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Sisco-RCF: Simulation System for Collapse Responses of Reinforced Concrete Frame Structures 试验研究 第三章 混凝土结构设计原则 3.1 结构的功能要求 3.2 结构极限状态 3.3 随机变量的统计特征 3.4 概率极限状态设计法 3.5 混凝土结构设计方法演变 3.1 结构的功能要求 结构上的作用和结构抗力 作用的定义： 施加在结构上的集中或分布荷载 ，以及引起结构外加变形或约束变形的原因。 直接作用---施加在结构上的集中荷载或分布荷载。 间接作用---引起变形的各种因素（不是直接以力的形式出现）如：地基沉降，温度变化，混凝土收缩。 3.2 结构的极限状态 定义:指整个结构或构件的一部分,超过某一特定状态（承载能力、变形、稳定、裂缝宽度）就不能满足某一功能的要求,此特定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”。 (2)正常使用极限状态 结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。 a.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）； b.过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； c.过大的振动（不舒适）； d.超过其他正常使用要求。 永久荷载-正态分布 活荷载- 极值I型分布 风荷载-极值I型分布 结构可靠性 结构在规定的时间内（设计时所假定的基准使用期），在规定的条件下（结构正常的设计、施工、使用和维护条件），完成预定功能（强度、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性等）的能力。 3.3 随机变量的统计特征 1.随机变量及概率分布 平均值： 标准差： 分布函数： 密度函数： 正态分布 3.4 概率极限状态设计法 失效概率 可靠指标β Z = R – S 服从正态分布 Pf =P(Z 0) 目标可靠指标［β］ 在结构设计中,应使Pf≤［Pf］ β≥［β］ 对延性破坏［β］可小些 对脆性破坏［β］可大些 实用设计表达式 规范取具有95%保证率的屈服强度作为钢筋强度标准值 钢筋强度设计值是用钢筋强度标准值除以材料分项系数， γs =1.1 混凝土的强度标准值应具有不小于95%的保证率。 混凝土的强度设计值用混凝土的强度标准值除以材料分项系数 γc =1.4 二.正常使用极限状态实用设计表达式 S≤C （变形，裂缝限值） 了解结构的预定功能要求；结构或构件的极限状态； 结构上作用效应和结构抗力的概念及随机性。 了解结构可靠度的基本概念。 掌握极限状态设计实用方法——规范法；掌握荷载取值、钢筋和混凝土材料强度取值。 正常使用极限状态，可靠度要求可适当降低，不需乘分项系数，也不考虑结构重要性系数γ0 1.荷载效应组合 标准组合 　 在某种意义上与过去的短期效应组合相同，主要用来验算一般情况下构件的挠度、裂缝等使用极限状态问题。组合中可变荷载采用标准值，荷载分项系数取为1.0。 准永久组合 频遇组合 　　某种意义上与过去的长期效应组合相同，其值等于荷载的标准值乘以准永久值系数。它考虑了可变荷载对结构作用的长期性。 可变荷载的频遇值等于可变荷载标准值乘以频遇值系数（该系数小于组合值系数）。 《规范》按使用阶段对结构构件裂缝的不同要求，将裂缝控制等级分为三级： 一级：严格要求不裂，使用阶段不允许出现拉应力： 二级：一般要求不裂，使用阶段允许出现拉应力，但应力作限制。 三级：允许开裂，应验算裂缝宽度： ?max ? [? ] 2.裂缝宽度的验算 fmax≤[f ] 3. 受弯构件挠度验算 容 许 应 力 法：最早的计算理论，沿用弹性理论假设。 破 坏 阶 段 法：与容许应力法的主要区别是在考虑材料塑性性能 极 限 状 态 设 计 法：明确规定结构按三种极限状态进行设计，是工程 概率极限状态设计法：在极限状态设计法的基础上考虑结构的可靠 的基础上，按破坏阶段计算构件截面的承载能力。 结构设计理论的重大发展。 水准Ⅰ — 半概率法 水准Ⅱ — 近似概率法 水准Ⅲ — 全概率法 概率，按发展阶段，该法可分为三个水准。 3.5 混凝土结构设计方法演变 本章学习要求 * 混凝土结构