第4章结构设计方法要点解析.pptVIP

按承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合，必要时尚应考虑作用效应的两种组合。两种荷载效应组合： 1、基本组合－持久状况或短暂状况下永久荷载与可变荷载效应的组合。 《建筑结构荷载规范》规定：对于基本组合，荷载效应组合的设计值应从有可变荷载效应控制的组合和永久荷载效应控制的组合两种组合中取最不利值确定。 2、偶然组合－偶然状况下永久荷载、可变荷载与一种偶然荷载效应的组合 (偶然荷载的代表值不乘分项系数 ，与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值 )。 四. 承载能力极限状态设计表达式 第四章 结构设计方法 4.4 极限状态设计表达式 可变荷载效应控制的组合表达式为 永久荷载效应控制的组合表达式为 结构重要性系数γ0 设计状况系数（可变荷载组合系数值）? 荷载分项系数γG、 γQ 混凝土和钢筋强度分项系数γc、 γs 几何尺寸标准值ak 第四章 结构设计方法 4.4 极限状态设计表达式 * 第四章 结构设计方法 第四章 结构设计方法 4.1 混凝土结构设计理论的发展 4.1 混凝土结构设计理论的发展 最早的钢筋混凝土结构设计理论是以弹性理论为基础的容许应力计算法。 ◆ 容许应力设计法 ◎钢筋混凝土结构的受力性能不是弹性的； ◎结构中一点达到容许应力，结构即认为失效； ◎容许应力按各自材料控制，无法给出构件承载力和安全度； ◎没有考虑结构功能的多样性要求(除安全性外，还应考虑适用性和耐久性)； ◎安全系数是凭经验确定的，缺乏科学依据。 ◆ 破损阶段设计法 整个截面达到极限承载力才认为失效，考虑了材料塑性和强度的充分发挥，极限荷载可以直接由试验验证，构件的总安全度较为明确。 ◎但安全系数K仍然凭经验确定， ◎没有考虑结构功能的多样性要求的问题。 第四章 结构设计方法 4.1 混凝土结构设计理论的发展 ◆极限状态设计法 除要求对承载力极限状态进行设计外，还包括的挠度和裂缝宽度（适用性）的极限状态的设计。 对于承载力极限状态，针对荷载、材料的不同变异性，不再采用单一的安全系数，而采用的多系数表达， ◎ 材料强度 fck 和 fsk 是根据统计后按一定保证率取其下限分位值，反映的材料强度的变异性。 ◎ 荷载值 qik 也尽可能根据各种荷载的统计资料，按一定保证率取其上限分位值。 ◎ 荷载系数 kqi ，材料强度系数 kc 和 ks 仍按经验确定，但对于不同荷载的变异大小，可取不同的荷载系数。 第四章 结构设计方法 4.1 混凝土结构设计理论的发展 ◆以概率理论为基础的极限状态设计法 由于实际结构中的不确定性，因此无论如何设计结构，都会有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。 为了科学定量的表示结构可靠性的大小，采用概率方法是比较合理的。 失效概率越小，表示结构可靠性越大。因此，可以用失效概率来定量表示结构可靠性的大小。结构可靠性的概率度量称为结构可靠度。 当失效概率Pf小于某个值时，人们因结构失效的可能性很小而不再担心，即可认为结构设计是可靠的。该失效概率限值称为容许失效概率[Pf]。 失效概率 Pf = P (S R) 第四章 结构设计方法 4.1 混凝土结构设计理论的发展 以概率论为基础的设计方法分为三个水准： 水准Ⅰ－半经验半概率法:对影响结构安全的某些参数，主要是荷载和材料强度用数理统计进行分析，并与经验相结合，引入某些经验系数。 水准Ⅱ－近似概率法：将结构抗力R与荷载效应S作为两个随机变量，按给定的概率分布来估算失效概率或可靠指标，且采用平均值和标准差两个统计参数，对设计表达式进行线化处理。 水准Ⅲ－全概率法：以全部基本随机变量（或随机过程）的联合分布为基础的概率分布方法，目前此处于研究阶段。 第四章 结构设计方法 4.1 混凝土结构设计理论的发展 4.2　极限状态 4.2 极限状态 4.2.1 结构上的作用及结构抗力 作用：使结构产生内力和变形的原因。 ◎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 结构上的作用引起的内力（如弯矩、剪力、轴向力、扭矩等、变形、裂缝等），称为作用效应或荷载效应（Action (Load) Effect ）。 第四章 结构设计方法 ◎作用的分类 按作用时间的长短和性质，荷载分为三类： 1.永久作用　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作用。 2.可变作用　在结构设计使用年限内其值随时间而变化，其变化与平均值不可忽略的作用。 3.偶然作用　在结构设计使用年限内不一定出现，但一旦出现其值很大且作用时间很短的作用。 第四章 结构设计方法 4.2　极限状态