混凝土結構設計原理幻燈片二

第3章

混凝土結構設計的基本原則

返回總目錄教學提示：《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》(GB50068—2001)和《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009—2001)是混凝土結構設計宜遵守的基本原則。本章結合《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010—2002)，介紹了結構極限狀態(tài)的基本概念、近似概率的極限狀態(tài)設計法及其極限狀態(tài)實用設計表達式。教學要求：本章要求學生掌握工程結構極限狀態(tài)的基本概念，包括結構的作用、對結構的功能要求、設計基準期、兩類極限狀態(tài)等；了解結構可靠度的基本原理；熟悉近似概率極限狀態(tài)設計法在混凝土結構設計中的應用?！?.1結構的功能要求和極限狀態(tài)●3.2概率極限狀態(tài)設計方法●3.3荷載的代表值●3.4材料強度的標準值和設計值●3.5概率極限狀態(tài)實用設計表達式●3.6思考題●習題本章內容

3.1.1結構上的作用與作用效應結構上的作用是指施加在結構或構件上的力，以及引起結構外加變形或約束變形的原因。結構上的作用分為直接作用和間接作用兩種。直接作用是指施加在結構上的荷載，如恒荷載、活荷載、風荷載和雪荷載等。間接作用是指引起結構外加變形和約束變形的其他作用，如地基不均勻沉降、溫度變化、混凝土收縮、焊接變形等。3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)1.按隨時間的變異分類永久作用：是指在設計基準期內其量值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計的作用，如結構自重、土壓力、預加應力等。可變作用：是指在設計基準期內其量值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可忽略的作用，如安裝荷載、樓面活荷載、風荷載、雪荷載、吊車荷載和溫度變化等。偶然作用：是指在設計基準期內不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量很大且持續(xù)時間很短，如地震、爆炸、撞擊等。

3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)2.按空間位置的變異分類固定作用：是指在結構上具有固定分布的作用，如工業(yè)與民用建筑樓面上的固定設備荷載、結構構件自重等。自由作用：是指在結構上一定范圍內可以任意分布的作用，如工業(yè)與民用建筑樓面上的人員荷載、吊車荷載等。3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)3.按結構的反應特點分類靜態(tài)作用：是指使結構產(chǎn)生的加速度可以忽略不計的作用，如結構自重、住宅和辦公樓的樓面活荷載等。動態(tài)作用：是指使結構產(chǎn)生的加速度不可忽略不計的作用，如地震、吊車荷載、設備振動等。作用效應S：是指由結構上的作用引起的結構或構件的內力(如軸力、剪力、彎矩、扭矩等)和變形(如撓度、側移、裂縫等)。當作用為集中力或分布力時，其效應可稱為荷載效應。3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)由于結構上的作用是不確定的隨機變量，所以作用效應S一般說來也是一個隨機變量。以下主要討論荷載效應，荷載與荷載效應S之間，可以近似地按線性關系考慮，即：

(3-1) 式中，常數(shù)C為荷載效應系數(shù)。例如，簡支梁在均布荷載作用下，跨中最大彎矩為，M就是荷載效應，就是荷載效應系數(shù)，為梁的計算跨度。由于荷載是隨機變量，根據(jù)式(3-1)可知，荷載效應也應為隨機變量。結構抗力是指結構或構件承受作用效應的能力，如構件的承載力、剛度、抗裂度等。影響結構抗力的主要因素是材料性能(承載力、變形模量等物理力學性能)、幾何參數(shù)以及計算模式的精確性等?？紤]到材料性能的變異性、幾何參數(shù)及計算模式精確性的不確定性，所以由這些因素綜合而成的結構抗力也是隨機變量。3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)3.1.2結構的功能要求工程結構設計的基本目的是：在一定的經(jīng)濟條件下，結構在預定的使用期限內滿足設計所預期的各項功能。結構的功能要求包括：①安全性。結構在預定的使用期間內(一般為50年)，應能承受在正常施工、正常使用情況下可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形(如超靜定結構的支座不均勻沉降時)、約束變形(如溫度和收縮變形受到約束時)等的作用。在偶然事件(如地震、爆炸)發(fā)生時和發(fā)生后，結構應能保持整體穩(wěn)定性，不應發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財產(chǎn)的嚴重損失。②適用性。結構在正常使用期間，具有良好的工作性能。如不發(fā)生影響正常使用的過大的變形(撓度、側移)、振動(頻率、振幅)，或產(chǎn)生讓使用者感到不安的過大的裂縫寬度等。③耐久性。結構在正常使用和正常維護的條件下，應具有足夠的耐久性，即在各種因素的影響下(混凝土碳化、鋼筋銹蝕)，結構的承載力和剛度不應隨時間有過大的降低，而導致結構在其預定使用期間內喪失安全性和適用性，降低使用壽命。3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)

3.1.3設計基準期

設計基準期為確定可變作用及與時間有關的材料性能等取值而選用的時間參數(shù)，它是結構可靠度分析的一個時間坐標。設計使用年限為設計規(guī)定的結構或結構構件不需進行大修即可按其預定目的使用的時期，它是房屋建筑的地基基礎工程和主體結構工程“合理使用年限”的具體化。設計基準期可參考結構設計使用年限的要求適當選定，但不能將設計基準期簡單地理解為結構的使用壽命，兩者是有聯(lián)系的，然而又不完全等同。結構的使用年限超過設計基準期時，表明其失效概率可能會增大，不能保證其承載力極限狀態(tài)的可靠指標，但不等于結構喪失所要求的功能甚至破壞。一般來說，使用壽命長，設計基準期可以長一些；使用壽命短，設計基準期可以短一些。通常設計基準期應該小于壽命期，而不應該大于壽命期。影響結構可靠度的設計基本變量，如荷載、溫度等，都是隨時間變化的，設計變量取值大小與時間長短有關，從而直接影響結構可靠度。因此，必須參照結構的預期壽命、維護能力和措施等，規(guī)定結構的設計基準期。結構可靠度與結構的使用年限有關。這是因為設計中所考慮的基本變量，如荷載(尤其是可變荷載)和材料性能等大多是隨時間變化的，因此，計算結構可靠度時，必須確定結構的使用期，即設計基準期。我國對普通房屋和建筑物取用的設計基準期為50年。3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)3.1.4結構的極限狀態(tài)1.結構極限狀態(tài)的概念結構能夠滿足功能要求而良好地工作，則稱結構為“可靠”或“有效”。反之，則結構為“不可靠”或“失效”。區(qū)分結構“可靠”與“失效”的臨界工作狀態(tài)稱為“極限狀態(tài)”，即整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)即為該功能的極限狀態(tài)。舉例如表3-1所示。結構的功能可靠極限狀態(tài)失效安全性受彎承載力M<MuM=MuM>Mu適用性撓度變形f<[f]f=[f]f>[f]耐久性裂縫寬度wmax<[wmax]wmax=[wmax]wmax>[wmax]表3-1鋼筋混凝土簡支梁的可靠、失效和極限狀態(tài)概念3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)2.承載能力極限狀態(tài)結構或構件達到最大承載力，疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)稱為承載能力極限狀態(tài)。超過該極限狀態(tài)，結構就不能滿足預定的安全性功能要求，主要包括：①結構或構件達到最大承載力(包括疲勞)。②結構整體或其中一部分作為剛體失去平衡(如傾覆、滑移)。③結構塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用。④結構形成幾何可變體系(超靜定結構中出現(xiàn)足夠多的塑性鉸)。⑤結構或構件喪失穩(wěn)定(如細長受壓構件的壓曲失穩(wěn))。3.1.4結構的極限狀態(tài)3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)3.正常使用極限狀態(tài)結構或構件達到正常使用或耐久性的某項限值規(guī)定，稱為正常使用極限狀態(tài)。超過該極限狀態(tài)，結構就不能滿足預定的適用性和耐久性的功能要求。主要包括：①過大的變形、側移，這往往會導致非結構構件受力破壞、會給人不安全感或導致結構不能正常使用(如吊車梁)等。②過大的裂縫，這往往會導致鋼筋銹蝕、給人不安全感或導致房屋漏水等。③過大的振動，這往往會給人不舒適感。④其他正常使用要求。3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)

3.1.5結構的設計狀況設計狀況指代表時段的一組物理條件，設計應做到結構在該時段內不超越有關的極限狀態(tài)。建筑結構設計時，應根據(jù)在施工和使用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分下列3種設計狀況：①持久狀況。在結構使用過程中一定出現(xiàn)，其持續(xù)期很長的狀態(tài)。持續(xù)期一般與設計使用年限為同一數(shù)量級。②短暫狀態(tài)。在結構施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設計使用年限相比，持續(xù)期很短的狀況，如結構施工和維修等。③偶然狀況。在結構使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期很短的狀況，如火災、爆炸、撞擊等。對于不同的設計狀況，可采用相應的結構體系、可靠度水準和基本變量等。對建筑結構的3種設計均應進行承載力極限狀態(tài)設計；對持久狀況，尚應進行正常使用極限狀態(tài)設計；對短暫狀況，可根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)設計。3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)3.1.6極限狀態(tài)方程極限狀態(tài)函數(shù)可表示為：Z=R-S (3-2)式中，R——結構構件抗力，它與材料的力學指標及材料用量有關；S——作用(荷載)效應及其組合，它與作用的性質有關。R和S均可視為隨機變量，Z為復合隨機變量，它們之間的運算規(guī)則應按概率理論進行。式(3-2)可以用來表示結構的3種工作狀態(tài)：當時，結構能夠完成預定的功能，處于可靠狀態(tài)。當時，結構不能完成預定的功能，處于失效狀態(tài)。當時，即R=S結構處于臨界的極限狀態(tài)，，稱為極限狀態(tài)方程。保證結構可靠的條件Z=R-S＞0，是一非確定性的問題。只有用概率來加以解決。 3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)結構設計中經(jīng)?？紤]的不僅是結構的承載能力，多數(shù)場合還需要考慮結構對變形或開裂等的抵抗能力，也就是說要考慮結構的實用性和耐久性的要求。由此，上述的極限狀態(tài)方程可推廣為： (3-3)式中，是函數(shù)記號，在這里稱為功能函數(shù)。由所研究的結構功能而定，可以是承載力，也可以是變形或裂縫寬度等，為影響該結構功能的各種荷載效應以及材料強度、構件的幾何尺寸等。結構功能則為上述各變量的函數(shù)。設R、S符合正態(tài)分布，R的均值為，標準差為；S的均值為，標準差為，則Z的統(tǒng)計參數(shù)(兩正態(tài)分布隨機變量差)為 (3-4) (3-5) (3-6)3.1結構的功能要求和極限狀態(tài)3.2.1結構可靠度結構在規(guī)定的時間內和規(guī)定的條件下完成預定功能的能力稱為結構的可靠性，是結構安全性、實用性和耐久性的總稱。結構可靠度是結構可靠性的概率度量，指結構在規(guī)定時間內，在規(guī)定的條件下完成預定功能的概率。規(guī)定的時間是指設計使用年限，所有的統(tǒng)計分析均以該時間區(qū)間為準；所謂規(guī)定的條件，是指正常設計、正常施工和正常使用和維護的條件，不包括非正常的，例如人為的錯誤等。3.2概率極限狀態(tài)設計方法3.2.2失效概率與可靠指標結構能夠完成預定功能的概率稱為可靠概率；結構不能完成預定功能的概率稱為失效概率。顯然，二者是互補的即。因此，結構可靠性也可用結構的失效概率來度量，失效概率愈小，結構可靠度愈大?？煽扛怕? ≥ (3-7) 失效概率 (3-8) 當失效概率小于某個值時，人們因結構失效的可能性很小而不再擔心，即可認為結構設計是可靠的。該失效概率限值稱為容許失效概率。3.2概率極限狀態(tài)設計方法圖3.1Z的概率密度分布曲線可近似地認為結構抗力R和荷載效應S均服從正態(tài)分布且二者為線性關系，則Z也服從正態(tài)分布，用圖形表示如圖3.1所示。圖中的陰影部分表示出現(xiàn)Z<0事件的概率，也就是構件的失效概率。陰影部分的面積與和的大小有關：增大，曲線右移，陰影面積將減少，減小，曲線變得高而窄，陰影面積也將減少。如果將曲線對稱軸至縱軸的距離表示成的倍數(shù)，取 (3-9)則的大小可用來度量。3.2概率極限狀態(tài)設計方法 (3-10)稱為可靠指標。與失效概率之間有一一對應關系。由式(3-10)可知，在隨機變量R、S服從正態(tài)分布時，只要知道，，，，即可求出可靠指標。與在數(shù)值上的對應關系如表3-2所示。從表中可以看出，值相差0.5，失效概率大致差一個數(shù)量級。3.2概率極限狀態(tài)設計方法1.01.52.02.52.73.01.5910-16.6810-22.2810-26.2110-33.5010-31.3510-33.23.53.74.04.26.4010-42.3310-41.1010-43.1710-51.3010-5表3-三2與三的三對應三關系3.三2概率三極限三狀態(tài)三設計三方法3.三2.三3結構三的安三全等三級GB三5三00三68三—2三00三1根據(jù)三建筑三結構三的重三要性三，規(guī)三模大三小，三破壞三后果三嚴重三程度三而將三建筑三物劃三分3個設三計等三級，三如表3-三3所示三。安全等級破壞后果的影響程度建筑物的類型一級很嚴重重要的建筑物二級嚴重一般的建筑物三級不嚴重次要的建筑物對人三員比三較集三中使三用頻三繁的三影劇三院、三體育三館等三，安三全等三級宜三按一三級設三計，三對特三殊的三建筑三物，三其設三計安三全等三級可三視具三體情三況確三定。在近三似概三率理三論的三極限三狀態(tài)三設計三法中三，結三構的三安全三等級三是用三結構三重要三性系三數(shù)來三體三現(xiàn)的三。表3-三3建筑三結構三的安三全等三級3.三2概率三極限三狀態(tài)三設計三方法3.三2.三4目標三可靠三指標結構三功能三函數(shù)三的失三效概三率三小三到某三種可三接受三的程三度或三可靠三指標三大到三某種三可接三受的三程度三，就三認為三該結三構處三于有三效狀三態(tài)。三即三≤三或三≥三。結構三按承三載能三力極三限狀三態(tài)設三計時三，要三保證三其完三成預三定功三能的三概率三不低三于某三一允三許的三水平三，應三對不三同情三況下三的目三標可三靠指三標三值三作出三規(guī)定三。GB三5三00三68三—2三00三1根據(jù)三結構三的安三全等三級和三破壞三類型三，在三對代三表性三的構三件進三行可三靠度三分析三的基三礎上三，規(guī)三定了三按承三載能三力極三限狀三態(tài)設三計時三的目三標可三靠指三標三值，三見表3-三4。破壞類型安全等級一級二級三級延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2表3-三4結構三構件三承載三能力三極限三狀態(tài)三的目三標可三靠指三標結構三上的三荷載三可分三為3類，三它們三分別三是：三永久三荷載三，如三結構三自重三、土三壓力三、預三應力三等；三可變三荷載三，如三樓面三活荷三載、三屋面三活荷三載、三積灰三荷載三、吊三車荷三載、三風荷三載和三雪荷三載等三；偶三然荷三載，三如爆三炸力三、撞三擊力三等。荷載三代表三值是三指設三計中三用以三驗算三極限三狀態(tài)三所采三用的三荷載三量值三，如三標準三值、三組合三值、三頻遇三值和三準永三久值三。建筑三結構三設計三時，三對不三同荷三載應三采用三不同三的代三表值三。永三久荷三載采三用標三準值三作為三代表三值；三可變三荷載三應根三據(jù)設三計要三求采三用標三準值三、組三合值三、頻三遇值三或準三永久三值作三為代三表值三；偶三然荷三載應三按建三筑結三構使三用的三特點三確定三其代三表值三。3.三3荷載三的代三表值3.三3.三1荷載三標準三值荷載三標準三值是《建筑三結構三荷載三規(guī)范》(三GB三5三00三09三—2三00三1)規(guī)定三的荷三載基三本代三表值三，為三設計三基準三期內三最大三荷載三統(tǒng)計三分布三的特三征值(如均三值、三眾值三、中三值或三某個三分位三值)。由三于最三大荷三載值三是隨三機變三量，三因此三，原三則上三應由三設計三基準三期(5三0年)荷載三最大三值概三率分三布的三某一三分位三數(shù)來三確定三。但三是，三有些三荷載三并不三具備三充分三的統(tǒng)三計參三數(shù)，三只能三根據(jù)三已有三的工三程經(jīng)三驗確三定。三故實三際上三荷載三標準三值取三值的三分位三數(shù)并三不統(tǒng)三一。永久三荷載三標準三值，三對于三結構三或非三承重三構件三的自三重，三可由三設計三尺寸三與材三料單三位體三積的三自重三計算三確定三。GB三5三00三09三—2三00三1給出三的自三重大三體上三相當三于統(tǒng)三計平三均值三，其三分位三數(shù)為0.三5。對三于自三重變三異較三大的三材料(如屋三面保三溫材三料、三防水三材料三、找三平層三等)，在三設計三中應三根據(jù)三該荷三載對三結構三有利三或不三利，三分別三取GB三5三00三09三—2三00三1中給三出的三自重三上限三和下三限值三?？勺內奢d三標準三值由GB三5三00三09三—2三00三1給出三，設三計時三可直三接查三用。三如住三宅、三宿舍三、旅三館、三辦公三樓、三醫(yī)院三病房三、教三室、三試驗三室等三樓面三均布三荷載三標準三為2.三0k三N/三m2；食三堂、三餐廳三、一三般資三料檔三案室三等樓三面均三布荷三載標三準為2.三5k三N/三m2等。3.三3荷載三的代三表值3.三3.三2荷載三準永三久值荷載三準永三久值三是指三可變三荷載三在設三計基三準期三內，三其超三越的三總時三間約三為設三計基三準一三半的三荷載三值。三可變三荷載三準永三久值三為可三變荷三載標三準值三乘以三荷載三準永三久值三系數(shù)三。三荷載三準永三久值三系數(shù)三由GB三5三00三09三—2三00三1給出三。如三住宅三，樓三面均三布荷三載標三準為2.三0k三N/三m2，荷三載準三永久三值系三數(shù)三為0.三4，則三活荷三載準三永久三值為kN三/m三2。3.三3荷載三的代三表值3.三3.三3荷載三頻遇三值荷載三頻遇三值是三指可三變荷三載在三設計三基準三期內三，其三超越三的總三時間三約為三規(guī)定三的較三小比三率或三超越三頻率三為規(guī)三定頻三率的三荷載三值。三可變三荷載三頻遇三值為三可變三荷載三標準三值乘三以荷三載頻三遇值三系數(shù)三。三荷載三準永三久值三系數(shù)三由GB三5三00三09三—2三00三1給出三。如三住宅三，樓三面均三布荷三載標三準為2.三0k三N/三m2，荷三載頻三遇值三系數(shù)三為0.三5，則三活荷三載準三永久三值為kN三/m三2。3.三3荷載三的代三表值3.三3.三4荷載三組合三值荷載三組合三值是三指對三可變三荷載三，使三組合三后的三荷載三效應三在設三計基三準內三的超三越概三率，三能與三該荷三載單三獨出三現(xiàn)時三的相三應概三率趨三于一三致的三荷載三值；三或使三組合三后的三結構三具有三統(tǒng)一三規(guī)定三的可三靠指三標的三荷載三值。三如住三宅，三樓面三均布三荷載三標準三為2.三0k三N/三m2，荷三載組三合值三系數(shù)三為0.三7，則三活荷三載組三合值三為kN三/m三2。3.三3荷載三的代三表值3.三4.三1鋼筋三強度三的標三準值三和設三計值對于三鋼筋三強度三標準三值應三按符三合規(guī)三定質三量的三鋼筋三強度三總體三分布三的0.三05分位三數(shù)確三定，三即保三證率三不小三于95三%，經(jīng)三校核三，國三家標三準規(guī)三定的三鋼筋三強度三絕大三多數(shù)三符合三這一三要求三且偏三于安三全。三規(guī)范三規(guī)定三以國三標規(guī)三定的三數(shù)值三作為三確定三鋼筋三強度三標準三值三的依三據(jù)。①三對有三明顯三屈服三點的三熱軋三鋼筋三，取三國家三標準三規(guī)定三的屈三服點三作為三標準三值。②三對無三明顯三屈服三點的三碳素三鋼絲三、鋼三絞線三、熱三處理三鋼筋三及冷三拔低三碳鋼三絲，三取國三家標三準規(guī)三定的三極限三抗拉三強度三作為三標準三值，三但設三計時三取0.三8三(為極三限抗三拉強三度)作為三條件三屈服三點。③三對冷三拉鋼三筋，三取其三冷拉三后的三屈服三點作三為強三度標三準值三。鋼筋三強度三設計三值與三其標三準值三之間三的關三系為三：(3三-1三1)式中三，——鋼筋三強度三設計三值；——鋼筋三的材三料分三項系三數(shù)，三對HP三B2三35、HR三B3三35鋼筋三取值1.三12；對HR三B4三00、RR三B4三00取值1.三11。普通三鋼筋三強度三標準三值和三設計三值見三附表4。3.三4材料三強度三的標三準值三和設三計值3.三4.三2混凝三土強三度的三標準三值和三設計三值混凝三土軸三心抗三壓強三度標三準值三和三軸心三抗拉三強度三標準三值三，三是假三定與三立方三體強三度具三有相三同的三變異三系數(shù)三，由三立方三體抗三壓強三度標三準值三推三算而三得到三?；炷凛S三心抗三壓強三度標三準值三，可三由其三強度三平均三值按三概率三和試三驗分三析來三確定三。因(3三-1三2)三(3三-1三3)故=三(3三-1三4)考慮三到結三構中三混凝三土強三度與三試件三強度三之間三的差三異。GB三5三00三10三—2三00三2根據(jù)三以往三的經(jīng)三驗，三并結三合試三驗數(shù)三據(jù)分三析，三以及三參考三國家三的其三他有三關規(guī)三定，三對試三件混三凝土三強度三修正三系數(shù)三取值0.三88。此三外，三還考三慮混三凝土三脆性三折減三系數(shù)三，則三：(3三-1三5)棱柱三體強三度與三立方三體強三度之三比值三對三普通三混凝三土取三值0.三76，對三高強三度混三凝土三則隨三著混三凝土三強度三等級三的提三高而三提高三。GB三5三00三10三—2三00三2規(guī)定三：對三混凝三土C5三0及其三以下三取值0.三76，對C8三0取值0.三82，中三間按三線性三規(guī)律三變化三。3.三4材料三強度三的標三準值三和設三計值混凝三土脆三性折三減系三數(shù)三是考三慮高三強混三凝土三脆性三破壞三特征三對強三度影三響的三系數(shù)三，強三度等三級愈三高，三脆性三愈明三顯。GB三5三00三10三—2三00三2規(guī)定三：對三混凝三土C4三0及其三以下三取值1.三0，對C8三0取值0.三87，中三間按三線性三規(guī)律三變化三。軸心三抗拉三強度三標準三值三，與三軸心三抗壓三強度三標準三值的三確定三方法三和取三值類三似，三可由三其強三度平三均值三按概三率和三試驗三分析三來確三定，三并考三慮試三件混三凝土三強度三修正三系數(shù)0.三88和脆三性系三數(shù)三，則三：(3三-1三6)式中三，混三凝土三的變三異系三數(shù)三按表3-三5取用三。3.三4材料三強度三的標三準值三和設三計值混凝土強度等級C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C80變異系數(shù)0.210.180.160.140.130.120.120.110.110.10表3-三5混凝三土的三變異三系數(shù)混凝三土各三種強三度設三計值三與其三標準三值之三間的三關系三為：(3三-1三7)(3三-1三8)式中三，——混凝三土軸三心抗三壓強三度設三計值三；——混凝三土軸三心抗三拉強三度設三計值三；——混凝三土的三材料三分項三系數(shù)三，取三值為1.三40；混凝三土強三度標三準值三和設三計值三分別三見附三表1。3.三4材料三強度三的標三準值三和設三計值3.三5.三1分項三系數(shù)采用三概率三極限三狀態(tài)三方法三用可三靠指三標進三行設三計，三需要三大量三的統(tǒng)三計數(shù)三據(jù)，三計算三可靠三指標三比較三復雜三，GB三5三00三68三—2三00三1提出三了便三于實三際使三用的三設計三表達三式，三稱為三實用三設計三表達三式。三采用三了以三荷載三和材三料強三度的三標準三值分三別與三荷載三分項三系數(shù)三和材三料強三度分三項系三數(shù)相三聯(lián)系三的荷三載設三計值三、材三料強三度設三計值三來表三達的三方式三。分三項系三數(shù)按三照目三標可三靠指三標[b三三]值，三并考三慮工三程經(jīng)三驗優(yōu)三選原三則進三行確三定，三通過三分項三系數(shù)三將可三靠指三標隱三含在三設計三表達三式中三。所三以，三分項三系數(shù)三已起三著考三慮目三標指三標的三等價三作用三。分三項系三數(shù)的三推導三如下三：3.三5概率三極限三狀態(tài)三實用三設計三表達三式由三，三得：=三(三3-三19三)整理三，得三：(3三-2三0)將三代入三式(3三-2三0)，得三：(3三-2三1)移項三，得三：(3三-2三2)設抗三力的三標準三值為Rk(3三-2三3)3.三5概率三極限三狀態(tài)三實用三設計三表達三式設荷三載效三應的三標準三值為Sk(3三-2三4)將三，三代入三式(3三-2三2)，得(3三-2三5)取三，三得(3三-2三6)式中三，——結構三抗力三分項三系數(shù)三；——荷載三效應三分項三系數(shù)三。3.三5概率三極限三狀態(tài)三實用三設計三表達三式荷載三效應S由永三久荷三載效三應Sg和可三變荷三載效三應Sq組成三，即(3三-2三7)均值三：(3三-2三8)方差三：(3三-2三9)將三，三代三入式(3三-2三0)右項三，得式中三，三永三久荷三載分三項系三數(shù)，(3三-3三0)可變三荷載三分項三系數(shù)三，3.三5概率三極限三狀態(tài)三實用三設計三表達三式3.三5.三2承載三能力三極限三狀態(tài)三設計三表達三式GB三5三00三09三—2三00三1采用三以概三率理三論為三基礎三的極三限狀三態(tài)設三計法三，以三可靠三指標三度量三結構三構件三的可三靠度三，采三用分三項系三數(shù)的三設計三表達三式進三行設三計。承載三能力三極限三狀態(tài)三設計三表達三式為三：≤(3三-3三1)(3三-3三2)式中三，——結構三重要三性系三數(shù)，三對安三全等三級為三一級三或設三計使三用年三限為10三0年及三以上三的結三構構三件，三不應三小于1.三1；對三安全三等級三為二三級或三設計三使用三年限三為50年的三結構三構件三，不三應小三于1.三0；對三安全三等級三為三三級或三設計三使用三年限三為5年及三以下三的結三構構三件，三不應三小于0.三9；在三抗震三設計三中，三不考三慮結三構構三件的三重要三性系三數(shù)。S——荷載三效應三組合三的設三計值三；R——結構三構件三抗力三的設三計值三；R(…三)—三—結構三構件三的承三載力三設計三值；、——分別三為混三凝土三強度三和鋼三筋強三度的三設計三值；——幾何三參數(shù)三標準三值，三當幾三何參三數(shù)的三變異三性對三結構三性能三有明三顯的三不利三影響時，三可另三增減三一個三附加三值。3.三5概率三極限三狀態(tài)三實用三設計三表達三式荷載三在計三算截三面上三產(chǎn)生三的內三力一三般可三按結三構力三學方三法計三算。三當結三構同三時作三用有三多種三可變三荷載三，如三框架三結構三除了三樓(屋)面活三荷載三外，三一般三還同三時作三用有三風荷三載；三而排三架結三構上三作用三的可三變荷三載還三可能三有吊三車荷三載、三風荷三載、三雪荷三載等三。各三種可三變荷三載同三時以三最大三值出三現(xiàn)的三概率三是很三小的三。為三了使三結構三在兩三種或三兩種三以上三可變三荷載三參與三的情三況下三，與三僅有三一種三可變三荷載三的情三況具三有大三體相三同的三可靠三指標三，需三引入三可變三荷載三的組三合系三數(shù)，三對荷三載標三準值三進行三折減三。荷載三效應三組合三分為三基本三組合三和偶三然組三合。三對于三基本三組合三，荷三載效三應組三合的三設計三值S應從三下列三組合三值中三取最三不利三值確三定。3.三5概率三極限三狀態(tài)三實用三設計三表達三式由可三變荷三載效三應控三制的三組合三：(3三-3三3)由永三久荷三載效三應控三制的三組合三：(3三-3三4)式中三，——永久三荷載三的分三項系三數(shù)，三當永三久荷三載效三應對三結構三構件三承載三力不三利時三，由三可變三荷載三控制三的組三合，三取值1.三2，由三永久三荷載三控制三的組三合，三取值1.三35；當三永久三荷載三效應三對結三構構三件承三載力三有利三時，三一般三情況三下取三值1.三0，對三結構三的傾三覆、三滑移三或漂三浮驗三算，三取值0.三9；、——第1個和三第個三可變三荷載三分項三系數(shù)三，當三可變三荷載三效應三對結三構構三件承三載力三不利三時，三一般三情況三下限三值1.三4，對三標準三值大三于4k三N/三m2的工三業(yè)房三屋樓三面結三構的三活荷三載取三值1.三3；——按永三久荷三載標三準值三計算三的荷三載效三應值三；——按可三變荷三載標三準值三計算三的荷三載效三應值三，其三中為三諸可三變荷三載效三應中三起控三制作三用者三；——可變三荷載三的組三合值三系數(shù)三，其三值不三應大三于1.三0，按GB三5三00三09三—2三00三1有關三規(guī)定三取用三；——參與三組合三的可三變荷三載數(shù)三。3.三5概率三極限三狀態(tài)三實用三設計三表達三式對于三工程三中常三用的三一般三排架三、框三架結三構，三可采三用簡三化規(guī)三則，三并應三按下三列組三合值三中取三最不三利值三確定三。由可三變荷三載效三應控三制的三組合(3三-3三5)(3三-3三6)由永三久荷三載效三應控三制的三組合三仍按三式(3三-3三4)采用三。對于三偶然三組合三，荷三載效三應組三合的三設計三值宜三按下三列規(guī)三定確三定：三偶然三荷載三的代三表值三不乘三分項三系數(shù)三；與三偶然三荷載三同時三出現(xiàn)三的其三他荷三載可三根據(jù)三觀察三資料三和工三程經(jīng)三驗采三用適三當?shù)娜砣怠Ｈ鞣N三情況三下荷三載效三應的三設計三公式三，可三由有三關規(guī)三范另三行規(guī)三定。3.三5概率三極限三狀態(tài)三實用三設計三表達三式【例3.三1】受均三布荷三載和三集中三荷載三作用三的住三宅樓三面簡三支梁三，跨三長m。荷三載的三標準三值：三永久三荷載三均布三值(包括三梁自三重)kN三/m，集三中荷三載三；三樓面三活荷三載12三kN三/m，結三構安三全等三級為三二級三，求三簡支三梁跨三中截三面荷三載效三應設三計值M。解(1三)荷載三效應三標準三值：永久三荷載三引起三的跨三中彎三矩標三準值三：=3三6.三0k三Nm樓活三荷載三引起三的跨三中彎三矩標三準值三：=5三4.三0k三Nm(2三)荷載三效應三設計三值：按可三變荷三載效三應控三制的三組合三：=1三.236三.0三+1三.454三.0三=1三18三.8kNm按永三久荷三載效三應控三制的三組合三：=1三.3三536三.0三+1三.454三.0三=1三24三.2kNm3.三5概率三極限三狀態(tài)三實用三設計三表達三式3.三5.三3正常三使用三極限三狀態(tài)三設計三表達三式對于三正常三使用三極限三狀態(tài)三，應三根據(jù)三不同三的設三計要三求，三采用三荷載三的標三準組三合、三頻遇三組合三或準三永久三組合三，并三應按三下列三設計三表達三式進三行設三計：≤(3三-3三7)式中三，C—三—結構三或結三構構三件達三到正三常使三用要三求的三規(guī)定三限值三，例三如變三形、三裂縫三、振三幅、三加速三度、三應力三等的三限值三，應三按各三有關三建筑三結構三設計三規(guī)范三另行三規(guī)定三。對于三標準三組合三，載三效應三組合三的設三計值S按下三式采三用：(3三-3三8)對于三頻遇三組合三，荷三載效三應組三合的三設計三值S按下三式采三用：(3三-3三9)式中三，——可變三荷載Q1的頻三遇值三系數(shù)三；——可變三荷載Qi的準三永久三值系三數(shù)。對于三準永三久組三合，三荷