材料荷載取值受力簡圖計(jì)算分析截面設(shè)計(jì)構(gòu)件設(shè)計(jì)施工方案結(jié)構(gòu)方案構(gòu)造設(shè)計(jì)怎樣設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)？結(jié)構(gòu)工程是使用材料的藝術(shù)這些材料屬性只能估算建立真實(shí)的結(jié)構(gòu)這些真實(shí)的結(jié)構(gòu)只能近似分析能承受住力這些力不能準(zhǔn)確得知因此對(duì)公眾安全的責(zé)任要做到令人滿意需要結(jié)構(gòu)工程師對(duì)各種可能的問題全面把握改編自一位不知名作者工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論工程設(shè)計(jì)是一個(gè)在多種約束條件下尋找合理“解”的過程。所謂約束條件，是指工程建設(shè)的用途、規(guī)模、投資、業(yè)主要求、環(huán)境、地理、材料供應(yīng)、安全、施工技術(shù)水平等，這些條件應(yīng)盡量滿足。工程管理是對(duì)獲得合理“解”過程的控制。需要獲得什么樣的“解”？工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論3+7=1010=?+?

不能全是偶數(shù)不能相差太多，差小于5不能有4不能。。。。。材料荷載取值受力簡圖計(jì)算分析截面設(shè)計(jì)構(gòu)件設(shè)計(jì)施工方案結(jié)構(gòu)方案構(gòu)造設(shè)計(jì)怎樣設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)？工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論耐久性—適用性—承載能力極限狀態(tài)安全性—?????????????????íì—結(jié)構(gòu)功能SafetyServiceabilityDurability正常使用極限狀態(tài)5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及方法可修復(fù)性Reparability&抗倒塌能力耐久性要求工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論結(jié)構(gòu)的功能

FunctionsofStructure◆安全性

Safety

◎

如（M≤Mu）

◎

結(jié)構(gòu)在預(yù)定使用期間內(nèi)（designlife

一般為50年），應(yīng)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(jié)構(gòu)的支座不均勻沉降）、約束變形（如溫度和收縮變形受到約束時(shí)）等的作用。

◎在偶然事件（如地震、爆炸）發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持整體穩(wěn)定性，不應(yīng)發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成重大的生命和財(cái)產(chǎn)損失。5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及方法工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論結(jié)構(gòu)的功能

FunctionsofStructure◆安全性

Safety

◎

如（M≤Mu）

◎上式僅從構(gòu)件自身的承載力來確定安全性◎結(jié)構(gòu)整體是否安全，不僅與每個(gè)構(gòu)件是否安全有關(guān)，更與構(gòu)件之間的連接是否可靠有關(guān)◎結(jié)構(gòu)整體牢固性◎結(jié)構(gòu)不應(yīng)發(fā)生與原因不相稱的破壞5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及方法工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論◆適用性Serviceability

◎

如（f≤[f]）

◎

結(jié)構(gòu)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(cè)移）、振動(dòng)（頻率、振幅），或產(chǎn)生讓使用者感到不安的過大的裂縫寬度。5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及方法工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及方法工程結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概概論◆耐久性性Durability◎如（wmax≤[wmax]）◎結(jié)構(gòu)在在正常常使用用和正正常維維護(hù)條條件下下，應(yīng)應(yīng)具有有足夠夠的耐耐久性性◎在各種種因素素的影影響下下（混凝土土碳化化、鋼鋼筋銹銹蝕），結(jié)構(gòu)的的承載載力和和剛度度不應(yīng)隨隨時(shí)間間有過過大的的降低低，從從而導(dǎo)導(dǎo)致結(jié)結(jié)構(gòu)在在其預(yù)預(yù)定使使用期期間內(nèi)內(nèi)喪失失安全全性和和適用用性，，降低低使用用壽命命5結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)要要求及及方法法DeteriorationofReinforcedConcreteBridgeduetoPoorDurability工程程結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)概概論論◆結(jié)構(gòu)構(gòu)的的可可靠靠性性Reliability■可靠靠性性———安全全性性、適用用性性和耐久久性性的總總稱稱■就是是指指結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在在規(guī)規(guī)定定的的使使用用期期限限內(nèi)內(nèi)（（designlife=50年），，在在規(guī)規(guī)定定的的條條件件下下（（正常常設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)、、正正常常施施工工、、正正常常使使用用和和維維護(hù)護(hù)），，完完成成預(yù)預(yù)定定結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)功功能能的的能能力力。。■結(jié)構(gòu)構(gòu)可可靠靠性性越越高高，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)造造價(jià)價(jià)越越大大。?！鋈绾魏卧谠诮Y(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可靠靠與與經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)之之間間取取得得均均衡衡，就就是是設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方法法要要解解決決的的問問題題。。5結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求及及方方法法工程程結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)概概論論■顯然然這這種種可可靠靠與與經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)的的均均衡衡受受到到多多方方面面的的影影響響，，如如國國家家經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)實(shí)實(shí)力力、、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)工工作作壽壽命命(designlife)、維護(hù)護(hù)和和修修復(fù)復(fù)等等■規(guī)范范規(guī)規(guī)定定的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方法法，，是是這這種種均均衡衡的的最最低低限限度度，，也也是是國國家家法法律律■設(shè)計(jì)計(jì)人人員員可可以以根根據(jù)據(jù)具具體體工工程程的的重重要要程程度度、、使使用用環(huán)環(huán)境境，，以以及及業(yè)業(yè)主主的的要要求求，，提提高高設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)水水準(zhǔn)準(zhǔn)，，增增加加結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的可可靠靠度度■可修修復(fù)復(fù)性性———經(jīng)濟(jì)濟(jì)的的概概念念不不僅僅包包括括第第一一次次建建設(shè)設(shè)費(fèi)費(fèi)用用，，還還應(yīng)應(yīng)考考慮慮維維護(hù)護(hù)和和維維修修，，損損失失及及修修復(fù)復(fù)的的費(fèi)費(fèi)用用■全生命周周期LifeCycleCosts■乃至可能能對(duì)社會(huì)會(huì)和經(jīng)濟(jì)濟(jì)所造成成的影響響5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)要求及及方法性能最低要求設(shè)計(jì)壽命初始性能能LCC＝Ci+Cm+Cl+Cr+Ca工程結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)決決定了建建設(shè)項(xiàng)目目全生命命周期管管理的內(nèi)內(nèi)容和成成本工程結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)概概論時(shí)間性能拆除大修維修①②5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)要求及及方法工程結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)概概論耐久性—適用性—承載能力力極限狀狀態(tài)安全性—?????????????????íì—結(jié)構(gòu)功能SafetyServiceabilityDurability正常使用極限狀態(tài)5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)要求及及方法可修復(fù)性性Reparability倒塌嚴(yán)重人員員傷亡和和巨大經(jīng)經(jīng)濟(jì)損失失工作階段破壞階段荷載變形倒塌階段實(shí)際災(zāi)害害中的結(jié)結(jié)構(gòu)倒塌塌試驗(yàn)中的的構(gòu)件破破壞0工程結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)概概論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)方法的的發(fā)展◆容許應(yīng)力力設(shè)計(jì)法法◎鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力力性能不不是彈性性的；◎結(jié)構(gòu)中一一點(diǎn)達(dá)到到容許應(yīng)應(yīng)力，結(jié)結(jié)構(gòu)即認(rèn)認(rèn)為失效效；◎沒有考慮慮結(jié)構(gòu)功功能的多多樣性要要求；◎安全系數(shù)數(shù)是憑經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定定的，缺缺乏科學(xué)學(xué)依據(jù)。。5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)要求及及方法工程結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)概概論◆破損階段段設(shè)計(jì)法法整個(gè)截面面達(dá)到極極限承載載力才認(rèn)認(rèn)為失效效，考慮慮了材料料塑性和和強(qiáng)度的的充分發(fā)發(fā)揮，極極限荷載載可以直直接由試試驗(yàn)驗(yàn)證證，構(gòu)件件的總安安全度較較為明確確?！虻踩禂?shù)數(shù)K仍然憑經(jīng)驗(yàn)確確定，◎沒有考慮慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求的問問題。5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)要求及及方法工程結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)概概論◆極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法法除要求對(duì)對(duì)承載力力極限狀狀態(tài)進(jìn)行行設(shè)計(jì)外外，還包包括的撓撓度和裂裂縫寬度度（適用用性）的的極限狀狀態(tài)的設(shè)設(shè)計(jì)。對(duì)于承載載力極限限狀態(tài)，針對(duì)荷荷載、材材料的不不同變異異性，不不再采用用單一的的安全系系數(shù)，而而采用的的多系數(shù)數(shù)表達(dá)，，◎材料強(qiáng)度fck和fsk是根據(jù)統(tǒng)計(jì)后后按一定保證證率取其下限分位值，反映的材料料強(qiáng)度的變異異性?！蚝奢d值qik也盡可能根據(jù)據(jù)各種荷載的的統(tǒng)計(jì)資料，，按一定保證證率取其上限分位值?！蚝奢d系數(shù)kqi，材料強(qiáng)度系數(shù)數(shù)kc和ks仍按經(jīng)驗(yàn)確定定，但對(duì)于不不同荷載的變變異大小，可可取不同的荷荷載系數(shù)。5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求求及方法工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)概論◆以概率理論為為基礎(chǔ)的極限限狀態(tài)設(shè)計(jì)法法●由于實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)中的不確定定性，因此無無論如何設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)，都會(huì)會(huì)有失效的可可能性存在，，只是可能性性大小不同而而已。●為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)可可靠性的大小小，采用概率率方法是比較較合理的。●失效概率越小小，表示結(jié)構(gòu)構(gòu)可靠性越大大。因此，可可以用失效概概率來定量表表示結(jié)構(gòu)可靠靠性的大小。。●結(jié)構(gòu)可靠性的的概率度量稱稱為結(jié)構(gòu)可靠度reliabilitydegree。●當(dāng)失效概率Pf小于某個(gè)值時(shí)時(shí)，人們因結(jié)結(jié)構(gòu)失效的可可能性很小而而不再擔(dān)心，，即可認(rèn)為結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是可可靠的?！裨撌Ц怕氏尴拗捣Q為容許失效概率率[Pf]。失效概率failureprobabilityPf=P(S>R)5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求求及方法工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)概論◆以概率理論為為基礎(chǔ)的極限限狀態(tài)設(shè)計(jì)法法f(X)X5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求求及方法GB50010-2010GB50010-2002GBJ10-89TJ10-74(試行)SR3荷載與災(zāi)害荷載作用作用分類及代代表值豎向荷載風(fēng)作用地震作用汽車荷載非荷載作用荷載組合災(zāi)害地震災(zāi)害風(fēng)災(zāi)害洪水地質(zhì)災(zāi)害火災(zāi)爆炸車、船、飛機(jī)機(jī)撞擊設(shè)計(jì)、施工失誤和和偷工減料3荷載與災(zāi)害結(jié)構(gòu)需要考慮慮的荷載和作用直接作用間接作用Load/EffectGeneralizedLoad3荷載與災(zāi)害結(jié)構(gòu)需要考慮慮的荷載和作用不包括人為錯(cuò)錯(cuò)誤和誤差按隨空間位置置的變化分類類固定荷載：指在結(jié)構(gòu)空間間位置上具有有固定分布的的荷載，可變變荷載也可以以是固定荷載載，只是其數(shù)數(shù)值隨時(shí)間變變化，如固定定設(shè)備、水箱箱等移動(dòng)荷載：指在結(jié)構(gòu)空間間位置上的一一定范圍可以以有規(guī)律或隨隨機(jī)移動(dòng)的荷荷載，如樓面面上的人群荷荷載、吊車荷荷載、車輛荷荷載等。荷載分類3荷載與災(zāi)害荷載分類3荷載與災(zāi)害按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)應(yīng)性質(zhì)分類靜力荷載：指對(duì)結(jié)構(gòu)或結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不產(chǎn)生動(dòng)動(dòng)力效應(yīng)，或其動(dòng)力效效應(yīng)可以忽略略不計(jì)的荷載載，如結(jié)構(gòu)自自重、樓面活活荷載、雪荷荷載等。動(dòng)力荷載：指對(duì)結(jié)構(gòu)或結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生生不可忽略動(dòng)力力效應(yīng)的荷載，如設(shè)設(shè)備振動(dòng)、工工業(yè)廠房的吊吊車荷載、高高聳結(jié)構(gòu)上的的風(fēng)荷載、車車輛剎車、撞撞擊力和爆炸炸力等。3荷載與災(zāi)害結(jié)構(gòu)需要考慮慮的荷載和作用一般作用——一般荷載與強(qiáng)強(qiáng)制變形永久荷載----自重，土壓力力可變荷載----使用荷載（人人群、車輛、、設(shè)備），風(fēng)風(fēng)，雪偶然作用——地震、爆炸、、撞擊、火災(zāi)災(zāi)等環(huán)境作用——溫、濕度及其其變化，降水水，冰凍等大大氣作用土體、水體、、空氣中有害害化學(xué)物質(zhì)作作用——除力學(xué)作用外外的物理與化化學(xué)作用3荷載與災(zāi)害結(jié)構(gòu)需要考慮慮的荷載和作用荷載按隨時(shí)間間變異的分類類，是最基本本的分類，它它關(guān)系到荷載載代表值及其其效應(yīng)組合形形式的選擇。。3荷載與災(zāi)害害TQ實(shí)際的荷載載是一個(gè)隨隨時(shí)間、隨隨空間變化化的隨機(jī)變變量，在工程設(shè)計(jì)計(jì)中如何處處理？荷載代表值值荷載代表值值Representativevaluesofaload設(shè)計(jì)中用以以驗(yàn)算極限限狀態(tài)所采采用的荷載載量值，例例如標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值。結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，針對(duì)對(duì)不同設(shè)計(jì)計(jì)目的所采采用的各種種作用的規(guī)規(guī)定值。3荷載與災(zāi)害害標(biāo)準(zhǔn)值、頻頻遇值、準(zhǔn)準(zhǔn)永久值3荷載與災(zāi)害害Qk荷載標(biāo)準(zhǔn)值值是荷載的的基本代表表值，其它代表表值都可在在標(biāo)準(zhǔn)值的的基礎(chǔ)上乘乘以相應(yīng)的的系數(shù)后得得出。永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為為代表值可變荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用：標(biāo)準(zhǔn)值——統(tǒng)計(jì)獲得，，有保證率率頻遇值——偶爾出現(xiàn)，，標(biāo)準(zhǔn)值乘乘以頻遇系系數(shù)準(zhǔn)永久值——長期存在，，標(biāo)準(zhǔn)值乘乘以準(zhǔn)永久久系數(shù)組合值——同時(shí)出現(xiàn)，，標(biāo)準(zhǔn)值乘乘以組合系系數(shù)偶然荷載應(yīng)按結(jié)構(gòu)的的使用特點(diǎn)點(diǎn)確定其代代表值。3荷載與災(zāi)害害荷載標(biāo)準(zhǔn)值值characteristicvalue/nominalvalue：荷載的基本本代表值，，為設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)期內(nèi)最最大荷載統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分布的的特征值(例如均值、、眾值、中中值或某個(gè)個(gè)分位值),指在結(jié)構(gòu)的的使用期間間可能出現(xiàn)現(xiàn)的最大荷載值值.永久荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值Gk：設(shè)計(jì)尺寸與與材料單位位體積的自自重，取上限值值或下限值值?？勺兒奢d標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值Qk：統(tǒng)計(jì)平均重現(xiàn)期期來定義代表表值，建筑筑結(jié)構(gòu)規(guī)定定的風(fēng)雪荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值值的重現(xiàn)期為50年，橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)為100年。3荷載與災(zāi)害害可變荷載的的頻遇值frequentvalueQf，是指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期期內(nèi)，其超越越的總時(shí)間間為規(guī)定的的較小比率率，或超越越頻率為規(guī)規(guī)定頻率的的荷載值。。可變荷載載的頻遇值值可表示為為Qf＝y(tǒng)fQk其中yf為可變荷載載頻遇值系系數(shù)?？勺兒奢d的的準(zhǔn)永久值值quasi-permanentvalueQq，是指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期期內(nèi)，其超越的總時(shí)時(shí)間約為設(shè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期期一半的荷荷載值?？勺兒奢d載的準(zhǔn)永久久值可表示示為Qq＝y(tǒng)qQk其中yq為可變荷載載準(zhǔn)永久值值系數(shù)。3荷載與災(zāi)害害可變荷載的的組合值combinationvalueQc是對(duì)于有兩種和兩種種以上活荷載同時(shí)作用時(shí)，使組合合后的荷載載效應(yīng)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期期內(nèi)的超越概概率能與荷荷載單獨(dú)作作用時(shí)相應(yīng)應(yīng)概率趨于于一致的荷荷載值。可可變荷載的的組合值可可表示為Qc＝y(tǒng)cQk其中yc為可變荷載載組合值系系數(shù)3荷載與災(zāi)害害3荷載與災(zāi)害害荷載工況與與荷載效應(yīng)應(yīng)組合1.2*自重1.2*自重+1.4*活荷載1.2*自重+1.4*風(fēng)荷載+1.4*活荷載組合合值1.2*自重+1.4*地震荷載工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論極限狀態(tài)LimitState◆結(jié)構(gòu)能夠滿滿足功能要要求而良好好地工作，，則稱結(jié)構(gòu)構(gòu)是“可靠”的或“有有效”的。。反之，則則結(jié)構(gòu)為““不可靠”或“失效”。?！魠^(qū)分分結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)““可靠靠”與與““失效效”的的臨臨界界工工作作狀狀態(tài)態(tài)稱稱為為“極限限狀狀態(tài)態(tài)”Alimitstateistheconditionwhich,ifexceeded,willrenderthestructureunserviceable.5結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求及及方方法法工程程結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)概概論論極限限狀狀態(tài)態(tài)LimitState◆結(jié)構(gòu)構(gòu)能能夠夠滿滿足足功功能能要要求求而而良良好好地地工工作作，，則則稱稱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是是““可靠靠”的的或或““有有效效””的的。。反反之之，，則則結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)為為““不可可靠靠”或或““失效效”。?！魠^(qū)分分結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)““可靠靠”與與““失效效”的的臨臨界界工工作作狀狀態(tài)態(tài)稱稱為為“極限限狀狀態(tài)態(tài)”5結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求及及方方法法工程程結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)概概論論承載載力力能能力力極極限限狀狀態(tài)態(tài)UltimateLimitState超過過該該極極限限狀狀態(tài)態(tài)，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)就就不不能能滿滿足足預(yù)預(yù)定定的的安安全全性性功功能能要要求求Anultimatelimitstateoccursatthecollapse,orpartialcollapse,ofastructure.◆結(jié)構(gòu)構(gòu)或或構(gòu)構(gòu)件件達(dá)達(dá)到到最最大大承承載載力力（（包包括括疲疲勞勞））◆結(jié)構(gòu)整整體或或其中中一部部分作作為剛剛體失失去平平衡（（如傾傾覆、、滑移移）◆結(jié)構(gòu)塑塑性變變形過過大而而不適適于繼繼續(xù)使使用◆結(jié)構(gòu)形形成幾幾何可可變體體系（（超靜靜定結(jié)結(jié)構(gòu)中中出現(xiàn)現(xiàn)足夠夠多塑塑性鉸鉸）◆結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件件喪失失穩(wěn)定定（如如細(xì)長長受壓壓構(gòu)件件的壓壓曲失失穩(wěn)））5結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)要要求及及方法法工程結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概概論正常使使用極極限狀狀態(tài)ServiceabilityLimitState超過該該極限限狀態(tài)態(tài)，結(jié)結(jié)構(gòu)就就不能能滿足足預(yù)定定的適適用性性和耐耐久性性的功功能要要求。。Anserviceabilitylimitstateisproducedbyexcessivethedeflection,cracking,orvibration.◆過大的的變形形、側(cè)側(cè)移（（影響響非結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件、、不安安全感感、不不能正正常使使用（（吊車車）等等）；；◆過大的的裂縫縫（鋼鋼筋銹銹蝕、、不安安全感感、漏漏水等等）；；◆過大的的振動(dòng)動(dòng)（不不舒適適）；；◆其他正正常使使用要要求。。5結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)要要求及及方法法工程結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概概論◆Anultimatelimitstateisnecessarytodeterminethemaximumloadcarryingcapacityofastructure.◆Anserviceabilitylimitstateisnecessarytoensuresatisfactorybehaviorunderworkingloadcondition.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)要求及及方法工程結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)概概論極限狀態(tài)LimitState◆結(jié)構(gòu)能夠滿滿足功能要要求而良好好地工作，，則稱結(jié)構(gòu)構(gòu)是“可靠”的或“有有效”的。。反之，則則結(jié)構(gòu)為““不可靠”或“失效”?！魠^(qū)分結(jié)構(gòu)““可靠”與“失效”的臨界工工作狀態(tài)稱稱為“極限狀態(tài)”5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論結(jié)構(gòu)功能的的表達(dá)S<R可靠S——作用效應(yīng)ActionEffect結(jié)構(gòu)上的作作用（使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生內(nèi)力和變變形的原因因，如荷載、、不均勻沉沉降、溫度度變形、收收縮變形、、地震等））引起的效效應(yīng)如彎矩M、軸力N、剪力V、扭矩T、撓度f、裂縫寬度w等S=S(Q)R——結(jié)構(gòu)抗力Resistance結(jié)構(gòu)抵抗作作用效應(yīng)的的能力，如如受彎承載載力Mu、受剪承載力力Vu、容許撓度[f]、容許裂縫寬寬度[w]R=R(fc,fy,A,h0,As,…)S=R極限狀態(tài)S>R失效結(jié)構(gòu)力學(xué)的的主要內(nèi)容容本課程的主主要內(nèi)容5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論結(jié)構(gòu)功能的的表達(dá)S<R可靠S——作用效應(yīng)ActionEffectR——結(jié)構(gòu)抗力ResistanceS=R極限狀態(tài)S>R失效5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法95%的保證率95%的保證率失效概率多多大？工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中中的不確定定性UncertaintiesandunexpecteddeviationsfactorinDesign★恒載g與構(gòu)件尺寸寸、材料容容重等有關(guān)關(guān)★活載q（樓面活載、、雪荷載））的數(shù)值是是隨時(shí)在變變化的★計(jì)算跨度l的不準(zhǔn)確★材料強(qiáng)度fy和fc的離散★截面尺寸h0和b的施工誤差差★應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系參參數(shù)k1和k2不一定安全全（可靠））5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中中的不確定定性UncertaintiesandunexpecteddeviationsfactorinDesign5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法結(jié)構(gòu)破壞的的木桶原理理處理復(fù)雜問問題的簡單單方法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方方法的發(fā)展展◆容許應(yīng)力設(shè)設(shè)計(jì)法◎鋼筋混凝土土結(jié)構(gòu)的受受力性能不不是彈性的的；◎結(jié)構(gòu)中一點(diǎn)點(diǎn)達(dá)到容許許應(yīng)力，結(jié)結(jié)構(gòu)即認(rèn)為為失效；◎沒有考慮結(jié)結(jié)構(gòu)功能的的多樣性要要求；◎安全系數(shù)是是憑經(jīng)驗(yàn)確確定的，缺缺乏科學(xué)依依據(jù)。5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論◆破損階段設(shè)設(shè)計(jì)法整個(gè)截面達(dá)達(dá)到極限承承載力才認(rèn)認(rèn)為失效，，考慮了材材料塑性和和強(qiáng)度的充充分發(fā)揮，，極限荷載載可以直接接由試驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)證，構(gòu)件件的總安全全度較為明明確?！虻踩禂?shù)K仍然憑經(jīng)驗(yàn)確定定，◎沒有考慮結(jié)結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求的問題題。5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論◆極限狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)法除要求對(duì)承承載力極限限狀態(tài)進(jìn)行行設(shè)計(jì)外，，還包括的的撓度和裂裂縫寬度（（適用性））的極限狀狀態(tài)的設(shè)計(jì)計(jì)。對(duì)于承載力力極限狀態(tài)態(tài)，針對(duì)荷載載、材料的的不同變異異性，不再再采用單一一的安全系系數(shù)，而采采用的多系系數(shù)表達(dá)，，◎材料強(qiáng)度fck和fsk是根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)后按一定定保證率取取其下限分位值值，反映的材材料強(qiáng)度的的變異性。。◎荷載值qik也盡可能根根據(jù)各種荷荷載的統(tǒng)計(jì)計(jì)資料，按按一定保證證率取其上限分位值值?！蚝奢d載系系數(shù)數(shù)kqi，材料料強(qiáng)強(qiáng)度度系系數(shù)數(shù)kc和ks仍按按經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)確確定定，，但但對(duì)對(duì)于于不不同同荷荷載載的的變變異異大大小小，，可可取取不不同同的的荷荷載載系系數(shù)數(shù)。。5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求求及方法工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)概論◆以概率理論為為基礎(chǔ)的極限限狀態(tài)設(shè)計(jì)法法●由于實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)中的不確定定性，因此無無論如何設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)，都會(huì)會(huì)有失效的可可能性存在，，只是可能性性大小不同而而已?！駷榱丝茖W(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)構(gòu)可靠性的的大小，采采用概率方方法是比較較合理的。?！袷Ц怕试皆叫?，表示示結(jié)構(gòu)可靠靠性越大。。因此，可可以用失效效概率來定定量表示結(jié)結(jié)構(gòu)可靠性性的大小。?！窠Y(jié)構(gòu)可靠性性的概率度度量稱為結(jié)構(gòu)可靠度度reliabilitydegree?！癞?dāng)失效概率率Pf小于某個(gè)值值時(shí)，人們們因結(jié)構(gòu)失失效的可能能性很小而而不再擔(dān)心心，即可認(rèn)認(rèn)為結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)是可靠靠的?！裨撌Ц怕事氏拗捣Q為為容許失效概概率[Pf]。失效概率failureprobabilityPf=P(S>R)5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論◆以概率理論論為基礎(chǔ)的的極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法f(X)X5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法SR工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論荷載與材料料強(qiáng)度的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值StandardValue5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法標(biāo)準(zhǔn)值是一個(gè)隨機(jī)機(jī)變量的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，，是正態(tài)分分布取95%保證率的代代表值。為什么不用用平均值？？什么不選取取99%的保證率？？工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論荷載與材料料強(qiáng)度的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值StandardValue5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法一組混凝土土試塊，抗抗壓強(qiáng)度平平均值是50MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為為6.2MPa，滿足95%保證率的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度是是多少？滿足99%保證率的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度是是多少？2.32滿足99.9%保證率的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度是是多少？3.1滿足99.99%保證率的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度是是多少？3.72滿足99.999%保證率的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度是是多少？4.27工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法RSR≥S各條木板的的長度怎么么確定——采用標(biāo)準(zhǔn)值值水的高度怎怎么確定——采用標(biāo)準(zhǔn)值值各條木板應(yīng)應(yīng)該基本具具有相同的的“擋水高高度”——基于概率的的極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)方法法要保證絕對(duì)對(duì)安全——分項(xiàng)系數(shù)工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論◆以概率理論論為基礎(chǔ)的的極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法b11.64523保證率84.139597.7299.8655結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論結(jié)構(gòu)功能函函數(shù)Z=R-SPf=P(S>R)=P(Z<0)b

—可靠指標(biāo)

reliabilityindexZ<0失效5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)要求及及方法工程結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)概概論◆根據(jù)統(tǒng)計(jì)，觸觸電的年死亡亡率為6×10-6，彩票22選5的頭獎(jiǎng)概率為為3.14×10-7，足球彩票（（14場）的頭獎(jiǎng)概概率為2.09×10-7?！鬮=3.7時(shí)，Pf=1.1×10-4，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期期50年考慮，年失失效概率為1.1×10-4/50=2.2×10-6◆50年后并不是結(jié)結(jié)構(gòu)就失效，，而是失效概概率增加◆結(jié)構(gòu)失效也并并不表示結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌，結(jié)構(gòu)構(gòu)倒塌也不一一定造成人員員傷亡◆我國對(duì)于一般般建筑工程結(jié)結(jié)構(gòu)（二級(jí)）），當(dāng)為延性性破壞時(shí)，其其可靠指標(biāo)取取b=3.2，對(duì)脆性破壞取取b=3.7；橋梁工程（（二級(jí)）為延延性破壞時(shí)，，其可靠指標(biāo)標(biāo)取b=4.2，對(duì)脆性破壞壞取b=4.7◆對(duì)于重要的工工程結(jié)構(gòu)，應(yīng)應(yīng)提高可靠指指標(biāo)5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論作用效應(yīng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值Sk◆作用效應(yīng)S的不確定性性主要取決決于結(jié)構(gòu)上上作用Q的不確定性性★永久荷載GPermanentactionconsistofdeadload,creep,shrinkageanddifferentialsettlement.★可變荷載QVariableortransientactionconsistofsuperimposedliveload,windload,seismicloadandtemperature.★偶然荷載（（作用）Accidentalactionconsistoffire,explosion,severeearthquake.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論作用效應(yīng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值Sk◆作用效應(yīng)S的不確定性性就主要取取決于結(jié)構(gòu)構(gòu)上作用Q的不確定性性★永久荷載G★可變荷載Q★偶然荷載（（作用）◆不同的荷載載，其變異異情況不同同。根據(jù)統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析可可以確定一一個(gè)具有一一定保證率率（如95%）的上限荷荷載分位值值，該特征征值稱為荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值值（符號(hào)Gk，Qik）?！舭春奢d標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值確定的的荷載效應(yīng)應(yīng)，稱為荷荷載效應(yīng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值Sk◆有多個(gè)可變變荷載同時(shí)時(shí)作用的情情況，考慮慮到它們同同時(shí)達(dá)到標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的可可能性較小小，考慮荷荷載組合系系數(shù)y，5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求及方法法工程結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)概論結(jié)構(gòu)抗力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值Rkfck