第4章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

第四章

結(jié)構(gòu)設(shè)計方法第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的發(fā)展4.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的發(fā)展最早的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論是以彈性理論為基礎(chǔ)的容許應(yīng)力計算法?！羧菰S應(yīng)力設(shè)計法◎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；◎容許應(yīng)力按各自材料控制，無法給出構(gòu)件承載力和安全度；◎沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求(除安全性外，還應(yīng)考慮適用性和耐久性)；◎安全系數(shù)是憑經(jīng)驗(yàn)確定的，缺乏科學(xué)依據(jù)。◆破損階段設(shè)計法整個截面達(dá)到極限承載力才認(rèn)為失效，考慮了材料塑性和強(qiáng)度的充分發(fā)揮，極限荷載可以直接由試驗(yàn)驗(yàn)證，構(gòu)件的總安全度較為明確。

◎但安全系數(shù)K仍然憑經(jīng)驗(yàn)確定，

◎沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求的問題。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的發(fā)展◆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，還包括的撓度和裂縫寬度（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，不再采用單一的安全系數(shù)，而采用的多系數(shù)表達(dá)，◎

材料強(qiáng)度

fck和fsk

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?！?/p>

荷載值

qik也盡可能根據(jù)各種荷載的統(tǒng)計資料，按一定保證率取其上限分位值?！蚝奢d系數(shù)

kqi，材料強(qiáng)度系數(shù)kc和

ks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)。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的發(fā)展◆以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法由于實(shí)際結(jié)構(gòu)中的不確定性，因此無論如何設(shè)計結(jié)構(gòu)，都會有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小，采用概率方法是比較合理的。失效概率越小，表示結(jié)構(gòu)可靠性越大。因此，可以用失效概率來定量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小。結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量稱為結(jié)構(gòu)可靠度。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容許失效概率[Pf]。失效概率Pf=P(S>R)第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的發(fā)展以概率論為基礎(chǔ)的設(shè)計方法分為三個水準(zhǔn)：水準(zhǔn)Ⅰ－半經(jīng)驗(yàn)半概率法:對影響結(jié)構(gòu)安全的某些參數(shù)，主要是荷載和材料強(qiáng)度用數(shù)理統(tǒng)計進(jìn)行分析，并與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，引入某些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。水準(zhǔn)Ⅱ－近似概率法：將結(jié)構(gòu)抗力R與荷載效應(yīng)S作為兩個隨機(jī)變量，按給定的概率分布來估算失效概率或可靠指標(biāo)，且采用平均值和標(biāo)準(zhǔn)差兩個統(tǒng)計參數(shù)，對設(shè)計表達(dá)式進(jìn)行線化處理。水準(zhǔn)Ⅲ－全概率法：以全部基本隨機(jī)變量（或隨機(jī)過程）的聯(lián)合分布為基礎(chǔ)的概率分布方法，目前此處于研究階段。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.1混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的發(fā)展4.2極限狀態(tài)4.2極限狀態(tài)4.2.1結(jié)構(gòu)上的作用及結(jié)構(gòu)抗力

作用：使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因?！蛑苯幼饔茫汉奢d◎間接作用：混凝土的收縮、溫度變化、基礎(chǔ)的差異沉降、地震等結(jié)構(gòu)上的作用引起的內(nèi)力（如彎矩、剪力、軸向力、扭矩等、變形、裂縫等），稱為作用效應(yīng)或荷載效應(yīng)（Action(Load)Effect

）。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法◎作用的分類按作用時間的長短和性質(zhì)，荷載分為三類：1.永久作用在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限內(nèi)，其值不隨時間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的作用。2.可變作用在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限內(nèi)其值隨時間而變化，其變化與平均值不可忽略的作用。3.偶然作用在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)其值很大且作用時間很短的作用。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)◎荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（CharacteristicValue

）1.定義將荷載視為隨機(jī)變量，采用數(shù)理統(tǒng)計的方法加以處理而得到的具有一定概率的最大荷載值2.確定a.結(jié)構(gòu)的自重可根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計尺寸和材料的重力密度確定；b.可變荷載常與時間有關(guān)，在缺少大量統(tǒng)計材料的條件下，可近似按隨機(jī)變量來考慮；第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)S——荷載（作用）效應(yīng)結(jié)構(gòu)上的各種作用（如荷載、不均勻沉降、溫度變形、收縮變形、地震等）產(chǎn)生的效應(yīng)總和（如彎矩M、軸力N、剪力V、扭矩T、撓度f、裂縫寬度w等）S<R

可靠

S=S(Q)R——結(jié)構(gòu)抗力結(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、容許撓度[f]、容許裂縫寬度[w]，與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料性能（強(qiáng)度、變形模量）幾何參數(shù)（構(gòu)件尺寸等）和計算模式的精確性等有關(guān)。R=R(fc,fy,A,h0,As,…)

S=R

極限狀態(tài)S>R

失效結(jié)構(gòu)力學(xué)的主要內(nèi)容本課程的主要內(nèi)容第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)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對應(yīng)的：Z=R-S>0時，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)；Z=R-S<0時，結(jié)構(gòu)處于失效（破壞）狀態(tài)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不僅僅只考慮結(jié)構(gòu)的承載能力，有時還要考慮結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性，則極限狀態(tài)方程可推廣為：第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)4.2.2

結(jié)構(gòu)的功能要求

1.結(jié)構(gòu)的安全等級

安全等級破壞后的影響程度結(jié)構(gòu)類型一級很嚴(yán)重重要結(jié)構(gòu)二級嚴(yán)重一般結(jié)構(gòu)三級不嚴(yán)重次要結(jié)構(gòu)第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)2.結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)期、設(shè)計使用年限和設(shè)計狀況結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)期：為確定可變荷載代表值而選用的時間參數(shù)，橋梁結(jié)構(gòu)為100年，建筑結(jié)構(gòu)為50年。結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限：設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需要進(jìn)行大修即可按達(dá)到其預(yù)定功能的使用時期。(不同于建筑的使用壽命：建筑達(dá)到設(shè)計使用年限后，經(jīng)過鑒定和維修，仍可繼續(xù)使用)設(shè)計使用年限可按《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》確定，也可經(jīng)過主管部門的批準(zhǔn)按業(yè)主的要求確定。一般建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為50年，特大橋梁為100年。設(shè)計狀況：與一定時間段相應(yīng)的一組設(shè)計條件，分為持久設(shè)計狀況、短暫設(shè)計狀況、地震設(shè)計狀況和偶然作用設(shè)計狀況。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)3.結(jié)構(gòu)的功能—安全性、適用性、耐久性、魯棒性◆安全性Safety

◎如（M≤Mu）◎結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期間內(nèi)（一般為50年），應(yīng)能承受在正常施工、正常使用情況下可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形（如超靜定結(jié)構(gòu)的支座不均勻沉降）、約束變形（如溫度和收縮變形受到約束時）等的作用。

第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)◆適用性Serviceability

◎如（f≤[f]）◎結(jié)構(gòu)在正常使用期間，具有良好的工作性能。如不發(fā)生影響正常使用的過大的變形（撓度、側(cè)移）、振動（頻率、振幅），或產(chǎn)生讓使用者感到不安的過大的裂縫寬度?！裟途眯訢urability

◎如（wmax≤[wmax]）◎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。即在各種因素的影響下（混凝土碳化、鋼筋銹蝕），結(jié)構(gòu)的承載力和剛度不應(yīng)隨時間有過大的降低，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在其預(yù)定使用期間內(nèi)喪失安全性和適用性，降低使用壽命。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)◆魯棒性Robustness

◎當(dāng)遭遇意外偶然事件和極端災(zāi)害時，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)仍應(yīng)能保持其必要的整體性，不應(yīng)發(fā)生與其原因不相稱的嚴(yán)重破壞，以至于造成不可接受的重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。結(jié)構(gòu)安全性與魯棒性的區(qū)別：1.前者是確?？深A(yù)期的正常使用荷載和作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全，后者是確保不可預(yù)期的意外荷載和極端災(zāi)害作用下整體結(jié)構(gòu)的安全。2.前者是以保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件可正常使用的最大承載力為目標(biāo)，后者是以意外偶然事件和極端災(zāi)害下整體結(jié)構(gòu)不可接受的破壞程度為目標(biāo)。允許部分構(gòu)件破壞，不允許整體結(jié)構(gòu)連續(xù)倒塌。

◎目前僅進(jìn)行概念設(shè)計第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)設(shè)計內(nèi)容設(shè)計狀況安全性(承載能力極限狀態(tài))適用性(正常使用極限狀態(tài))耐久性(正常使用極限狀態(tài))魯棒性持久設(shè)計狀況需驗(yàn)算需驗(yàn)算需驗(yàn)算短暫設(shè)計狀況需驗(yàn)算需驗(yàn)算地震設(shè)計狀況需驗(yàn)算偶然作用設(shè)計狀況需概念設(shè)計不同設(shè)計狀況需設(shè)計的內(nèi)容4.2.3結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)LimitState◆結(jié)構(gòu)能夠滿足功能要求而良好地工作，則稱結(jié)構(gòu)是“可靠”的或“有效”的。反之，則結(jié)構(gòu)為“不可靠”或“失效”?！魠^(qū)分結(jié)構(gòu)“可靠”與“失效”的臨界工作狀態(tài)稱為“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態(tài)就不能滿足設(shè)計指定的某一功能要求，這種狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)(UltimateLimitState)：

對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力或不適于繼續(xù)承載變形的狀態(tài)。超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的安全性功能要求。◆結(jié)構(gòu)構(gòu)件及連接因超過材料強(qiáng)度而破壞◆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、滑移）◆

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）◆結(jié)構(gòu)塑性變形過大而不適于繼續(xù)承載◆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)因局部構(gòu)件破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)

ServiceabilityLimitState超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的適用性和耐久性的功能要求?！暨^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）；◆過大的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）；◆過大的振動（不舒適）；◆其他正常使用要求。承載能力極限狀態(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)計程序（進(jìn)行驗(yàn)算）第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.2極限狀態(tài)4.3結(jié)構(gòu)的可靠度、可靠指標(biāo)和目標(biāo)可靠指標(biāo)4.3結(jié)構(gòu)的可靠度、可靠指標(biāo)和目標(biāo)可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的不確定性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)值是隨時在變化的c.計算跨度l的不準(zhǔn)確d.結(jié)構(gòu)分析模型的不準(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.公式推導(dǎo)中的簡化和假設(shè)d.

gd的隨機(jī)性不一定安全（可靠）!g+q雖然設(shè)計保證UndeterminedFactorsinDesign第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法◆結(jié)構(gòu)的可靠性reliability■

可靠性——安全性、適用性、耐久性和魯棒性的總稱結(jié)構(gòu)的可靠度：結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，即結(jié)構(gòu)在設(shè)計使用年限內(nèi)，在正常條件下，完成預(yù)定功能的概率。用可靠概率ps(結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)下的概率)來描述。是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能(安全性、適用性和耐久性)的能力，并具有合理的魯棒性。結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維護(hù)條件Pf:失效概率(Probabilityoffailure),指結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)下的概率。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.3結(jié)構(gòu)的可靠度、可靠指標(biāo)和目標(biāo)可靠指標(biāo)Z=R-S若僅以荷載效應(yīng)S，結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力R作為兩個基本隨機(jī)變量，服從正態(tài)分布，功能函數(shù)表示為標(biāo)準(zhǔn)差σS、σR平均值分別為μS、

μR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μR－

μS，減小σR

、σS可使失效概率降低。

f(r,s)S，RSRμSμRmR-mS第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.3結(jié)構(gòu)的可靠度、可靠指標(biāo)和目標(biāo)可靠指標(biāo)

f(Z)bszmzpfZ

=R-SZ<0則pf=P(Z<0)=P(R<S)稱為可靠指標(biāo)，與失效概率pf之間有一一對應(yīng)的關(guān)系。設(shè)S、R都服從正態(tài)分布，平均值為μS、

μR，標(biāo)準(zhǔn)差σS、σR。令Z=R-SZ是服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量可靠指標(biāo)reliabilityindex第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.3結(jié)構(gòu)的可靠度、可靠指標(biāo)和目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，要保證其完成預(yù)定功能的概率不低于某一允許水平而要求設(shè)計所達(dá)到的可靠指標(biāo)，稱為目標(biāo)可靠指標(biāo)〔β〕。β≥〔β〕注意：β是在隨機(jī)變量成正態(tài)分布且極限狀態(tài)方程為線性時得出的，所以用公式計算可靠指標(biāo)的前提是：隨機(jī)變量服從正態(tài)分布且極限狀態(tài)方程線性。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.3結(jié)構(gòu)的可靠度、可靠指標(biāo)和目標(biāo)可靠指標(biāo)2、〔β〕與破壞性質(zhì)有關(guān)；由于結(jié)構(gòu)延性破壞和脆性破壞的性質(zhì)不同，前者有明顯預(yù)兆，可及時采取補(bǔ)救措施，目標(biāo)可靠指標(biāo)可定的稍低一些；后者為突發(fā)性破壞，破壞前無明顯預(yù)兆，目標(biāo)可靠指標(biāo)應(yīng)定的高一些。破壞類型安全等級一級二級三級延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)[β]1、〔β〕與結(jié)構(gòu)安全級別有關(guān)；3、〔β〕與不同的極限狀態(tài)有關(guān)。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.3結(jié)構(gòu)的可靠度、可靠指標(biāo)和目標(biāo)可靠指標(biāo)4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式針對直接采用可靠指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計的復(fù)雜性和困難性，提出了實(shí)用設(shè)計表達(dá)式。該方法不用單一的安全系數(shù)的表達(dá)式，而是將影響結(jié)構(gòu)安全的因素（荷載、材料、截面尺寸、計算方法等）視為隨機(jī)變量，應(yīng)用數(shù)量統(tǒng)計的概率方法進(jìn)行分析，采用以荷載和材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值以及相應(yīng)的“分項(xiàng)系數(shù)”來表達(dá)的方式。一.作用效應(yīng)的代表值二.材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值三.規(guī)范采用的分項(xiàng)系數(shù)四.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式五.正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值是作用效應(yīng)的基本代表值，指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用期間內(nèi)的正常情況下采用數(shù)理統(tǒng)計的方法確定的具有一定概率的最大荷載值引起的作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值Sk。

f(S)SSkμSv1-vasss第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式一.作用效應(yīng)的代表值

ffμf5％fk1.645sf二.材料強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值fk第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式三.規(guī)范采用的分項(xiàng)系數(shù)1、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)g0

對結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅰ級（或設(shè)計使用年限為100年及以上）、Ⅱ級（或設(shè)計使用年限為50年）、Ⅲ級（或設(shè)計使用年限為5年及以下）的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，分別取為1.1、1.0及0.9；在抗震設(shè)計中不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)。分項(xiàng)系數(shù)按照目標(biāo)可靠指標(biāo)〔β〕值（或確定的結(jié)構(gòu)失效概率Pf值），并考慮工程經(jīng)驗(yàn)優(yōu)選確定后，將其隱含在設(shè)計表達(dá)式中。2、設(shè)計狀況系數(shù)（可變荷載組合系數(shù)值）當(dāng)結(jié)構(gòu)上作用幾種可變荷載時，各可變荷載最大值在同一時刻出現(xiàn)的概率很小，因此對可變荷載設(shè)計值再乘以調(diào)整系數(shù)。大部分可變荷載取=0.7

，風(fēng)荷載取=0.6

，個別可變荷載取=0.9～0.95，一般排架、框架結(jié)構(gòu)取=0.9。具體計算時按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》或《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》取用。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式3、荷載分項(xiàng)系數(shù)gG、gQ－荷載設(shè)計值（G：永久荷載；Q：可變荷載）

主要用來考慮荷載超過標(biāo)準(zhǔn)值的可能性。

γGSGk為永久作用效應(yīng)設(shè)計值、γQSQk

為可變作用效應(yīng)設(shè)計值。取值情況見課本表4-5（P90）4、混凝土和鋼筋強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)gc、gs－材料強(qiáng)度設(shè)計值混凝土：

gc=1.4鋼筋根據(jù)種類不同取值范圍在gs＝1.1~1.2。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，應(yīng)考慮作用效應(yīng)的基本組合，必要時尚應(yīng)考慮作用效應(yīng)的兩種組合。兩種荷載效應(yīng)組合：1、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)的組合。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定：對于基本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值應(yīng)從有可變荷載效應(yīng)控制的組合和永久荷載效應(yīng)控制的組合兩種組合中取最不利值確定。2、偶然組合－偶然狀況下永久荷載、可變荷載與一種偶然荷載效應(yīng)的組合(偶然荷載的代表值不乘分項(xiàng)系數(shù)，與偶然荷載同時出現(xiàn)的其他荷載可根據(jù)觀測資料和工程經(jīng)驗(yàn)采用適當(dāng)?shù)拇碇?/p>

)。四.承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式可變荷載效應(yīng)控制的組合表達(dá)式為永久荷載效應(yīng)控制的組合表達(dá)式為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0設(shè)計狀況系數(shù)（可變荷載組合系數(shù)值）荷載分項(xiàng)系數(shù)γG、γQ混凝土和鋼筋強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)γc、γs幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)值ak第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式五.正常使用極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，主要是驗(yàn)算構(gòu)件的變形和抗裂度或裂縫寬度；構(gòu)件變形過大或裂縫過寬雖影響正常使用，但危害程度不及承載力引起的結(jié)構(gòu)破壞造成的損失那么大，所以可適當(dāng)降低對可靠度的要求。材料強(qiáng)度、作用效應(yīng)均采用其標(biāo)準(zhǔn)值，即分項(xiàng)系數(shù)一律取為1.0，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)g0和也取為1.0。根據(jù)實(shí)際設(shè)計需要，應(yīng)區(qū)分作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合(短期作用)或準(zhǔn)永久組合(長期作用)

下構(gòu)件的變形大小和裂縫寬度的計算。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合：主要用于當(dāng)一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生永久性破壞的情況。永久荷載及第一個可變荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值，其他可變荷載采用組合值第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受兩種或兩種以上的可變荷載時，各種可變荷載不可能同時以其最大值（標(biāo)準(zhǔn)值）出現(xiàn)，除一個主要可變荷載外，其余可變荷載應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)值上乘以小于1的組合系數(shù)對可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減后所引起的效應(yīng)組合。式中

Ψci——可變荷載Qi的組合值系數(shù)；注：組合中的設(shè)計值僅適用于荷載與荷載效應(yīng)為線性的情況。

作用效應(yīng)的頻遇組合：主要用于當(dāng)一個極限狀態(tài)被超越時將產(chǎn)生局部損害、較大變形或短暫振動的情況。第四章結(jié)構(gòu)設(shè)計方法4.4極限狀態(tài)設(shè)計表達(dá)式可變荷載的頻遇值等于可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇值系數(shù)（該系數(shù)小于組合值系數(shù)），記取原則：考慮了可變荷載在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)超越其值的次數(shù)或大小的時間與總的次數(shù)或時間相比在10％左右。頻遇組合目前的應(yīng)用范圍較