建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與平法識圖項目何立志70課件講解

建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)與平法識圖項目負(fù)責(zé)人：何立志項目一建筑結(jié)構(gòu)的基本知識學(xué)習(xí)目的

1.理解結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求及概率極限狀態(tài)設(shè)計法；

2.理解極限狀態(tài)設(shè)計方法及其適用范圍；

學(xué)習(xí)方法

結(jié)合例題學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)內(nèi)容任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法1結(jié)構(gòu)的功能要求（1）安全性結(jié)構(gòu)在正常的施工和使用條件下，應(yīng)該能夠承受各種荷載或其它作用。在一些偶然事件，如大地震的發(fā)生時，雖有局部損壞，但應(yīng)能保持整體穩(wěn)定，不倒塌。（2）適用性建筑結(jié)構(gòu)除了保證安全性外，還應(yīng)保證正常使用的功能不受影響，如結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形、裂縫或振動等。變形；裂縫或振動等均不超過規(guī)定的限度。（3）耐久性建筑結(jié)構(gòu)在正常使用、維護(hù)的情況下應(yīng)有足夠的耐久性。如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋保護(hù)層過小，造成鋼筋銹蝕，或混凝土材料的耐久性不好，造成混凝土凍融破壞等，從而影響了建筑物的使用年限。任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法◆結(jié)構(gòu)的可靠性■可靠性——安全性、適用性和耐久性的總稱■就是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)（設(shè)計工作壽命=50年），在規(guī)定的條件下（正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的能力?！鼋Y(jié)構(gòu)可靠性越高，建設(shè)造價投資越大?！?/p>

如何在結(jié)構(gòu)可靠與經(jīng)濟(jì)之間取得均衡，就是設(shè)計方法要解決的問題。任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法■顯然這種可靠與經(jīng)濟(jì)的均衡受到多方面的影響，如國家經(jīng)濟(jì)實力、設(shè)計工作壽命、維護(hù)和修復(fù)等?！鲆?guī)范規(guī)定的設(shè)計方法，是這種均衡的最低限度，也是國家法律?！鲈O(shè)計人員可以根據(jù)具體工程的重要程度、使用環(huán)境和情況，以及業(yè)主的要求，提高設(shè)計水準(zhǔn)，增加結(jié)構(gòu)的可靠度?！鼋?jīng)濟(jì)的概念不僅包括第一次建設(shè)費(fèi)用，還應(yīng)考慮維修，損失及修復(fù)的費(fèi)用任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法2結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

由于結(jié)構(gòu)工程中的不確定性，為取得安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的均衡，在設(shè)計中需要考慮這些不確定性的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計方法就是處理這種安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理的矛盾?！羧菰S應(yīng)力設(shè)計法◎鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能不是彈性的；◎結(jié)構(gòu)中一點(diǎn)達(dá)到容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)即認(rèn)為失效；◎沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求；◎安全系數(shù)是憑經(jīng)驗確定的，缺乏科學(xué)依據(jù)。任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法◆破損階段設(shè)計法整個截面達(dá)到極限承載力才認(rèn)為失效，考慮了材料塑性和強(qiáng)度的充分發(fā)揮，極限荷載可以直接由試驗驗證，構(gòu)件的總安全度較為明確。

◎但安全系數(shù)K仍然憑經(jīng)驗確定，

◎沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求的問題。任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法◆極限狀態(tài)設(shè)計法除要求對承載力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計外，還包括的撓度和裂縫寬度（適用性）的極限狀態(tài)的設(shè)計。對于承載力極限狀態(tài)，針對荷載、材料的不同變異性，不再采用單一的安全系數(shù)，而采用的多系數(shù)表達(dá)，任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法◎

材料強(qiáng)度

fck和fsk

是根據(jù)統(tǒng)計后按一定保證率取其下限分位值，反映的材料強(qiáng)度的變異性?！?/p>

荷載值

qik也盡可能根據(jù)各種荷載的統(tǒng)計資料，按一定保證率取其上限分位值。◎荷載系數(shù)

kqi，材料強(qiáng)度系數(shù)kc和

ks仍按經(jīng)驗確定，但對于不同荷載的變異大小，可取不同的荷載系數(shù)。任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法◆以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法由于實際結(jié)構(gòu)中的不確定性，因此無論如何設(shè)計結(jié)構(gòu)，都會有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小，采用概率方法是比較合理的。失效概率Pf=P(S>R)任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法失效概率越小，表示結(jié)構(gòu)可靠性越大。因此，可以用失效概率來定量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小。結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量稱為結(jié)構(gòu)可靠度。

當(dāng)失效概率Pf小于某個值時，人們因結(jié)構(gòu)失效的可能性很小而不再擔(dān)心，即可認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)計是可靠的。該失效概率限值稱為容許失效概率[Pf]。任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法3概率極限狀態(tài)設(shè)計法

荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)為Ｓ，結(jié)構(gòu)抵抗或承受荷載效應(yīng)的能力稱結(jié)構(gòu)抗力，記作Ｒ，則：

Ｓ＜Ｒ，表示結(jié)構(gòu)滿足夠能要求，處于可靠狀態(tài)；Ｓ＞Ｒ，表示結(jié)構(gòu)不滿足夠能要求，處于失效狀態(tài)；Ｓ＝Ｒ，表示結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。應(yīng)當(dāng)指出，由于決定荷載效應(yīng)Ｓ的荷裁，以及決定結(jié)構(gòu)抗力Ｒ的材料強(qiáng)度和構(gòu)件尺寸都不是定值，而是隨機(jī)變量，故Ｓ和Ｒ亦為隨機(jī)變量。任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，保證結(jié)構(gòu)絕對安全可靠，即Ｓ<Ｒ是辦不到的，而只能做到大多數(shù)情況下結(jié)構(gòu)處于Ｓ＜Ｒ的可靠狀態(tài)。從概率的觀點(diǎn)來看，只要結(jié)構(gòu)處于Ｓ＞Ｒ失效狀態(tài)的失效概率足夠小，我們就可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)是可靠的。概率極限狀態(tài)設(shè)計法，就是通過控制結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)的概率，即控制失效概率的設(shè)計方法。

任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法★由于結(jié)構(gòu)抗力和荷載效應(yīng)的隨機(jī)性，安全可靠應(yīng)該屬于概率的范疇，應(yīng)當(dāng)用結(jié)構(gòu)完成其預(yù)定功能的可能性（概率）的大小來衡量，而不是一個定值來衡量。★材料強(qiáng)度fy和fc的離散★截面尺寸h0和b的施工誤差★應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系參數(shù)k1和k24結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)

概念：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的部分構(gòu)件在承載能力、變形、裂縫、穩(wěn)定等方面超過某一特定狀態(tài)，以致不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求時，我們這一狀態(tài)稱為結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)。

結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。任務(wù)四識別極限狀態(tài)設(shè)計方法（1）承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)是對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到了最大承載能力，或產(chǎn)生了不適于繼