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1、第1章 绪论 1.1 第1章 绪 论 返回总目录返回总目录 宴 芬 运 介 陕 携 仿 雄 褒 讫 退 槽 织 懊 撮 涕 朱 怠 斌 淳 托 涡 给 抢 朴 琴 猪 的 苏 崎 聋 鼠 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.2 结构上的作用及作用效应 工程结构设计理论演变简况 本 章 小 结 习题与思考题 本章内容 盛 政 佰 茵 遭 孙 邱 胆 雹 尸 阵 街 亚 笨 并 吟 搔 这 凸 窘 艰 它 蔚 昆 唯 喝 尧 抽 四 敦 怯 硝 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷
2、载 与 结 构 设 计 方 法 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.3 一、结构上的作用 结构上的作用是指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。 作用就其形式而言，可分为以下两类。 (1) 直接作用。当以力的形式作用于结构上时，称为直接作用， 习惯上称为荷载。 (2) 间接作用。当以变形的形式作用于结构上时，称为间接作用 。 结构上的作用及作用效应 丧 纺 鸽 乾 腋 垢 酥 坤 七 献 番 习 书 继 剂 议 阳 野 偷 甸 仗 弯 契 双 笛 搁 定 搜 梗 淌 颅 醒 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载
3、 与 结 构 设 计 方 法 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.4 作用按时间不同可分为以下3类。 (1) 永久作用。在结构使用年限内，其值不随时间变化，或其变化 的量值相对于平均值而言可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋 于限值的作用。 (2) 可变作用。在结构使用年限内，其值随时间变化，且其变化的 量值与平均值不可忽略不计的作用。 (3) 偶然作用。在结构使用年限内不一定出现，但一旦出现，其值 很大且持续时间很短的作用。 作用按空间位置不同可分为以下两类。 (1) 固定作用。在结构空间位置上具有固定不变的分布，但其量值 可能具有随机性。
4、(2) 自由作用。在结构空间位置上一定范围内可以任意分布，出现 的位置和量值都可能是随机的。 结构上的作用及作用效应 札 诽 辩 技 浇 耀 欺 秽 绅 汽 柱 浑 隅 陀 卿 突 剧 缕 助 驹 差 孩 榔 炊 尺 材 洋 吸 伺 腔 伴 僳 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.5 作用按结构反应不同可分为以下两类。 (1) 静态作用。不使结构或结构构件产生加速或产生的加速度很小 可以忽略不计的作用。 (2) 动态作用。使结构或结构构件产生不可忽略的加速度的作用。 。 结构上
5、的作用及作用效应 浦 晚 遏 踢 芒 原 思 疚 尚 柳 陕 料 姿 套 咯 呕 弟 琉 式 渤 制 燥 棕 黄 癌 氏 借 壮 蹈 嗅 番 慌 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.6 二、作用效应S 由于直接作用或间接作用于结构构件上，在结构内产生的内 力(如轴力、弯矩、剪力、扭矩等)和变形(如挠度、转角、裂缝等) ，被称为“作用效应”，用S表示。当作用为直接作用(荷载)时，其 效应也被称为“荷载效应”。荷载Q与荷载效应之间，一般近似按 线性关系考虑： 常数 C 为荷载效应系
6、数 结构上的作用及作用效应 刻 离 坦 祭 牛 射 卡 氰 泊 柬 氮 乳 嘎 糟 拟 检 实 将 闽 荔 隔 巩 咙 窗 龙 竟 旋 炕 臆 橇 截 酗 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.7 一、容许应力设计法 容许应力设计法是建立在弹性理论基础上的设计方法。其表达式为： 式中， 构件在使用阶段(使用荷载作用下)截面上的最大应力； 材料的容许应力。 容许应力设计法计算简单，但其有许多问题： 没有考虑材料塑性性质。 没有对作用阶段给出明确的定义，也就是使用期间荷载的取值原则规
7、定得不明确。 把影响结构可靠的各种因素(荷载的变异、施工的缺陷、计算公式的误差等)统统归结 在反映材料性质的容许应力 上，显然不够合理。 的取值无科学根据，纯属经验的，历史上曾多次提高过材料的容许应力值。 按容许应力法设计的构件是否安全可靠，无法用实验来验证。 工程结构设计理论演变简况 论 哎 岩 芽 粮 址 纶 拿 肪 苹 隶 帜 识 唐 妹 帮 囱 韭 雀 葡 嚎 波 湘 窝 退 尿 脾 杖 售 扣 猩 穴 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.8 工程结构设计理论演变简况
8、二、破损阶段设计法 针对容许应力设计法存在的缺陷，之后出现了假定材料均已达到塑性状态，依据截 面所能抵抗的破损内力建立的计算公式。其设计表达式为： 式中， 构件最终破坏时的承载能力； 安全系数，用来考虑影响结构安全的所有因素。 优点为： 它可以反映材料的塑性性质，结束了长期以来假定混凝土为弹性体的局面。 采用一个安全系数，使构件有了总的安全度的概念。 它以承载能力值(如 )为依据，其计算值是否正确可由实验检验。 巩 爹 拱 网 围 矮 罪 趋 么 剩 耶 憨 迄 塔 银 祟 命 演 琼 鹤 套 次 纂 陵 碧 蒂 雾 俯 窑 揪 苗 差 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设
9、计 方 法 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.9 工程结构设计理论演变简况 苏联曾把该理论用下式来表达： 式中，M正常使用时，由各种荷载 所产生的截面内力； a反映截面尺寸等的尺寸函数； ， 材料强度的平均值。 破损阶段理论仍存在一些重大缺点： 破损阶段计算，构件的承载力是得以保证，但却无法了解构件在正常使用时能否满足 正常使用要求。 安全系数K的取值仍须经验确定，并无严格的科学依据。 采用笼统的单一安全系数，无法就不同荷载、不同材料结构件安全的影响加以区别对 待，不能正确地度量结构的安全度。 荷载 的取值仍然也是经验值； 表达式中采用的材料
10、强度是平均值，它不能正确反映材料强度的变异程度，显然也是 不够合理的。 坎 散 柄 歼 炸 技 标 虫 孽 智 烯 策 午 握 聋 锄 幕 挫 溉 桐 低 梳 明 博 哲 凶 限 奔 蝶 夯 疯 庚 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.10 二、概率极限状态设计法 概率极限状态设计法是以概率理论为基础，将作用效应和影响结构抗力的主要因素作为随机变 量，根据统计分析确定可靠概率来度量结构可靠性的结构设计方法。其特点是有明确的、用概率尺 度表达的结构可靠度的定义，通过预先规定的可靠
11、指标值，使结构各构件间，以及不同材料组成的 结构之间有较为一致的可靠度水平。 国际上把处理可靠度的精确程度分为3个水准。 (1) 水准I半概率方法。对荷载效应和结构抗力的基本变量部分地进行数理统计分析，并与 工程经验结合引入某些经验系数，所以尚不能定量地估计结构的可靠性。 (2) 水准II近似概率法。该法对结构可靠性赋予概率定义，以结构的失效概率或可靠指标来 度量结构可靠性，并建立了结构可靠度与结构极限状态方程之间的数学关系，在计算可靠指标时考 虑了基本变量的概率分布类型，并采用了线性化的近似手段，在设计截面时一般采用分项系数的实 用设计表达式。目前我国的工程结构可靠度设计统一标准(GB 50
12、1531992)、建筑结构可靠 度设计统一标准(GB 500682001)都采用了这种近似概率法，在此基础上颁布了各种结构设计的 规范。 (3) 水准III全概率法。这是完全基于概率论的结构整体优化设计方法，要求对整个结构采 用精确的概率分析，求得结构最优失效概率作为可靠度的直接度量，由于这种方法无论在基础数据 的统计方面还是在可靠度计算方面都不成熟，目前尚处于研究探索阶段。 工程结构设计理论演变简况 琢 午 思 农 厄 壕 撩 娥 酸 阮 堆 恶 鬼 史 短 阅 横 汰 到 垒 炽 厉 夸 议 锨 窍 灯 刑 各 尿 杉 这 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法
13、 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.11 思考题 1.工程结构设计的目的是什么？ 2. 什么是施加于工程结构上的作用？荷载与作用的概念有什么不同？ 3. 工程结构设计中，如何对结构上的作用进行分类？ 4. 作用(荷载)有哪些类型？ 5. 什么是概率极限状态设计法？为什么目前采用的方法称为近似概率设计法 ？ 甜 脖 屯 喊 鲜 确 宜 蕉 圭 涸 饯 纵 靴 厚 姬 袍 财 霖 赠 利 舜 旅 慨 榔 幻 簇 己 尼 夷 解 骨 唁 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与 结 构 设 计 方 法 【 土 木 建 筑 】 0 1 荷 载 与
14、结 构 设 计 方 法 第1章 绪论 1.12 肚松衯宸/ERP 鏂鏂噡1/2001骞骞寸 15鏈?-灏忕灏忕 櫧 榧犲拰拰ERP.files/cio.gifERP.files/cio.gif冩 ?=/ERP鏂鏂噡1/2001骞骞寸 15鏈?- -灏忕灏忕 櫧榧犲拰拰 ERP.files/email.gifERP.files/email.gif冩?A/ERP鏂鏂 噡1/2001骞骞寸 15鏈?-灏忕灏忕 櫧榧 犲拰拰ERP.files/imgr_logo.gifERP.files/imgr_logo.gif冭聖 杁/ERP鏂鏂噡1/2001骞骞寸 15鏈?- -灏忕灏忕 櫧榧犲拰拰ERP.fi
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