鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原理課件

1、工 程 結(jié) 構(gòu)主講人：李錦學(xué)章節(jié)名稱1 鋼筋混凝土材料的物理力學(xué)性能教學(xué)內(nèi)容1.1 混凝土的物理力學(xué)性能1.2 鋼筋的物理力學(xué)性能1.3 鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)與錨固教學(xué)目的與要求掌握鋼筋混凝土材料與勻質(zhì)彈性材料的物理力學(xué)性能存在的差異；理解混凝土立方體抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，掌握一次單軸短期加載的變形性質(zhì)，了解混凝土的彈性模量、變形模量、混凝土的收縮和徐變；理解鋼筋的品種、級(jí)別和使用范圍。掌握有明顯屈服點(diǎn)鋼筋的應(yīng)力應(yīng)變曲線的特點(diǎn)以及鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取值的依據(jù)；理解鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能及保證可靠粘結(jié)和錨固的構(gòu)造措施。 教學(xué)重點(diǎn)鋼筋和混凝土兩種不同材料能夠有效地結(jié)合在一起共同工作的

2、主要原因；教學(xué)方法講解、板書(shū)與討論教學(xué)過(guò)程序號(hào)教學(xué)內(nèi)容時(shí)間分配教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)1課程簡(jiǎn)介5分鐘講授2混凝土的物理力學(xué)性能20分鐘講授3鋼筋的物理力學(xué)性能30分鐘講授4粘結(jié)與錨固30分鐘講授5小結(jié)5分鐘講授第 03次課授課計(jì)劃建筑結(jié)構(gòu) 課程工程本091 班級(jí)2011年09月05日（第2周 周一5、6節(jié)）第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)的功能一 結(jié)構(gòu)的功能要求 功能要求適用性耐久性安全性 安全性結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用的條件下，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件（如強(qiáng)烈地震、爆炸、車輛撞擊等）發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(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)倒塌。 適用性結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)具

3、有良好的工作性能。例如，不會(huì)出現(xiàn)影響正常使用的過(guò)大變形或振動(dòng)；不會(huì)產(chǎn)生使使用者感到不安的裂縫寬度等。耐久性結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下具有足夠的耐久性能，即在正常維護(hù)條件下結(jié)構(gòu)能夠正常使用到規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限。例如，結(jié)構(gòu)材料不致出現(xiàn)影響功能的損壞，鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋不致因保護(hù)層過(guò)薄或裂縫過(guò)寬而銹蝕等。二 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)重一般的房屋三級(jí)不嚴(yán)重次要的房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限定義：房屋建筑在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下 所應(yīng)達(dá)到的持久年限。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)按下表采用。類別 設(shè) 計(jì) 使 用 年限（年） 示 例 15臨時(shí)性結(jié)構(gòu)225易于替換的結(jié)

4、構(gòu)構(gòu)件350普通房屋和構(gòu)筑物4100紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)一 荷載分類按隨時(shí)間的變異，結(jié)構(gòu)上的荷載可分為以下三類： 1.永久荷載：永久荷載亦稱恒荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時(shí)間變化。如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。2.可變荷載：可變荷載也稱為活荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載。3.偶然荷載：在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載稱為偶然荷載。 第二節(jié) 作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力二 荷載代表值1.荷載代表值定義：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于不同的荷載和不同的設(shè)計(jì)情況，應(yīng)賦予荷載不同的量值，該量值即荷載代表值。2.荷載標(biāo)準(zhǔn)值定義：

5、荷載標(biāo)準(zhǔn)值就是結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)具有一定概率的最大荷載值,它是荷載的基本代表值。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為確定可變荷載代表值而選定的時(shí)間參數(shù)，一般取為50年。（1）永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值永久荷載主要是結(jié)構(gòu)自重及粉刷、裝修，固定設(shè)備的重量。一般可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸和材料或結(jié)構(gòu)構(gòu)件單位體積（或面積）的自重標(biāo)準(zhǔn)值確定。例題取鋼筋混凝土單位體積自重標(biāo)準(zhǔn)值為25 kN/m3，則截面尺寸為200mm500mm的鋼筋混凝土矩形截面梁的自重標(biāo)準(zhǔn)值為 0.20.525=2.5kN/m（2）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻偶值和永久值系數(shù)按表采用。 1）可變荷載準(zhǔn)永久值定義：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常達(dá)到或超過(guò)的那部

6、份荷載值（總的持續(xù)時(shí)間不低于25年），稱為可變荷載準(zhǔn)永久值?？勺兒奢d準(zhǔn)永久值可表示為qk ，其中k為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，q為可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)。q值見(jiàn)表1.1.1。2）可變荷載組合值定義：兩種或兩種以上可變荷載同時(shí)作用于結(jié)構(gòu)上時(shí)，除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生最大效應(yīng)的荷載）仍可以其標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外，其他伴隨荷載均應(yīng)以小于標(biāo)準(zhǔn)值的荷載值為代表值，此即可變荷載組合值?？勺兒奢d組合值可表示為ck 。其中c 為可變荷載組合值系數(shù)，其值按表查取。3）可變荷載頻遇值定義：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（總的持續(xù)時(shí)間不低于50年），稱為可變荷載頻遇值。可變荷載頻遇值

7、可表示為fk。其中f為可變荷載頻遇值系數(shù)，其值按表查取。（3）荷載設(shè)計(jì)值永久荷載設(shè)計(jì)值G=GGK；G永久荷載分項(xiàng)系數(shù)一般取1.2可變荷載設(shè)計(jì)值Q=QQK；Q永久荷載分項(xiàng)系數(shù)一般取1.41 極限狀態(tài)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)定義整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部份，超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能（安全性、適用性、耐久性）要求，該特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)1）承載能力極限狀態(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)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。承載能力極限狀態(tài)主要考慮關(guān)于結(jié)構(gòu)安全性的功能。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)了承載能力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)

8、構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度不夠而破壞；整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如柱子被壓曲等）。2）正常使用極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(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)規(guī)定限值。這一狀態(tài)對(duì)應(yīng)于適用性或耐久性的功能。 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)： 影響正常使用或外觀的變形； 影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）； 影響正常使用的振動(dòng)； 影響正常使用的其他特定狀態(tài)等。二、結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)（1）作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力的概念 作用效應(yīng) 結(jié)構(gòu)上的各種作用，在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力（軸力、彎矩、剪力、扭矩等）

9、和變形（如撓度、轉(zhuǎn)角、裂縫等）的總稱，用S 表示。由直接作用產(chǎn)生的效應(yīng)，通常稱為荷載效應(yīng)。 （2）結(jié)構(gòu)的功能函數(shù) 結(jié)構(gòu)抗力 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力，如構(gòu)件的承載力、剛度、抗裂度等，用R表示。結(jié)構(gòu)抗力是結(jié)構(gòu)內(nèi)部固有的，其大小主要取決于材料性能、構(gòu)件幾何參數(shù)及計(jì)算模式的精確性等。實(shí)際工程中，可能出現(xiàn)以下三種情況 安全性 結(jié)構(gòu)在正常施工和使用情況下能承受可能出現(xiàn)的各種荷載和變形 。 在偶然事件（如校核洪水位、地震）發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持整體承載力和穩(wěn)定性。適用性 結(jié)構(gòu)在正常使用荷載下，具有良好的工作性能。如不發(fā)生影響正常使用的過(guò)大的變形（撓度、側(cè)移）、振幅，或產(chǎn)生過(guò)大的裂縫寬度。耐久性

10、結(jié)構(gòu)的承載力和剛度不應(yīng)隨時(shí)間有過(guò)大的減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在其預(yù)定使用期間內(nèi)降低安全性和適用性，縮短使用壽命。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)的可靠性 reliability 可靠性安全性、適用性和耐久性的總稱 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)、正常施工、正常使用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的能力。 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：指一個(gè)工程結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護(hù)條件下，能夠滿足其可靠度的時(shí)間。 結(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價(jià)投資越大。 如何在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟(jì)之間取得均衡，就是設(shè)計(jì)方法要解決的問(wèn)題。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極限狀態(tài) 一結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)的定義

11、 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。一旦超過(guò)這種狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就進(jìn)入失效狀態(tài)。二結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的分類 根據(jù)功能要求，國(guó)際上通常把極限狀態(tài)分為兩大類： 承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài) 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極限狀態(tài) （一）承載能力極限狀態(tài) 超過(guò)該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的安全性要求。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分喪失結(jié)構(gòu)穩(wěn)定； （如細(xì)長(zhǎng)受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）結(jié)構(gòu)形成機(jī)動(dòng)體系而喪失承載能力； （超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸)結(jié)構(gòu)發(fā)生滑移、上浮或傾覆等不穩(wěn)定情況；構(gòu)件的截面因強(qiáng)度不足而發(fā)生破壞； （包括疲勞破壞）結(jié)構(gòu)或構(gòu)

12、件產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形而不適于繼續(xù)承載。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極限狀態(tài) (二) 正常使用極限狀態(tài) Serviceability 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)定限值的狀態(tài)。 過(guò)大的變形、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）； 過(guò)大的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）； 過(guò)大的振動(dòng)（影響使用、不舒適）； 局部損壞。承載力能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的安全性正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性可靠水平高可靠水平低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序結(jié)構(gòu)功能的表達(dá)S R 失效第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念第二節(jié) 結(jié)

13、構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的兩個(gè)變量： ftsc= ft b h l鋼筋砼梁sc= ft ft ss sc As fy fc P第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念 S = S(Q)R = R(fc, fy, ak, )第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念截面尺寸和材料強(qiáng)度是決定結(jié)構(gòu)抗力的主要因素。由于材料強(qiáng)度的離散性、構(gòu)件幾何特征的不定性和計(jì) 算模式的不定性，結(jié)構(gòu)抗力是一個(gè)隨機(jī)變量。荷載是決定荷載效應(yīng)的主要因素。荷載效應(yīng)與荷載成正比。由于荷載的離散性，荷載

14、效應(yīng)是一個(gè)隨機(jī)變量。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不確定性 a. 恒載 g與構(gòu)件尺寸、材料容重等有關(guān)b. 活載 q的數(shù)值是隨時(shí)在變化的c. 計(jì)算跨度 l 的不準(zhǔn)確a.材料強(qiáng)度 fy 和 fc 的離散b.截面尺寸h0和 b 的施工誤差c. gd的隨機(jī)性不一定安全（可靠）!g+q雖然設(shè)計(jì)保證Undetermined Factors in Design第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念定義：使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因稱為“作用”。作用分類直接作用直接作用荷載混凝土收縮、溫度變化、基礎(chǔ)的差異沉降、地震等引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束的原因。結(jié)構(gòu)上的作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力、變形、裂縫等通稱為作用

15、效應(yīng)或荷載效應(yīng)S 。Action (Load) Effect 荷載效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R 結(jié)構(gòu)承受內(nèi)力和變形的能力（如構(gòu)件的承載能力、裂縫和變形限值等）稱為結(jié)構(gòu)抗力R，取決于材料的強(qiáng)度、截面尺寸及計(jì)算模式等。 Resistant第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念安全系數(shù)法的缺點(diǎn)： 沒(méi)有定量的考慮抗力和荷載效應(yīng)的隨機(jī)性，而是靠經(jīng)驗(yàn)或工程判斷的方法確定，帶有主觀成分。定的高或低依據(jù)不充分。以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法： 本質(zhì)是將荷載效應(yīng)S及結(jié)構(gòu)抗力R看作是兩個(gè)隨機(jī)變量應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的理論去研究結(jié)構(gòu)的可靠度。以概率論為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法分為三個(gè)水準(zhǔn)：水準(zhǔn)半經(jīng)驗(yàn)半

16、概率法；水準(zhǔn)近似概率法；水準(zhǔn)全概率法。第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念 S 、 R為隨機(jī)變量，可用統(tǒng)計(jì)參數(shù)描述：概型（服從何種概率分布）平均值（隨機(jī)變量代表值）均方差（隨機(jī)變量離散性）第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念重疊區(qū)的大小反映了抗力R和荷載效應(yīng)S之間的概率關(guān)系，即結(jié)構(gòu)的失效概率從結(jié)構(gòu)安全的角度，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力R，減小抗力R和荷載效應(yīng)S的離散程度，可以提高結(jié)構(gòu)的可靠程度，即提高R S，減小R 、 S可使失效概率降低。 f(r,s)S，RSR

17、SRmR-mS結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)下的概率，稱為可靠概率ps，ps=1-pf。標(biāo)準(zhǔn)差S、R平均值分別為S、 R 一.失效概率 結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于失效狀態(tài)下的概率pf。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念pf = P (S R)失效概率越小，結(jié)構(gòu)可靠性越大。可用失效概率定量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小。當(dāng)失效概率pf小于某個(gè)值時(shí)，結(jié)構(gòu)失效的可能性很小， 可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是可靠的。該失效概率限值稱為容許 失效概率pf。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可用功能函數(shù)Z描述：Z=g(R,S)=R-SZ0 (RS) 可靠 Z=0 (R=

18、S) 極限狀態(tài)Z0 (R R)= P (Z 0)極限狀態(tài)方程Z=0或R-S=0RSZ0可靠區(qū)R、S為隨機(jī)變量，假定服從正態(tài)分布，所以Z也是隨機(jī)變量.Z的概率分布曲線也服從正態(tài)分布。 Z的平均值Z和標(biāo)準(zhǔn)差Z為： 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念失效概率：可 靠 指 標(biāo) b 二.可靠指標(biāo) b 為避免求 pf積分運(yùn)算，令 = Z / Z，稱為結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。與pf之間存在著相應(yīng)的關(guān)系，pf 。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念可靠指標(biāo)：結(jié)構(gòu)的可靠度轉(zhuǎn)而由

19、可靠指標(biāo)來(lái)描述。結(jié)構(gòu)的可靠度：規(guī)定時(shí)間和條件下完成預(yù)定功能的概率。當(dāng)R與S相差越大，R遠(yuǎn)大于S，越大，結(jié)構(gòu)越安全。當(dāng)R與S越小，即R與S的變異性越小，越大，結(jié)構(gòu)越安全。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)水工建筑物的級(jí)別，采用不同的水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別。不同安全級(jí)別可靠度水平要求不同。水工建筑物級(jí)別水工建筑物安全級(jí)別12，34，5三.結(jié)構(gòu)安全級(jí)別水工建筑物結(jié)構(gòu)安全級(jí)別四.目標(biāo)可靠指標(biāo)T要使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理，則在規(guī)定的條件下，失效概率應(yīng)低于允許失效概率pf，即 pfpf當(dāng)用可靠指標(biāo)表示時(shí)，則為 T T目標(biāo)可靠指標(biāo)。破壞類

20、型安全級(jí)別級(jí)級(jí)級(jí)延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)T 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念目標(biāo)可靠指標(biāo)的確定(1)建立在對(duì)原規(guī)范“校準(zhǔn)”的基礎(chǔ)上。(2)與結(jié)構(gòu)安全級(jí)別有關(guān)。安全級(jí)別愈高， T愈大。(3)與構(gòu)件破壞性質(zhì)有關(guān)。延性破壞的T低于脆性破壞。(4)與極限狀態(tài)有關(guān)。承載能力極限狀態(tài)的T高于正常使 用極限狀態(tài)。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.2 結(jié)構(gòu)按概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的基本概念在實(shí)際設(shè)計(jì)中求可靠指標(biāo)，需已知影響結(jié)構(gòu)可靠度的隨機(jī)變量R和S

21、的統(tǒng)計(jì)參數(shù)（ ，）。對(duì)于十分重要的結(jié)構(gòu)，如原子能反應(yīng)堆的安全殼等采用這種方法。對(duì)于一般構(gòu)件，如果也采用這種復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析，即不現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)人員也不習(xí)慣，故還需給出實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式。實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式即把可靠指標(biāo)用五個(gè)分項(xiàng)系數(shù)來(lái)反映，對(duì)影響結(jié)構(gòu)抗力和荷載效應(yīng)的材料強(qiáng)度和荷載采用相應(yīng)的設(shè)計(jì)值和標(biāo)準(zhǔn)值。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.3 荷載的標(biāo)準(zhǔn)值第三節(jié) 荷載的標(biāo)準(zhǔn)值荷載按其隨時(shí)間的變異性和出現(xiàn)的可能性不同，可分為三類：永久荷載：不隨時(shí)間而變化的荷載，即恒載。（自重，土壓力等）可變荷載：隨時(shí)間而變化的荷載，即活載。（人群荷載，風(fēng)荷載，靜水壓力等）偶然荷載：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但 一旦出現(xiàn)，其

22、值很大且持續(xù)時(shí)間 較短的荷載，如地震、爆炸等。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理荷載代表值：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)要求，采用不同的荷載數(shù)值，即荷載代表值：標(biāo)準(zhǔn)值、組合值及準(zhǔn)永久值。一.荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間的正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值。由水工建筑物荷載規(guī)范給出。Sk由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載最大值概率分布的某一分位值來(lái)確定。Sk=s+ass= s(1+ass)沒(méi)有足夠統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，采用公稱值。2.3 荷載的標(biāo)準(zhǔn)值二荷載準(zhǔn)永久值可變荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常作用的那一部分荷載，它對(duì)結(jié)構(gòu)的影響類似永久荷載。可變荷載的準(zhǔn)永久值由其標(biāo)準(zhǔn)值Qk乘以相應(yīng)的長(zhǎng)期組合系數(shù)(1)得出。荷載準(zhǔn)永

23、久值用于正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)長(zhǎng)期組合中。三荷載組合值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)，除一個(gè)主要可變荷載外，其余可變荷載應(yīng)在其標(biāo)準(zhǔn)值上乘以小于1的組合系數(shù)對(duì)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減。水工設(shè)計(jì)中，習(xí)慣上不考慮可變荷載組合時(shí)的折減。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.3 荷載的標(biāo)準(zhǔn)值第四節(jié) 材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值由其概率分布的某一分位值來(lái)確定。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理fk=f(1-1.645f)保證率系數(shù)1.6452.4 材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理（一）砼強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1.砼立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcuk2.砼軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck3.砼軸心抗

24、拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk2.4 材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理（二）鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值受拉熱軋鋼筋采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的屈服強(qiáng)度（出廠檢驗(yàn)的廢品限值）作為標(biāo)準(zhǔn)值fyk，其保證率不小于95%。對(duì)于無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼筋，采用國(guó)標(biāo)規(guī)定的極限抗拉強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)值fstk，其保證率也不小于95%。2.4 材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值第五節(jié) 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式（一）結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為、級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件， 0分別取為1.1、1.0及0.9，反映不同安全級(jí)別的的可靠度水平要求不同。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式把可靠指標(biāo)用五個(gè)分項(xiàng)系數(shù)來(lái)反映，對(duì)影響結(jié)構(gòu)抗力和荷載效應(yīng)的材料強(qiáng)度

25、和荷載采用相應(yīng)的設(shè)計(jì)值和標(biāo)準(zhǔn)值。一水工砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用的分項(xiàng)系數(shù)2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式（二）設(shè)計(jì)狀況系數(shù)持久狀況。在結(jié)構(gòu)運(yùn)行使用過(guò)程中，不僅出現(xiàn)且持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，一般與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為同一量級(jí)的設(shè)計(jì)狀況。短暫狀況。在結(jié)構(gòu)施工（安裝）、檢修或使用過(guò)程中短暫出現(xiàn)的設(shè)計(jì)狀況。偶然狀況。在結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中，出現(xiàn)概率很小，持續(xù)時(shí)間很短的設(shè)計(jì)狀況。設(shè)計(jì)狀況系數(shù)反映不同設(shè)計(jì)狀況其可靠度水平要求不同。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式（三）荷載分項(xiàng)系數(shù)G、Q用來(lái)考慮荷載超

26、過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的可能性，在水工建筑物設(shè)計(jì)中，它實(shí)質(zhì)上就是“超載系數(shù)”。荷載標(biāo)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。按水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范取用，其值大小主要依據(jù)荷載的變異程度大小。 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理（五）結(jié)構(gòu)系數(shù)d用來(lái)考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)和材料強(qiáng)度系數(shù)沒(méi)能反映的對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度有影響的因素，如荷載效應(yīng)和抗力計(jì)算模式的不定性。（四）砼和鋼筋的強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)c、s考慮材料的離散性和施工偏差帶來(lái)的材料實(shí)際強(qiáng)度低于其強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，在承載能力極限狀態(tài)采用材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，即強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以相應(yīng)的材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)。2.5 水工鋼筋

27、砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理二承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式（一）基本組合基本組合：持久狀況或短暫狀況下永久荷載與可變荷載效應(yīng)組合。基本組合承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式為：2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理 0結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； 2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)水工建筑物安全級(jí)別1.11.00.9 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理 設(shè)計(jì)狀況系數(shù)； 2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)狀況系數(shù)設(shè)計(jì)狀況1.0持久狀況0.95短暫狀況0.85偶然狀況 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理 S荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； R結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值；d結(jié)構(gòu)系數(shù)； 2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理 2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式G、Q永久荷載、可變荷載分項(xiàng)系數(shù)；Gk、Qk 永久荷載、可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；按水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范取用 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理 2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式 第二章 鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算原理 2.5 水工鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用設(shè)計(jì)表達(dá)式對(duì)某些可控制使其不超出規(guī)定限值的可變作用(荷載)，如所規(guī)定的分項(xiàng)系數(shù)小于110時(shí)，應(yīng)取為110；對(duì)其他可變作用(荷載)，如所規(guī)定的分項(xiàng)系