【土木建筑】01荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法[1].ppt

1、，(1)直接作用。以力的形式作用于結(jié)構(gòu)上時(shí)，稱為直接作用，習(xí)慣上稱為載荷。(2)間接作用。作為變形在結(jié)構(gòu)上起作用時(shí)稱為間接效果。2、根據(jù)時(shí)間的不同，角色可以分為以下三類茄子：(1)永久角色。在結(jié)構(gòu)壽命中，其值不隨時(shí)間變化，其變化量相對(duì)于平均值可以忽略，或者其變化是單調(diào)的，達(dá)到極限的作用。(2)可變作用。在結(jié)構(gòu)壽命期間，其值會(huì)隨著時(shí)間而變化，其變化量和平均值不可忽視的作用。結(jié)構(gòu)作用和作用效果，(3)偶然作用。在結(jié)構(gòu)壽命內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，具有值大、持續(xù)時(shí)間短的效果。3、根據(jù)空間位置，角色可以分為以下兩類茄子：(1)固定作用。結(jié)構(gòu)空間位置有一定的分布，但其強(qiáng)度可以是隨機(jī)性的。(2)自由作用。

2、可以在結(jié)構(gòu)空間位置的一定范圍內(nèi)隨機(jī)分布，出現(xiàn)的位置和數(shù)量都可以是隨機(jī)的。4、根據(jù)結(jié)構(gòu)反應(yīng)，角色可分為以下兩類茄子：(1)靜態(tài)作用。如果結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒有加速或發(fā)生的加速度不小，則可以忽略不可忽略的作用。(2)動(dòng)態(tài)角色。賦予結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不可忽視的加速度的作用。結(jié)構(gòu)角色和作用效果，負(fù)載q和負(fù)載效果之間的一般近似值被視為線性關(guān)系。(1-1)常數(shù)c是負(fù)載效果系數(shù)，例如簡單支撐梁，中間彎矩2 M=ql /8牙齒負(fù)載效果系數(shù)，結(jié)構(gòu)效果和效果，表示式在(1-2)表示式中使用材料的許用應(yīng)力。許用應(yīng)力設(shè)計(jì)方法計(jì)算很簡單，但不考慮材料塑料特性的問題很多。沒有明確的作用階段定義。也就是說，使用持續(xù)時(shí)間負(fù)載的值原則

3、不明確。影響結(jié)構(gòu)可靠性的各種因素(載荷的變異、施工的缺陷、計(jì)算公式的誤差等)都?xì)w結(jié)于反映材料性質(zhì)的許用應(yīng)力，這顯然不合理。的價(jià)值沒有科學(xué)根據(jù)，純粹是經(jīng)驗(yàn)，歷史上多次提高材料的許用應(yīng)力值。實(shí)驗(yàn)無法確定使用許用應(yīng)力方法設(shè)計(jì)的零部件是否安全可靠。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的演變簡要，我國的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法經(jīng)歷了允許應(yīng)力設(shè)計(jì)法、破損階段設(shè)計(jì)法、多系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法和概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法四個(gè)階段。，考慮影響結(jié)構(gòu)安全的所有因素的安全系數(shù)。優(yōu)點(diǎn)是能反映材料的塑料特性，結(jié)束了長期假定混凝土是彈性體的局面。使用一個(gè)安全系數(shù)為元件提供整體安全度的概念。通過實(shí)驗(yàn)，可以驗(yàn)證基于載荷能力值(例如)計(jì)算的值是否正確。，使用單一的一般

4、安全系數(shù)，無法區(qū)分徐璐其他負(fù)載、材料框架安全性的影響，也無法準(zhǔn)確測量結(jié)構(gòu)的安全性。負(fù)載的值仍然是經(jīng)驗(yàn)值。表達(dá)式中使用的材料強(qiáng)度是平均值，不能準(zhǔn)確反映材料強(qiáng)度的變化程度，顯然不合理。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的演變簡略，3、多系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法由于破損階段理論仍然存在很多缺點(diǎn)，產(chǎn)生了進(jìn)一步發(fā)展的極限狀態(tài)理論。極限狀態(tài)的主要概念是明確結(jié)構(gòu)或元件進(jìn)入特定狀態(tài)后會(huì)失去原始功能。這稱為極限狀態(tài)。提出了當(dāng)時(shí)軸承容量極限狀態(tài)、撓曲極限狀態(tài)、裂紋擴(kuò)展寬度極限狀態(tài)三種茄子極限狀態(tài)。表達(dá)式為M M U(1-4)max lim F(1-5)max lim W(1-6)，克服了破損階段理論不知道組件在正常使用時(shí)是否能滿足正常使

5、用要求的缺陷。、4、概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法基于概率理論，將影響作用效果和結(jié)構(gòu)阻力的主要因素作為隨機(jī)變量。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析確定可靠概率來測量結(jié)構(gòu)可靠性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。國際上處理可靠性的準(zhǔn)確度分為三個(gè)茄子水平。(1)I級(jí)半概率方法。部分對(duì)荷載效應(yīng)和結(jié)構(gòu)阻力的基本變量進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)引入了一些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，不能定量估計(jì)結(jié)構(gòu)的可靠性。(2)二級(jí)近似概率方法。牙齒方法給出了結(jié)構(gòu)可靠性的概率定義，用結(jié)構(gòu)的失敗概率或可靠指標(biāo)測量了結(jié)構(gòu)可靠性，建立了結(jié)構(gòu)可靠性和結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。計(jì)算可靠指標(biāo)時(shí)，考慮了基本變量的概率分布。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的演化簡化，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的演化簡化，使用線性化近似方法

6、，在設(shè)計(jì)截面時(shí)通常使用子系數(shù)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式。目前我國的工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB 501531992)、建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB 500682001)都采用了這種近似概率法，頒布了各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范。(3)三級(jí)全概率法。以概率論為基礎(chǔ)的整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，要求對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確的概率分析，并以可靠性的直接測量得出結(jié)構(gòu)的最佳失效概率。牙齒方法在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和可靠性計(jì)算方面都不成熟，因此還處于研究探索階段。術(shù)語和概率極限狀態(tài)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式1，術(shù)語(根據(jù)GB50009-2001)，術(shù)語和概率極限狀態(tài)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式，概率極限狀態(tài)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式(根據(jù)GB50009-20

7、01)，軸承容量極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式：計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力S載荷能力r結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值；r結(jié)構(gòu)構(gòu)件電阻的子系數(shù)；Fk材料性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值；Ak幾何圖元參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值，可以在自適應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生重大影響時(shí)增加或減少額外的附加值。，術(shù)語和概率極限狀態(tài)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式，傳遞容量極限狀態(tài)的載荷效果組合的設(shè)計(jì)值S的確定：1。對(duì)于預(yù)設(shè)組合預(yù)設(shè)組合，荷載效果組合的設(shè)計(jì)值S必須從下列組合值中最不利的值決定：(1)由可變荷載效果控制的組合：(3) (2)由永久荷載效果控制的組合：(4)對(duì)于特定應(yīng)用中的常規(guī)機(jī)架、框架結(jié)構(gòu)，基本組合可以應(yīng)用簡化的規(guī)則，應(yīng)確定為以下組合值中最不利的值：(1)由可變載荷效果控制的組合：(5)

8、 (6)，術(shù)語和概率極限狀態(tài)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式，(2)由永久載荷效果控制的組合仍然采用表達(dá)式(4)。格式中，永久負(fù)載的子系數(shù)會(huì)在效果對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)，對(duì)(3)、型式(5)和型式(6)采取1.2。大吃(4)需要1.35。當(dāng)其效果對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)，一般應(yīng)采取1.0。對(duì)于結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或浮動(dòng)檢查，應(yīng)采取0.9。第一和第I可變載荷的子系數(shù)在效果對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不好的情況下，一般應(yīng)采取1.4，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的產(chǎn)業(yè)住宅樓板結(jié)構(gòu)的活載荷應(yīng)采取1.3。永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效果值；在基礎(chǔ)部件中，第一個(gè)自適應(yīng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值大于其他第一個(gè)自適應(yīng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值的效果第一個(gè)自適應(yīng)載荷標(biāo)準(zhǔn)值的效果；第I個(gè)可變荷載的組合值系數(shù)：根據(jù)建筑

9、結(jié)構(gòu)荷載規(guī)格(GB 500092001)相關(guān)規(guī)定，值不能大于1.0。n參與組合的自適應(yīng)負(fù)載數(shù)。術(shù)語和概率極限狀態(tài)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式，2 .偶然組合、術(shù)語和概率極限狀態(tài)的實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式、正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)集成標(biāo)準(zhǔn)GB 500682001規(guī)定、正常使用極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)組件可能會(huì)因其他設(shè)計(jì)要求而異?？紤]到荷載效果的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻繁組合和準(zhǔn)永久組合或荷載器官效果的影響，分別設(shè)計(jì)了變形、抗裂性和抗裂寬度等荷載效果的設(shè)計(jì)值Sd，使其不超過相應(yīng)的規(guī)定極限C。表達(dá)式如下所示：(9)表達(dá)式中，Sd正常使用極限狀態(tài)的載荷效應(yīng)組合值。c結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件已達(dá)到正常使用要求(裂縫寬度、撓曲)的指定限制。荷載效果標(biāo)準(zhǔn)組合(短期效果組合)的設(shè)計(jì)值Sd應(yīng)如下應(yīng)用(10)荷載效果頻率組合的設(shè)計(jì)值Sd:(11)荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組