頻遇值作為代表值進(jìn)行短期效應(yīng)（頻遇）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。2.5 作用的代表值和作用效應(yīng)組合青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理2、作用代表值準(zhǔn)永久值可變作用準(zhǔn)永久值：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超越概率為50%的作用值；是

23、結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)、且量值較小的荷載作用取值。準(zhǔn)永久值標(biāo)準(zhǔn)值準(zhǔn)永久值系數(shù) 2 注：可變作用采用準(zhǔn)永久值作為代表值進(jìn)行長期效應(yīng)（準(zhǔn)永久）正常使用極限設(shè)計(jì)。2、作用代表值設(shè)計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)值與分項(xiàng)系數(shù)的乘積。分項(xiàng)系數(shù)是考慮作用超過標(biāo)準(zhǔn)值的可能性。2.5 作用的代表值和作用效應(yīng)組合青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理3、作用效應(yīng)組合結(jié)構(gòu)上同時(shí)作用有多種荷載時(shí)要考慮作用效應(yīng)的組合。其中對結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生總效應(yīng)最不利的一組組合稱為最不利組合，按其進(jìn)行設(shè)計(jì)。分為：承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的效應(yīng)組合和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的效應(yīng)組合。2.5 作用的代表值和作用效應(yīng)組合青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理承載能力極限狀

24、態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的效應(yīng)組合公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合：基本組合和偶然組合基本表達(dá)式：基本表達(dá)式：基本組合基本組合 ：永久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： 或mn0ud0GiGikQ1Q1kcQjQjki=1j=2(+)SSSSmn0ud0GidQ1dcQjdi=1j=2=(+)SSSSRSd0青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理mn0ud0GiGikQ1Q1kcQjQjki=1j=2(+)SSSS考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值考慮永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)的永久作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值考慮汽車荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)的汽車荷載設(shè)計(jì)值考慮除汽車荷載之外

25、的可變作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)以及多種可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)的可變作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值青海大學(xué)青海大學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理mn0ud0GiGikQ1Q1kcQjQjki=1j=2(+)SSSS0：結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)，公路橋梁結(jié)構(gòu)的安全等級分別為1.1、1.0、0.9。 Gi ：第i個(gè)永久作用分項(xiàng)系數(shù)； SGik ：第i個(gè)永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值； Qi ：汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù)，Qi1.4；當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組合中超過汽車荷載效應(yīng)時(shí)，則該作用取代汽車荷載，其分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項(xiàng)系數(shù)；對于專為承受某作用而設(shè)置的結(jié)構(gòu)或裝置，設(shè)計(jì)時(shí)該作用的分項(xiàng)系數(shù)取與汽車荷載同值； SQ1k ：汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值； Qj ：在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值，Qj =1.4，但風(fēng)荷載分項(xiàng)系數(shù)Qj =1.1； c ：除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的