按近似概率理论的极限状态设计法.ppt

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1、3.1 结构上的作用和结构的承载力 3.1.1 结构上的作用,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,直接作用：荷载间接作用：混凝土的收缩、温度变化、基础的差异沉降、地震等,作用在结构上并使结构产生内力（如M、V、N、T等）、变形、裂缝等作用称为作用效应或荷载效应。荷载和荷载效应之间通常按某种关系相联系。,3.1.1 结构上的作用 1 荷载的分类,结构上的荷载，按其作用时间的长短和性质，可分为三类：(1)永久荷载G 在结构设计使用年限内，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。(2)可变荷载Q 在结构设计基准期内其值随时间而变化，其变化与平均值

2、不可忽略的荷载。(3)偶然荷载Q 在结构设计基准期内不一定出现，但一旦出现其值很大且作用时间很短的荷载。,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,定义 将荷载视为随机变量，采用数理统计的方法加以处理而得到的具有一定概率的最大荷载值确定 a.结构的自重可根据结构的设计尺寸和材料的重力密度确定；b.可变荷载常与时间有关，在缺少大量统计材料的条件下，可近似按随机变量来考虑,3.1.1 结构上的作用 2 荷载的标准值,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,3.1.2 结构的承载能力,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,3.2 结构的功能要求3.2.1 结构的安全等级,建筑结构应根据破坏时可能产生

3、的后果严重与否，区分不同的安全等级。,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,3.2 结构的功能要求3.2.2 建筑结构的功能,安全性,如（f f）结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。,如（wmax wmax）结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性，完好使用到设计使用年限。,如（MMu）整体稳定性,适用性,耐久性,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,3.2 结构功能的极限状态3.3.1 极限状态,整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的要求，该状态称为该功能的极限状态。结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构是“可靠”的或“有效”的。反之，则结构为“不可

4、靠”或“失效”。区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限状态”。,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,3.3 结构功能的极限状态3.3.1 极限状态,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,3.3.1 极限状态 1.承载能力极限状态,超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求。,结构或构件达到最大承载力（包括疲劳）结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）结构塑性变形过大而不适于继续使用结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰）结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,1.承载能力极限状态,（1）整体结构或

5、其中的一部分作为刚体失去平衡,如：雨蓬或水塔倾覆、挡土墙过大的滑移,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,1.承载能力极限状态,（2）结构构件或连接因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏）、或因过度的变形而不适于继续承载,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,1.承载能力极限状态,（3）结构转变为机动体系,如：连续梁、两层框架结构等超静定结构由于某些截面的屈服而成为几何可变体系,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,1.承载能力极限状态,（4）结构或构件丧失稳定,如：细长柱达到临界荷载发生压屈,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,2.正常使用极限状态,超过该极限状态，结构就不能满足预定

6、的适用性和耐久性的功能要求。,过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正常使用（吊车）等）；过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）；过大的振动（不舒适）；其他正常使用要求。,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,3.3 结构功能的极限状态3.3.2 极限状态的方程,Z=R-S=g(R，S),结构功能函数：,Z=R-S=g（R，S）=0，称为“极限状态方程”,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,3.4 按近似概率的极限状态设计法3.4.1 结构的可靠性,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,安全性,适用性,耐久性,功能要求,“三定三性”,3.4 按近似概率的极限状态设计法3.4

7、.2 随机变量的统计特征,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,3.4.3 可靠指标和失效概率,3.5 两类极限状态的设计表达式3.5.1 承载能力极限状态设计表达式,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,荷载效应组合设计S：,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,可变荷载组合系数,第1个和第i个可变荷载分项系数,永久荷载分项系数,第i个可变荷载Qik计算的荷载效应,按主导可变荷载Q1k计算的荷载效应,按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值,由可变荷载效应控制的组合：,由永久荷载效应控制的组合：,荷载效应组合设计S：,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,由可变荷载效应控制：,由永久荷载效应控制：,3.5 两类极限状态的设计表达式3.5.2 正常使用极限状态设计表达式,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,S荷载的变形效应,3.5 两类极限状态的设计表达式3.5.2 正常使用极限状态设计表达式,第3章 按近似概率理论的极限状态设计法,1)标准组合,2)频遇组合,3)准永久组合,排架结构框架结构,