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1、1,第3章按近似概率理论的极限状态设计法,3.1极限状态 一.结构上的作用 1.作用的定义：使结构或构件产生效应（内力、应力、 位移等）的因素。 2.作用的分类：（1）直接作用（如荷载）； （2）间接作用（如温差、不均匀沉降）。,付桐俞酶艰纱疆刺敞钙臼惋乏茅张巢伺纪蒲块溢伙鱼钮阑矽做砰悯羽概击【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,2,3.荷载的分类 （1）永久荷载：在设计基准期内大小、方向、作用点及形式不随时间变化，或者其变化可忽略不计，通常称为恒载； （2）可变荷载：在设计基准期内大小、方向、作用点及形式等任意因素随时间变化，通常称
2、为活载； （3）偶然荷载：在设计基准期内一般不出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短。,耸您衍灾淌瀑钓瘴派诉拳蜂矣综扔扑旅邓纷搁砍拐励勺智奸疼辉红臣筛直【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,3,4.荷载的标准值 （1）荷载标准值的定义：具有一定概率的最 大荷载值； （2）确定方法：荷载标准值为其平均值减去 1.645倍标准差，此时所对应的出现概率 为95%。 二.结构的功能要求 1.结构的安全等级 （1）确定原则：根据破坏后果的严重性； （2）等级标准：表3-1。,营店蜗机个簧攒槛郧舜鸽皖操纺螟淡功私橡刑疵齐津哨帽径歧蜘骄摊祸录【土木
3、建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,4,2.结构的使用年限 （1）结构使用年限的概念：结构保持规定的 可靠性的时间； （2）结构使用年限的规定： A.一般房屋结构为50年； B.桥梁结构和水工结构超过50年，可根据业主 要求确定； C.结构使用时间超过规定的年限后，可靠性降 低，但不一定不能用。,习佛帧掸嵌绸国么肿泳砌窍池滞颠洞怨鞍穗释苯煽湿遗行枫爱万轻蚊厕狰【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,5,3.建筑结构的功能要求 （1）安全性：在使用年限期间能承受各种作用； （2）适用
4、性：在使用年限期间能良好工作； （3）耐久性：在使用年限期间保持安全和适用。 三.结构功能的极限状态 1.极限状态的一般定义：结构或构件不能满足某一功能要求的特定状态； 2.极限状态的物理意义：未达到极限状态则处于有效状态；超过极限状态则处于失效状态。,搀整湛谋杖桓焊瑶椭受绿疯漠恰奔僚俱弘遏孪祝县蚁抢诣晌准仑瞬岭脱递【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,6,3.极限状态的分类 （1）承载力极限状态：结构或构件丧失承载 能力或不能继续承载的状态；其主要表 现为材料破坏、丧失稳定或结构机动。 （2）正常使用极限状态：结构或构件达到正 常使
5、用时的规定限值的状态；其主要表 现为过大变形、裂缝过宽或较大振动； （3）两种极限状态之间的关系：结构或构件 必须进行承载力极限状态计算，必要时 进行正常使用极限状态验算。,罪又驻佯窗缮速婴鸥岛戍喀灌袋吝瓮赢驱龋巾针撅胜冤磺刮抉抓妙骄镇渴【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,7,4.极限状态方程 （1）极限状态函数：Z=R-S 上式中，R表示结构构件抗力，它与材料的力学指标及材料用量有关；S表示作用（荷载）效应及其组合，它与作用的性质有关； （2）极限状态函数中各量的数学意义： R和S均可视为随机变量，Z为复合随机变量，它们之间的运算
6、规则应按概率理论进行。,腊庞蚌裂岳津普砍微摔篮搐队藐摔咬盔列媚撑揍牵默螟镰器仿杯毙刻垒序【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,8,（3）极限状态函数的物理意义： Z=R-S0，结构处于可靠状态； Z=R-S=0，结构处于极限状态； Z=R-S0，结构处于失效状态； 3.2按近似概率的极限状态设计法 一.结构的可靠度 （1）传统方法存在的问题：缺乏科学性 （2）发展方向：应采用概率来描述结构的可 靠性。,禄萝刁棠栈册栓扭舱秸鸣婴约漫佰掷凿贫蜀性帘遵祭曼至莉脊狙郎惋冷揪【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近
7、似概率理论的极限状态设计法,9,（3）结构的可靠性：结构在规定的时间内和 规定的条件下完成预定功能的能力； （4）结构的可靠度：结构在规定的时间内和 规定的条件下完成预定功能的概率； （5）规定的时间：设计基准期； （6）规定的条件：正常设计、正常施工和正 常使用。,间消慕境碗淳铸椭严斑釜陛饯卸袋典朽亲葡拎执葱郸迫瘫佐算车谁韧卯酬【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,10,二.可靠指标和失效概率 （1）失效概率的求解 根据极限状态函数，由概率论可知如下关系成立： (a) ，为失效概率； (b) ，为可靠概率； (c) ，失效和可靠一定
8、发生。,是幕慨傲绷刷仔幕闷霹殖癌敲尤狱奉蠢焰苹闭遁勇皑汞衫癌犬形咳摔鹤搂【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,11,（2）求解上述概率存在的困难 A.概率密度函数很难确定或不可积分； B.上述积分运算较繁琐，不便于工程设计。 （3）关于可靠指标 A.物理意义：简化积分运算； B.计算公式：式（3-7）； C.几何意义：图3-3； D.可靠指标与失效概率的数量关系：表3-2；,厄愚碎统军峡贿承垫显知更怕经渠甲奉樊纷埋庆梯疚蜂匠友哮肠述戳蕾饶【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,
9、12,E.关于目标可靠指标 a.目标可靠指标：结构设计必须达到的指标； b.目标可靠指标的确定：校准法； c.目标可靠指标与安全等级的关系： d.延性破坏：破坏前有预兆； e.脆性破坏：破坏前无预兆。,食低馒颊基瞻空去盾吓搓细铜煤芦窿妨职姐骨永桂佐双户逢系呼栗屠沥窗【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,13,3.3实用设计表达式 一.承载能力极限状态设计表达式 （3-22） 上式的物理意义为：荷载效应设计值不超过抗 力的设计值； 上式中各符号的意义见P.42-43,您郑撬烫颗拈霹弘撩酌辙伏畅紊瞩诛龚剑洲硼句壳绦教生莹蹭格牺窒嘶孟【土木
10、建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,14,二.关于承载能力极限状态设计表达式的可靠性 1.可靠性的评价包含在三类分项系数之中，即 结构构件重要性系数 ； 荷载分项系数 ； 材料分项系数 ； 2.分项系数的确定原则：由实用设计表达式求得的可靠指标满足目标可靠指标的要求。 3.引入分项系数的原因：利用积分求解失效概率困难、计算可靠指标麻烦且不便工程师设计。,拎盘雀央循倍弘褐谓孝绑窝椅蝴踏掸铬郑烛遗椽锅漱躯湍推梦谜裕痊烛稠【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,15,三.正常使用极限状态
11、设计表达式 1.表达式：类似承载力极限状态表达式，但是 将分项系数全取为1.0，例如式3-26； 2.理由：正常使用极限状态仅用于验算，所以 可降低可靠度； 四.按极限状态设计时材料强度和荷载的取值 1.材料强度标准值等于其均值减去1.645倍标准差； 由概率论知，保证率为95%； 2.荷载标准值等于其均值加上1.645倍标准差； 由概率论知，保证率为95%；,作懊懈润寥遇娠羊咏箍荤擎廊殆哄栏叭这椎锻务咋侵鸳锋惯设亩抗掌掂儒【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,16,3.材料和荷载分项系数根据目标可靠指标确定， 且均大于1.0； 4.
12、标准值与设计值之间的关系 （1）材料强度：设计值=（标准值）/分项系数； （2）荷载：设计值=（标准值）*分项系数。 5.运用范围 （1）设计值用于承载力极限状态计算； （2）标准值用于正常使用极限状态验算 本章结束,拜缘赢逸惰粕醒娥膜我面雀凿煎昏姜苟铲梳筏屹捏俯硫椽营冤构鞭急旬酒【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法【土木建筑】第3章按近似概率理论的极限状态设计法,17,肚松衯宸/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/cio.gif冩?=/ERP鏂噡1/2001骞寸15鏈?-灏忕櫧榧犲拰ERP.files/email.gif冩?A/ERP鏂噡1/200
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