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第二章 结构按极限状态法设计计算的原则;结构设计计算方法的演变;目前，我国《公桥规》采用的是“概率极限状态设计法”：以结构可靠性理论为基础。 当前，国际上将结构概率设计法按精确程度不同分为三个水准： 水准Ⅰ——半概率设计法 把荷载和抗力分开考虑，并没有从结构构件的整体性出发考虑结构的可靠度，因而无法触及结构可靠度的核心——结构的失效概率。;水准Ⅱ——近似概率设计法 运用概率论和数理统计，对工程结构、构件或截面设计的“可靠概率”，作出较为接近的相对评估。但是忽略简化了基本变量随时间变化的关系，并且将一些复杂的非线性极限状态方程线性化。 水准Ⅲ——全概率设计法 完全基于概率理论的较理想的方法。以结构的失效概率作为结构可靠度的直接度量。 进一步发展——最优全概率法;2.1 概率极限状态法设计的基本概念;1、结构的可靠性: ——结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称为结构的可靠性。 2、结构可靠度： ——结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 3、设计基准期与使用寿命 ;2.1.2 结构可靠度与极限状态 1、极限状态——当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。 2、结构极限状态的分类 （1）承载能力极限状态 : 这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形或变位的状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态 ：;①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡，如滑动、倾覆等； ②结构构件或连接处因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不能继续承载。 ③结构转变成机动体系； ④结构或结构构件丧失稳定，如柱的压屈失稳等。;（2）正常使用极限状态 : 这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值的状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态： ①影响正常使用或外观的变形； ②影响正常使用或耐久性能的局部损坏；（如过大的裂缝宽度??? ③影响正常使用的振动； ④影响正常使用的其它特定状态。;（3）“破坏——安全”极限状态（条件极限状态）：这种极限状态对应于允许结构物发生局部损坏，而对已发生局部破坏结构的其余部分，应该具有适当的可靠度，能继续承受降低了的设计荷载。 此设计理论应用于桥梁抗震和连拱推力墩的计算等方面。 我国规范将极限状态划分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。 ;3、结构可靠度设计方法 工程结构的可靠度通常受各种作用效应、材料性能、结构几何参数、计算模式准确程度等诸多因素的影响。 （1）结构功能函数Z——用来描述结构完成功能状况的、以基本变量为自变量的函数。 Z=g(X1, X2, ………Xn) （2）Z=R-S0：结构处于可靠状态 Z=R-S0：结构已失效或破坏 Z=R-S=0：结构处于极限状态; S——综合作用效应：作用效应方面的基本变量组合。 R——综合抗力：抗力方面的基本变量组合。 （3）结构可靠度设计的目的：使结构处于可靠状态： Z=g(X1, X2, ………Xn)≥0 Z=g(R,S)=R-S ≥0;2.1.3 结构的失效概率与可靠指标 1、作用 作用是指结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。 ①直接作用 ②间接作用----指引起结构外加变形和约束变形的原因，如地震、基础不均匀沉降、混凝土收缩、温度变化等。;2、作用效应（S）：是指结构对所受作用的反应。 如：由于作用产生的内力和变形。 3、结构抗力（R）：指结构构件承受内力和变形的能力。如：构件的承载能力和刚度等。 4、结构的失效概率——结构不满足其功能要求的事件的概率Pf 。 5、可靠概率——结构满足其功能要求的事件的概率Pr。 结构极限状态方程：Z=g (R,S)=R-S=0; 6、结构可靠指标 同可靠概率的关系 ： =1- =1- （-β）= （β） ; 称作结构可靠指标的原因： ①β越大，则失效概率 就越小，它是失效概率和可靠概率的质量； ②若 大，则失效概率 小，结构可靠度大； ③当 =常量，β增加时， 将变小，结构的可靠概率增大。 工程上目前常用β表示结构的可靠程度并称之为结构的可靠指标。;2.1.4 可靠指标β的两个常用公式 1、两个正态变量R和S具有极限状态方