混凝土按近似概率論的極限狀態(tài)設(shè)計法

第三章按近似概率論的

極限狀態(tài)設(shè)計法7/6/2023本章重點：熟悉作用的概念、類型；熟悉極限狀態(tài)的定義，分類；理解荷載分項系數(shù)的含義，荷載標準值的含義；理解保證率的荷載效應(yīng)組合的含義熟練掌握實用設(shè)計表達式7/6/20233.1極限狀態(tài)7/6/20233.1極限狀態(tài)

3.1.1結(jié)構(gòu)上的作用

◎直接作用：荷載◎間接作用：混凝土的收縮、溫度變化、基礎(chǔ)的差異沉降、地震等

作用在結(jié)構(gòu)上并使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力（如彎矩、剪力、軸向力、扭矩等）、變形、裂縫等作用稱為作用效應(yīng)或荷載效應(yīng)。荷載和荷載效應(yīng)之間通常按某種關(guān)系相聯(lián)系。7/6/20231．荷載的分類

結(jié)構(gòu)上的荷載，按其作用時間的長短和性質(zhì)，可分為三類：

(1)永久荷載G

在結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限內(nèi)，其值不隨時間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調(diào)的并能趨于限值的荷載。

(2)可變荷載Q在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準期內(nèi)其值隨時間而變化，其變化與平均值不可忽略的荷載。

(3)偶然荷載Q在結(jié)構(gòu)設(shè)計基準期內(nèi)不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)其值很大且作用時間很短的荷載。7/6/2023

2．荷載的標準值定義將荷載視為隨機變量，采用數(shù)理統(tǒng)計的方法加以處理而得到的具有一定概率的最大荷載值確定a.結(jié)構(gòu)的自重可根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計尺寸和材料的重力密度確定；b.可變荷載常與時間有關(guān)，在缺少大量統(tǒng)計材料的條件下，可近似按隨機變量來考慮。7/6/20233.1.2結(jié)構(gòu)的功能要求安全等級破壞后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1.結(jié)構(gòu)的安全等級建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)破壞時可能產(chǎn)生的后果嚴重與否，區(qū)分不同的安全等級。7/6/20237/6/20237/6/20237/6/20237/6/20237/6/20236/寬30貓/2懼02棉36/勸30窮/2喜02漠32.盲結(jié)構(gòu)完的設(shè)叨計使錄用年仿限設(shè)計桑使用趣年限敬--劫--計算攝結(jié)構(gòu)誤可靠嫩度所團依據(jù)精的年淺限。是指設(shè)舒計規(guī)狐定的貸結(jié)構(gòu)罩或結(jié)餡構(gòu)構(gòu)輩件不否需要惱進行魔大修走即可綱按其繭預(yù)定遷的目草的使源用的殲時期錄。注意鋸：設(shè)計語使用段年限并不將等同設(shè)于建撇筑結(jié)欄構(gòu)的使用棟壽命奇。6/洪30益/2搞02曉33、偷建筑雞結(jié)構(gòu)甲的功察能◆安全性◎如（M≤Mu）；◎整體穩(wěn)定性◆適用性

◎如（f≤[f]）◎結(jié)構(gòu)在正常使用期間，具有良好的工作性能。◆耐久性◎如（wmax≤[wmax]）◎結(jié)構(gòu)在正常使用和正常維護條件下，應(yīng)具有足夠的耐久性，完好使用到設(shè)計使用年限。6/漲30山/2廚02揀33.貪1.改3爭極骨限適狀激態(tài)整個渾結(jié)構(gòu)脈或結(jié)市構(gòu)的父一部便分超夫過某誘一特馳定狀饑態(tài)就責不能杯滿足幫設(shè)計秤指定眼的要下求，比該狀召態(tài)稱行為該功貍能的縱極限勾狀態(tài)。結(jié)構(gòu)碼能夠逮滿足更功能隸要求雙而良付好地蘿工作蒜，則擾稱結(jié)踢構(gòu)是“可馬靠”迷的或丟“有叨效”符的。反痛之，倉則結(jié)排構(gòu)為“不可服靠”哄或“炊失效”。區(qū)分倦結(jié)構(gòu)豆“可廚靠”專與“特失效享”的臨界束工作洲狀態(tài)稱為“極限鞠狀態(tài)”。6/蜂30叮/2撫02妙31.聚承載掃力能丈力極查限狀揚態(tài)：超過好該極賽限狀瓶態(tài)，話結(jié)構(gòu)塵就不招能滿脹足預(yù)命定的明安全棕性功亮能要盤求。結(jié)構(gòu)簽或構(gòu)曾件達融到最蝦大承樣載力抹（包景括疲止勞）結(jié)構(gòu)選整體蜘或其抗中一昨部分衰作為看剛體稅失去林平衡郊（如肌傾覆籮、滑默移）結(jié)構(gòu)講塑性句變形狗過大蓮而不壘適于援繼續(xù)狗使用結(jié)構(gòu)朝形成野幾何寒可變插體系凳（超叉靜定信結(jié)構(gòu)踐中出饅現(xiàn)足嚴夠多晚塑性歉鉸）結(jié)構(gòu)評或構(gòu)犧件喪睡失穩(wěn)符定（工如細挖長受族壓構(gòu)艦件的僅壓曲劈燕失穩(wěn)）6/茄30度/2敘02味32.形正常賊使用訊極限講狀態(tài)超過部該極女限狀狡態(tài)，陷結(jié)構(gòu)伍就不跌能滿橫足預(yù)研定的嶼適用龜性和革耐久裁性的乖功能互要求泛。過大銷的變伍形、脫側(cè)移諷（影遺響非素結(jié)構(gòu)春構(gòu)件顛、不學(xué)安全蠶感、管不能嫁正常亮使用務(wù)（吊謀車）康等）遞；過大密的裂悔縫（伍鋼筋皮銹蝕轟、不蓬安全跳感、能漏水廣等）解；過大嗽的振樂動（答不舒莖適）泄；其他敗正常菜使用鑰要求凱。6/茫30欄/2盆02浙33.遷1.優(yōu)4玻極館限狀金態(tài)方徒程S—悉—荷載假效應(yīng)結(jié)構(gòu)冠上的斯各種姥作用（如道荷載參、不燭均勻晉沉降條、溫賺度變告形、類收縮你變形掏、地南震等歐）產(chǎn)生喬的效猜應(yīng)總炎和（如真彎矩M、軸洲力N、剪暴力V、扭踢矩T、撓推度f、裂佛縫寬墓度w等）R—隱—結(jié)刺構(gòu)抗妄力結(jié)構(gòu)痰抵抗哭作用離效應(yīng)況的能叛力(如受弓彎承瀉載力Mu、受辱剪承廟載力Vu、容蔥許撓眉度[f]、套容許謙裂縫電寬度量[w])S=S(Q)--擋--求--熱--力學(xué)司的主午要內(nèi)識容R=R(fc,fy,A,珍h0,As,在…)--凈--寸--技--本課仆程的刪主要猴內(nèi)容S<R可靠S=R極限猾狀態(tài)S>R失效6/復(fù)30極/2寨02胞3結(jié)構(gòu)歡的極你限狀賊態(tài)可松用下蛾面的睛極限稈狀態(tài)它函數(shù)繩表示偶：Z=仆R-腐S(極限饞狀態(tài)奶方程鴿)對應(yīng)頭的：Z=址R-栗S>蔽0腥時，結(jié)構(gòu)敏處于睬可靠不狀態(tài)陜；Z=畏R-慚S=掃0時甘，永結(jié)構(gòu)處達到瓣極限匹狀態(tài)嫩；Z=電R-切S<甩0時飼，結(jié)構(gòu)映處于弄失效釀（破墾壞）洲狀態(tài)康。在結(jié)臭構(gòu)設(shè)頭計中餅，不熄僅僅儀只考獎慮結(jié)瞧構(gòu)的良承載寸能力毒，有肢時還妹要考通慮結(jié)尖構(gòu)的肝適用近性和瓦耐久扁性，詞則極切限狀喉態(tài)方疊程可箱推廣堪為：6/婆30術(shù)/2呼02嚇33.暴2逃按近債似概帳率的鍬極限祥狀態(tài)今設(shè)計小法★鑒于喂結(jié)構(gòu)末抗力猶和荷徒載效獻應(yīng)的惠隨機外性，像安全艇可靠炒應(yīng)該責屬于邁概率掩的范桃疇，慰應(yīng)當哲用結(jié)懷構(gòu)完包成其減預(yù)定年功能巡壽的可羽能性錯（概廣率）工的大孩小來箏衡量古，而蒙不是厲一個者定值衫來衡貌量。6/而30知/2獸02堅3結(jié)構(gòu)蕩的可框靠度捕、失門效概從率結(jié)構(gòu)挎在規(guī)鄉(xiāng)豐定的怠時間咱內(nèi)，何在規(guī)恰定的澡條件足下，凡完成依預(yù)定級功能懂的概率（或仙者達收不到新預(yù)定立功能紙的概昨率-示-失效猛概率）。因此探，結(jié)感構(gòu)的美可靠現(xiàn)度是射用結(jié)不構(gòu)完拾成預(yù)效定功榆能的稀概率方的大顛小來核定量修描述統(tǒng)的?？煽坎[度是獨可靠邊性的雄概率注的度顯量。概念6/慌30您/2懶02所3結(jié)構(gòu)洞設(shè)計凳方法容許蘿應(yīng)力拳設(shè)計痛法破損惠階段撥設(shè)計羞法極限職狀態(tài)彩設(shè)計安法以概府率論脫為基枝礎(chǔ)的課極限另狀態(tài)朝設(shè)計提法6/醉30傅/2哈02急3容許酷應(yīng)力易設(shè)計六法◎鋼筋岔混凝惡土結(jié)嘗構(gòu)的菌受力票性能授不是尋彈性械的；◎結(jié)構(gòu)瞧中一店點達似到容訪許應(yīng)記力，喪結(jié)構(gòu)簽即認岸為失妙效；◎沒有讓考慮飄結(jié)構(gòu)胸功能鴿的多坊樣性炮要求判；◎安全碧系數(shù)重是憑踩經(jīng)驗免確定戀的，洽缺乏興科學(xué)祖依據(jù)確。6/憶30法/2賀02煌3破損躺階段砍設(shè)計帳法◎整個筋截面鏈達到困極限辨承載怎力才顯認為腿失效脊，考淡慮了筆材料嗽塑性猶和強乒度的媽充分穩(wěn)發(fā)揮猜，極輝限荷汪載可辟以直希接由畢試驗插驗證效，構(gòu)嬌件的暑總安便全度嚷較為罩明確鄙?！虻踩紫禂?shù)K仍然憑經(jīng)捏驗確璃定，◎沒有需考慮我結(jié)構(gòu)疏功能陜的多茶樣性班要求澤的問切題。6/綢30茶/2凳02綁3極限堪狀態(tài)垮設(shè)計孤法除要執(zhí)求對幅承載控力極孕限狀鴉態(tài)進冒行設(shè)勇計外博，還貞包括農(nóng)了撓底度和膽裂縫海寬度重（適序用性蠅）的鍋極限釋狀態(tài)君的設(shè)論計。對于畫承載塵力極冊限狀匪態(tài)，擱針對斥荷載街、材雙料的永不同茫變異患性，草不再敲采用外單一扁的安封全系荒數(shù)，哈而采識用的滅多系狐數(shù)表磚達。◎材料巾強度fck和fsk是根鋒據(jù)統(tǒng)燭計后省按一徹定保振證率擾取其重下限決分位博值，釣反映廟的材粱料強丘度的床變異前性?！蚝奢d肚值qik也盡滿可能礙根據(jù)控各種思荷載章的統(tǒng)腐計資托料，候按一平定保獨證率飛取其鄭上限趕分位瀉值。◎荷載亦系數(shù)kqi，材料長強度釣系數(shù)kc和ks仍按僵經(jīng)驗侄確定噴，但芬對于拘不同帳荷載智的變拼異大散小，疑可取并不同該的荷融載系昂數(shù)。6/圍30類/2薦02覆3以概扶率理裹論為吩基礎(chǔ)西的極眉限狀預(yù)態(tài)設(shè)厲計法由于模實際蒜結(jié)構(gòu)召中的離不確寄定性駱，因偽此無擱論如軌何設(shè)慣計結(jié)猜構(gòu)，菠都會絮有失往效的帶可能胡性存時在，漲只是親可能悶性大礎(chǔ)小不贊同而芹已。為了演科學(xué)逢定量沉的表鋪示結(jié)時構(gòu)可靠雁性的大晴小，循采用概率叉方法是比乞較合忘理的沙。6/請30鳥/2邊02滋3◆以概蕉率理緊論為茅基礎(chǔ)束的極淡限狀圣態(tài)設(shè)臭計法失效鴉概率許越小償，表鐘示結(jié)峰構(gòu)可笨靠性捏越大看。因露此，龍可以訂用失嗎效概將率來很定量極表示頸結(jié)構(gòu)駛可靠翁性的喘大小和。結(jié)構(gòu)廉可靠核性的唯概率預(yù)度量岸稱為結(jié)構(gòu)搶可靠扔度。當失摧效概伏率Pf小于怨某個趨值時滴，人獻們因倒結(jié)構(gòu)龍失效卸的可翁能性蘆很小暫而不仿再擔漸心，參即可孫認為滲結(jié)構(gòu)磚設(shè)計況是可側(cè)靠的參。該連失效鹿概率舌限值桌稱為容許趣失效東概率[Pf]。失效菠概率Pf=P(Z<0)6/盲30飾/2壺02塘3R-眨S概壩率密訴度分集布曲潛線Skf(S)，f(R)S，RRkSkf(S)，f(R)S，RRkSkf(S)，f(R)S，RRkSkf(S)，f(R)S，RRk設(shè)計驗算點S*=R*Pf=[Pf]=usuRuR-uS6/引30究/2況02女3承載創(chuàng)能力魔極限艱狀態(tài)液函數(shù)Z=R-SPf=P(S>R)軍=P(Z<索0)[β]與Pf的對應(yīng)關(guān)系結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的目標可靠指標[β]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4.23.73.26/絮30偵/2鳥02該33.嶼3復(fù)實鑰用設(shè)縱計表楚達式原因外：概率音極限土狀態(tài)刊設(shè)計盞法計冊算繁眨復(fù)，早某些蓄統(tǒng)計霜數(shù)據(jù)招也不問齊全潔。對姐于一遠般常欣見的仆工程丈結(jié)構(gòu)析，直陪接采匯用可得靠指禿標進該行設(shè)投計并事無必井要。由于悶設(shè)計冠人員奴以往輕已習(xí)敢慣于待采用屋安全陪系數(shù)狼這種寨形式嘩來進鵝行計欲算，那因此雄，《建筑網(wǎng)結(jié)構(gòu)跪設(shè)計倒統(tǒng)一夕標準》提出欄了一回種便麗于實叼際使油用的省設(shè)計培表達污式，嶺即實蝕用設(shè)盞計表炊達式詞。實用個設(shè)計炊表達甘式中采情用了罰以荷廟載和皆材料逗強度吵的標排準值禽以及惰相應(yīng)秋的“分立項系渴數(shù)”來表顯示的召方式拍。3.具3.卷1分乞項系船數(shù)6/闊30筆/2銅02頸33.難3.朗2承這載能壩力極押限狀黨態(tài)實拖用設(shè)杏計表雙達式前述話內(nèi)容你帶入作用變效應(yīng)炮設(shè)計唇值，gS作用溪效應(yīng)慰分項絞系數(shù)結(jié)構(gòu)加抗力宵設(shè)計鑰值，gR結(jié)構(gòu)歷抗力嶼分項孩系數(shù)考慮尚到結(jié)瓜構(gòu)安嗎全等侄級的在差異費，其曲目標略可靠困指標利應(yīng)作裹相應(yīng)苗提高員或降替低，燒故引啟入結(jié)壘構(gòu)重掘要性駕系數(shù)——g0，由朗此可踏得6/滅30膠/2拜02誘3極限延狀態(tài)苗實用傻設(shè)計飯表達揉式的輪一般罪形式可變荷載分項系數(shù)γQ永久荷載分項系數(shù)γG組合值系數(shù)ΨC荷載｛永久荷載G可變荷載Q｛對結(jié)構(gòu)影響有大有小一般不會同時發(fā)生6/快30韻/2頁02嚷33.驅(qū)3.貌3正娛常使洪用極游限狀史態(tài)實疊用設(shè)糕計表贊達式正常謊使用摸極限數(shù)狀態(tài)，可榮靠度等要求劫可適也當降嬌低，鎮(zhèn)不需捆乘分碧項系遭數(shù)，營也不難考慮斷結(jié)構(gòu)恢重要勉性系正數(shù)γ0按正境常使休用極布限狀耍態(tài)設(shè)右計，傻主要趴是驗毛算構(gòu)律件的語變形劫和抗渴裂度是或裂清縫寬圍度。壇在此孩情況細下，畜可變香荷載逐作用真時間幫的長窩短對縱于變東形和也裂偷縫的脹大小蟻顯然按是有出影響恰的。6/寨30腔/2脹02炮3準永痰久值速系數(shù)口與頻滿遇值霸系數(shù)可變板荷載輔的最風(fēng)大值洪并非卻長期豈作用套于結(jié)速構(gòu)之貞上，熊對于索可變面荷載謹長期萄作用霞部分鉆，要但對其隱標準熔值進賽行折甩減。《建宗筑結(jié)方構(gòu)設(shè)搖計統(tǒng)怕一標源準》侍采用準永租久值蘿系數(shù)與頻遇固值系潮數(shù)(小顫于1壁)來段考慮如這種潔折減標?？勺円吆奢d悠的準韻永久乖值系觀數(shù)，系根疼據(jù)在插設(shè)計姑基準選期內(nèi)螺荷載晉達到蘿和超蛛過該淘值的早總持喂續(xù)時優(yōu)間與供設(shè)計灘基準腦期總云持續(xù)堡時間雨的比膀值而丸確定可變翻荷載績的頻既遇值湖系數(shù)莊，是根谷據(jù)可永變荷蝦載超蟲越的壯總時曠間或關(guān)超越牌次數(shù)演確定鏟的。6/稈30見/2盼02濤3荷載鏈短期栽效應(yīng)五組合淹和長赤期效的應(yīng)組召合可變率荷載昏已有紛四種屬代表干值，餃即標準咐值、組合括值、準永爽久值編、頻未遇值，其種中標準為值稱為基本西代表男值，其他顆代表拉值可犬由基勒本代先表值耳乘以涌相應(yīng)醒的系辦數(shù)而遷得。根據(jù)全實際表設(shè)計皇工作臘中的輛需要齊，須垂區(qū)分荷載受短期己作用和荷載偶長期觸作用下構(gòu)縱件的痛變形篩大小晉和裂猛縫寬逗度的貧計算虹。因此型，根評據(jù)不劃同的隱設(shè)計菠目的個，分頃別考慮鞠荷載尿短期咱效應(yīng)系組合浩和長范期效認應(yīng)組蒜合。6/稠30層/2獄02呼3當按破荷載炮短期鐘效應(yīng)悶組合猶時，掉荷載仗效應(yīng)獄的計徹算表莖達式荷載凍長期績效應(yīng)宋組合盈時，江荷載功效應(yīng)巡壽的計具算表冬達式標準組合頻遇組合準永久組合6/再30廈/2解02造3f(x)xuu-u+u-2u+2u-3u+33.好3.枝4五按年極限從狀態(tài)痰設(shè)計砍時材派料強蛋度和占荷載珠的取約值1、劫鋼筋窮抗拉咱強度吸標準游值鋼筋君抗拉咱強度鄉(xiāng)豐標準豎值用fy日k表示京?！妒够炷龓r土結(jié)覆構(gòu)設(shè)嚴計規(guī)訴范》阻中取癢國家泥冶金培局標柳準規(guī)太定的側(cè)廢品束限值束作為壤鋼弄筋強舒度的腳標準回值。6/貓30捉/2久02閘32、獲混凝數(shù)土立唐方體純抗壓照強度交標準惡值混凝糟土立破方體電抗壓塊強度氣標準丈值用fcu丑k表示，常要垮用到叨保證瀉率不班小于童95育％的棄材料泡強度元，fcu慚