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1、二章溷凝土结构设计方法ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 结构上的作用、作用效应和结构抗力；结构上的作用、作用效应和结构抗力；荷载和材料强度取值；可靠度理论可靠度理论可靠度理论可靠度理论结构设计方法的理论基础；结构设计方法的理论基础；极限状态设计法极限状态设计法极限状态设计法极限状态设计法规范推荐的设计方法；规范推荐的设计方法；本本章章知知识识要要点点2.1 结构可靠度（结构可靠度（reliability degrees）2.1.1 结构上
2、的作用、作用效应及结构抗力结构上的作用、作用效应及结构抗力 (action、action effect、resistance)第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法1.结构上的作用和作用效应结构上的作用和作用效应结结构构上上的的作作用用施施加加在在结结构构上上的的集集中中力力或或分分布布力力（直直接接作作用用，也也称称为为荷荷载载，如如恒恒荷荷载载等等）和和引引起起结结构构外外加加变变形形或或约约束束变变形形的的原因（间接作用，如温度变化、基础沉降等）。原因（间接作用，如温度变化、基础沉降等）。按随时间的变异分类：按随时间的变异分类：永永久久作作用用在在设设计计基基准准期期内内其
3、其量量值值不不随随时时间间变变化化，或或其其变变化化与与平平均均值值相相比可以忽略不计的作用；如自重，土压力、预压力等。比可以忽略不计的作用；如自重，土压力、预压力等。可可变变作作用用在在设设计计基基准准期期内内其其量量值值随随时时间间变变化化，且且其其变变化化与与平平均均值值相相比比不可忽略的作用；如楼面活荷载、风荷载、雪荷载等。不可忽略的作用；如楼面活荷载、风荷载、雪荷载等。偶偶然然作作用用在在设设计计基基准准期期内内出出现现或或不不一一定定出出现现，而而一一旦旦出出现现其其量量值值很很大大且持续时间很短的作用；如地震、爆炸、撞击等。且持续时间很短的作用；如地震、爆炸、撞击等。第第2 2章
4、章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法结结构构抗抗力力 结结构构或或结结构构构构件件承承受受作作用用效效应应（内内力力和和变变形形）的的能力（如构件的承载能力、刚度等）。能力（如构件的承载能力、刚度等）。结构上的作用、作用效应、结构抗力均是随机变量。结构上的作用、作用效应、结构抗力均是随机变量。2.结构抗力结构抗力结构抗力的影响因素：结构抗力的影响因素：材料性能的不确定性材料几何参数的不确定性计算模式的不确定性设设计计基基准准期期为为确确定定可可变变作作用用及及与与时时间间有有关关的的材材料料性性能能等等取取值值而而选选用用的的时时间间参参数数。我我国国GB50068-2001GB50068
5、-2001建建筑筑结结构构可可靠靠度度设设计计统一标准统一标准规定的设计基准期为规定的设计基准期为5050年年。1.1.安安全全性性 建建筑筑结结构构在在其其设设计计使使用用年年限限内内应应能能够够承承受受可可能能出出现现的的各各种种作作用用。且且在在设设计计规规定定的的偶偶然然事事件件发发生生时时及及发发生生后后，结构应能保持必需的整体稳定性，不致倒塌。结构应能保持必需的整体稳定性，不致倒塌。结构的功能要求结构的功能要求2.2.适适用用性性 建建筑筑结结构构在在其其设设计计使使用用年年限限内内应应能能满满足足预预定定的的使使用用要要求求，有有良良好好的的工工作作性性能能，其其变变形形、裂裂缝
6、缝或或振振动动等等性性能能均均不超过规定的限度等。不超过规定的限度等。3.3.耐耐久久性性 建建筑筑结结构构在在其其设设计计使使用用年年限限内内应应有有足足够够的的耐耐久久性性。例如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀等。例如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀等。2.1.2 结构的预定功能及结构可靠度结构的预定功能及结构可靠度 (required performance functions and Reliability Degrees of Structures)第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法结结构构可可靠靠性性结结构构在在规规定定的的时时间间内内
7、（即即设设计计使使用用年年限限），在在规规定定的的条条件件下下（结结构构正正常常的的设设计计、施施工工、使使用用和和维维修修条条件件），完完成成预预定定功功能能（如如承承载载力力、刚刚度度、稳稳定定性性、抗抗裂裂性性、耐耐久久性性和和动动力性能等）的能力。力性能等）的能力。第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 结构构可可靠靠度度结构构在在规定定的的时间内内，在在规定定的的条条件件下下，完完成成预定功能的定功能的概率概率，即，即结构可靠度是构可靠度是结构可靠性的构可靠性的概率度量概率度量。“结构的可靠性是结构的可靠性是安全性安全性安全性安全性、适用性适用性和和耐久性耐久性的统一的
8、统一”。设计使用年限设计使用年限(design working life)：定义：定义：为设计规定的结构或构件不需要进行大修加固为设计规定的结构或构件不需要进行大修加固即可按其预定目的使用的时期。即可按其预定目的使用的时期。设计使用年限是房屋建筑在设计使用年限是房屋建筑在正常设计、正常施工、正常设计、正常施工、正常使用和维护正常使用和维护下所能达到的使用年限，如达不到这下所能达到的使用年限，如达不到这一年限，意味着在设计、施工、使用和维护的某一环一年限，意味着在设计、施工、使用和维护的某一环节出现了非正常情况。所谓正常维护包括必要的检测、节出现了非正常情况。所谓正常维护包括必要的检测、防护及维
9、修。防护及维修。类类别别设计使用年限设计使用年限（年）（年）示例示例15临时性建筑临时性建筑225易于替换的结构构件易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的纪念性建筑和特别重要的建筑结构建筑结构建建筑筑结结构构的的安安全全等等级级在在进进行行建建筑筑结结构构的的设设计计时时，应应根根据据结结构构破破坏坏可可能能产产生生的的各各种种后后果果(危危及及人人的的生生命命、造造成成经经济济损损失失、产生社会影响等产生社会影响等)的严重性，采用不同的安全等级的严重性，采用不同的安全等级。2.1.3 结构的安全等级结构的安全等级(safety classes
10、of structures)第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法安全等级安全等级破坏后果破坏后果建筑物类型建筑物类型一级一级很严重很严重重要的房屋重要的房屋二级二级严重严重一般的房屋一般的房屋三级三级不严重不严重次要的房屋次要的房屋2.2 荷载和材料强度（荷载和材料强度（loads and material strengths）2.2.1 荷载标准值得确定荷载标准值得确定第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法1.1.荷载的统计特性荷载的统计特性 永久荷载永久荷载G G 在在结结构构设设计计基基准准期期内内，其其值值随随时时间间因因素素的的变变化化不不大大，或或其其
11、变变化化与与其其平平均均值值相相比比可可以以忽忽略略的的荷荷载载，如如自自重重，通通常常称称为为恒荷载。永久荷载这一随机变量符合恒荷载。永久荷载这一随机变量符合正态分布正态分布。可变荷载可变荷载Q Q 在在结结构构设设计计基基准准期期内内，其其值值随随时时间间变变化化，且且其其变变化化与与其其平平均均值值相相比比不不可可以以忽忽略略的的荷荷载载，如如楼楼面面活活荷荷载载、风风荷荷载载、雪雪荷载等。可变荷载的概率分布可认为是荷载等。可变荷载的概率分布可认为是极值极值型分布型分布。(3)(3)偶然荷载偶然荷载2.2.荷载代表值荷载代表值第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 荷荷载载
12、代代表表值值是是结结构构或或构构件件设设计计时时采采用用的的荷荷载载取取值值，它它包包括括标标准准值值、准准永永久久值值和和组组合合值值等等。设设计计时时应应根根据据不不同同极极限限状状态的设计要求来确定采用哪一种荷载值。态的设计要求来确定采用哪一种荷载值。规范规范给出的荷载代表值给出的荷载代表值荷载标准值荷载标准值荷载组合值荷载组合值荷载频遇值荷载频遇值荷载准永久值荷载准永久值3.3.荷载标准值荷载标准值第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 荷荷载载标标准准值值是是建建筑筑结结构构按按极极限限状状态态设设计计时时采采用用的的荷荷载载基基本本代代表表值值。荷荷载载标标准准值值可
13、可由由设设计计基基准准期期（一一般般统统一一规规定定为为5050年）最大荷载概率分布的年）最大荷载概率分布的某一分位值某一分位值确定。确定。永久荷载标准值永久荷载标准值G Gk k 可可按按结结构构设设计计规规定定的的尺尺寸寸和和荷荷载载规规范范规规定定的的材材料料容容重重（或或单单位位面面积积的的自自重重）平平均均值值确确定定，一一般般相相当当于于永永久久荷荷载载概概率率分分布布的的平平均均值值。对对于于自自重重变变异异性性较较大大材材料料，可可根根据据荷荷载载对结构不利或有利，分别取其自重的上限值或下限值。对结构不利或有利，分别取其自重的上限值或下限值。可变荷载标准值可变荷载标准值Q Q
14、k k 荷荷载载规规范范规规定定：办办公公楼楼、住住宅宅楼楼面面均均布布活活荷荷载载标标准准值均为值均为2.0kN/m2.0kN/m2 2。永久荷载只有标准值作为它的唯一代表值。永久荷载只有标准值作为它的唯一代表值。对于结构设计而言，如何设计的安全呢？对于结构设计而言，如何设计的安全呢？荷载取值越大荷载取值越大，内力值就越大，构件截面尺寸也愈大，结构愈安全；，内力值就越大，构件截面尺寸也愈大，结构愈安全；材料强度取值越低材料强度取值越低，结构所需截面越大，结构所需截面越大，结构愈安全结构愈安全荷载标准值：荷载标准值：材料强度标准值：材料强度标准值：1.645保证率系数。保证率系数。荷载标准值荷
15、载标准值实际荷载低于标准值的概率为实际荷载低于标准值的概率为95；材料强度标准值材料强度标准值实际强度高于标准值实际强度高于标准值的概率为的概率为95；荷载标准值的概率含义材料强度标准值的概率含义第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法2.2.2材料强度标准值的确定材料强度标准值的确定 材料强度的变异性材料强度的变异性主要是指材质以及工艺、加载、尺寸等因素引起的主要是指材质以及工艺、加载、尺寸等因素引起的材料强度的不确定性。材料强度的不确定性。钢筋强度钢筋强度 正态分布正态分布 混凝土强度混凝土强度 正态分布正态分布某钢厂钢材屈服强度统计资料某钢厂钢材屈服强度统计资料 某预制构件厂
16、对某工程所作使块的统计资料某预制构件厂对某工程所作使块的统计资料1.材料强度的变异性及统计特性材料强度的变异性及统计特性第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 2.材料强度标准值材料强度标准值 (Characteristic Values of Material Strengths)钢筋和混凝土的强度标准值钢筋和混凝土的强度标准值是钢筋混凝土结构按极限状态是钢筋混凝土结构按极限状态设计时采用的材料强度基本代表值。材料强度标准值应根据符设计时采用的材料强度基本代表值。材料强度标准值应根据符合规定质量的材料强度的概率分布的某一分位值确定。合规定质量的材料强度的概率分布的某一分位值确定
17、。材料强度标准值的概率含义材料强度标准值的概率含义 混凝土强度标准值混凝土强度标准值 钢筋强度标准值钢筋强度标准值材料强度标准值可统一表示为：2.3 极限状态设计法极限状态设计法2.3.1 2.3.1 结构的极限状态结构的极限状态第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法结结构构的的极极限限状状态态是是指指整整个个结结构构或或结结构构的的一一部部分分超超过过某某一一特特定定状状态态就就不不能能满满足足设设计计规规定定的的某某一一功功能能要要求求，此此特特定定状态称为该功能的极限状态。状态称为该功能的极限状态。结构的极限状态分为两类：结构的极限状态分为两类：承承载载能能力力极极限限状状
18、态态（安安全全性性）结结构构或或结结构构构构件件达达到到最最大大承承载载能能力、出现疲劳破坏、或不适于继续承载的变形。力、出现疲劳破坏、或不适于继续承载的变形。正常使用极限状态正常使用极限状态 （适用性、耐久性适用性、耐久性）结构或结构构件达到正结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。常使用或耐久性能的某项规定限值。通常对结构构件通常对结构构件先按承载能力极限状态先按承载能力极限状态进行承载能力计算，然后根据进行承载能力计算，然后根据使用要求按正常使用极限状态进行变形、裂缝宽度或抗裂等验算。使用要求按正常使用极限状态进行变形、裂缝宽度或抗裂等验算。超超过承承载能力极限状能力极限状态
19、的情形：的情形：第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 整整个个结构构或或结构构的的一一部部分分作作为刚体体失失去去平平衡衡，如如雨雨篷篷压重重不不足足而而倾覆覆、烟烟囱囱抗抗风不不足足而而倾倒倒、挡土土墙抗抗滑滑不不足足在在土土压力作用下而整体滑移等。力作用下而整体滑移等。结构构构构件件或或其其连接接因因超超过材材料料强度度而而破破坏坏（包包括括疲疲劳破破坏坏），如如轴心心受受压构构件件中中混混凝凝土土达达到到了了轴心心抗抗压强度度、构构件件的的钢筋筋因因锚固固长度度不不足足而而被被拔拔出出等等；或或因因变形形过大大而而不不适适于于继续承受荷承受荷载。结构构转变为机机动体体系系
20、，如如构构件件发生生三三铰共共线而而形形成成机机动体系，体系，丧失承失承载能力。能力。结构构或或构构件件丧失失稳定定，如如细长柱柱到到达达临界界荷荷载后后压屈屈失失稳而破坏。而破坏。超超过正常使用极限状正常使用极限状态的情形：的情形：第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 影影响响正正常常使使用用或或外外观的的变形形，如如吊吊车梁梁变形形过大大导致致吊吊车不能正常行不能正常行驶、梁、梁挠度度过大影响外大影响外观等。等。影影响响正正常常使使用用或或耐耐久久性性能能的的局局部部损坏坏，如如水水池池池池壁壁开开裂漏水不能正常使用、如裂裂漏水不能正常使用、如裂缝过宽导致致钢筋筋锈蚀等。等
21、。影响正常使用的其它影响正常使用的其它特定状特定状态，如相，如相对沉降量沉降量过大等。大等。影影响响正正常常使使用用的的振振动，如如由由于于机机器器振振动而而导致致结构构的的振幅超振幅超过按正常使用要求所按正常使用要求所规定的限位等。定的限位等。第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法2.3.2 结构的设计状况（结构的设计状况（Design Situations of Structures）设计状况：设计状况：持持久久状状况况：在在结结构构使使用用过过程程中中一一定定出出现现，其其持持续续期期很很久久的的状状况况。持持续续期期一一般般与与设设计计使使用用年年限限为为同同一一数数量量
22、级级，如如房房屋屋结结构承受家具和正常人员荷载的状况。构承受家具和正常人员荷载的状况。短短暂暂状状况况：在在结结构构施施工工和和使使用用过过程程中中出出现现概概率率较较大大，而而与与设设计计使使用用年年限限相相比比，持持续续时时间间很很短短的的状状况况。如如结结构构施施工工和和维维修时承受堆料和施工荷载的状况。修时承受堆料和施工荷载的状况。偶偶然然状状况况：在在结结构构使使用用过过程程中中出出现现概概率率很很小小，其其持持续续期期很很短短的的状状况况。如如结结构构遭遭受受火火灾灾、爆爆炸炸、撞撞击击、罕罕遇遇地地震震等等作作用用的状况。的状况。第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方
23、法2.3.3 结构的功能函数和极限状态方程结构的功能函数和极限状态方程（Performance Function and Limit State Equations of Structures）结构或构件能否完成预定功能与结构的结构或构件能否完成预定功能与结构的荷载效应荷载效应S S和结构的和结构的抗力抗力R R有关。有关。结构的功能函数：结构的功能函数：Z Z=R R-S S当当Z Z0 0时，时，结构处于可靠状态，结构处于可靠状态，当当Z Z0 0时，时，结构处于极限状态，结构处于极限状态，当当Z Z0 0时，时，结构处于失效状态。结构处于失效状态。RSO结构可靠结构可靠Z0结构失效结构失
24、效Z0极极限限状状Z=0450第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法2.3.4 结构可靠度的计算结构可靠度的计算（Calculation of Reliability Degrees of Structures）结构的功能函数结构的功能函数Z Z=R R-S S00的概率称为结构构件的失效概率的概率称为结构构件的失效概率p pf f。1.1.结构的失效概率结构的失效概率 p pf f当当结结构构的的效效应应S S及及结结构构的的抗抗力力R R均均符符合合正正态态分分布布时时，结结构构的的功功能能函函数数Z Z=R R-S S也也符符合合正态分布，正态分布，其平均值其平均值 Z Z
25、=R R-S S ，标准差标准差fz(Z)z zZzpfO功能函数功能函数Z的概率密度函数的概率密度函数结构构可可靠靠度度是是指指结构构在在规定定的的时间内内，在在规定定的的条条件件下下，完完成成预定定功功能能的的概概率率，即即结构构可可靠靠度度是是结构构可可靠靠性性的的概概率率度度量量，用用p ps s表示，表示，则有有p ps s+p pf f=1 =1。第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法（）为标准正态分布函数。）为标准正态分布函数。第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法2.2.结构构件的可靠度指标结构构件的可靠度指标 可靠指标可靠指标 令令 越大，越大，p
26、 pf f 就越小，即结构越可靠。就越小，即结构越可靠。可靠指标可靠指标 与失效概率与失效概率 p pf f 的对应关系的对应关系 1.01.52.02.52.73.23.74.2pf1.5910-16.6810-22.2810-26.2110-33.510-36.910-41.110-41.310-5第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 设计可靠指标设计可靠指标 结构构件结构构件承载能力极限状态承载能力极限状态的设计可靠指标的设计可靠指标 设设计计可可靠靠指指标标 设设计计规规范范规规定定的的、作作为为设设计计结结构构或或结结构构构构件件时时所所应应达达到到的的可可靠靠指指标
27、标，亦亦称称为为目目标标可可靠靠指指标标。一一般采用般采用“校准法校准法”确定。确定。校校准准法法通通过过对对原原有有规规范范可可靠靠度度的的反反演演计计算算和和综综合合分分析析，确确定以后设计时所采用的结构构件的可靠指标。定以后设计时所采用的结构构件的可靠指标。破坏类型破坏类型安全等级安全等级一级一级二级二级三级三级延性破坏延性破坏3.73.22.7脆性破坏脆性破坏4.23.73.2统一标准统一标准规定规定 ：2.4 极限状态设计表达式极限状态设计表达式2.4.1 2.4.1 承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法1.1.基本
28、表达式基本表达式 对对于于承承载载能能力力极极限限状状态态，结结构构构构件件应应按按荷荷载载效效应应的的基基本本组组合合进行计算，必要时尚应按荷载效应的进行计算，必要时尚应按荷载效应的偶然组合偶然组合进行计算。进行计算。0 0 S S R R式中式中 S S 荷载效应组合设计值荷载效应组合设计值 0 0 结构重要性系数，对安全等级分别为一级结构重要性系数，对安全等级分别为一级（或设计使用年限（或设计使用年限100100年）、二级（年）、二级（5050年）、三级年）、三级（5 5年以下）的结构构件分别取年以下）的结构构件分别取1.11.1，1.0 1.0，0.9 0.9 R R 结构构件的承载力
29、设计值结构构件的承载力设计值 承载能力极限状态设计表达式：承载能力极限状态设计表达式：2.荷载效应组合设计值荷载效应组合设计值S式中式中 G G 永久荷载分项系数；永久荷载分项系数；S SGk Gk 按永久荷载标准值按永久荷载标准值G Gk k计算的荷载效应值；计算的荷载效应值；第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法由由可变可变荷载效应控制的组合荷载效应控制的组合由由永久永久荷载效应控制的组合荷载效应控制的组合S SQ Qik ik 按按可可变变荷荷载载标标准准值值Q Qikik计计算算的的荷荷载载效效应应值值；其其 中中S SQ Q1k1k为诸可变荷载效应中起控制作用者；为诸可
30、变荷载效应中起控制作用者；ci ci 第第i i个可变荷载个可变荷载Q Qi i的组合系数。的组合系数。Qi Qi 第第i i个可变荷载分项系数；个可变荷载分项系数；当当考考虑虑以以竖竖向向永永久久荷荷载载效效应应控控制制的的组组合合时时，参参与与组组合合的的可可变变荷载仅限于竖向荷载。荷载仅限于竖向荷载。对对于于一一般般排排架架、刚刚架架结结构构，基基本本组组合合可可采采用用简简化化规规则则，按按下下列组合值中最不利确定。列组合值中最不利确定。第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法由可变荷载效应控制的组合由可变荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合结
31、结构构设设计计时时，应应根根据据所所考考虑虑的的设设计计状状况况，选选用用不不同同的的组组合合；对对持持久久和和短短暂暂设设计计状状况况，应应采采用用基基本本组组合合；对对偶偶然然设设计计状状况况，应应采用偶然组合采用偶然组合。对对于于偶偶然然组组合合，荷荷载载效效应应组组合合的的设设计计值值按按下下列列规规定定确确定定：偶偶然然荷荷载载的的代代表表值值不不乘乘分分项项系系数数；与与偶偶然然荷荷载载同同时时出出现现的的其其他他荷荷载载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。1.荷荷载标载标准准值值荷载的基本代表值，是指结构在其使用期荷载的基本代表值，
32、是指结构在其使用期间间,正常情况下可能出现的最大荷载值。正常情况下可能出现的最大荷载值。2.荷荷载频载频遇遇值值正常使用极限状态按频遇组合设计采用的正常使用极限状态按频遇组合设计采用的一种可变荷载代表值一种可变荷载代表值 。3.荷荷载载准永久准永久值值 正常使用极限状态按准永久组合和频遇正常使用极限状态按准永久组合和频遇组合设计采用的一种可变荷载代表值组合设计采用的一种可变荷载代表值。4.荷荷载组载组合合值值 当结构承受两种或两种以上可变荷载时，当结构承受两种或两种以上可变荷载时，承载能力极限状态按基本组合设计和正常使用极限状态按承载能力极限状态按基本组合设计和正常使用极限状态按标准组合设计采
33、用的可变荷载代表值。标准组合设计采用的可变荷载代表值。2.4.2 正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法1.1.可变荷载的频遇值和准永久值可变荷载的频遇值和准永久值 标准组合标准组合S Sk k ：频遇组合频遇组合S Sf f：式中，式中，f1 f1、qi qi 可变荷载可变荷载Q Q1 1的频遇值系数，第的频遇值系数，第i i个可个可变荷载变荷载Q Qi i的准永久值系数，由的准永久值系数，由荷载规范荷载规范查取。查取。第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法2.正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式
34、 S S 正正常常使使用用极极限限状状态态的的荷荷载载效效应应组组合合值值（如如变变形形、裂裂缝缝宽宽度、应力等的组合值）；度、应力等的组合值）；C C 结结构构构构件件达达到到正正常常使使用用要要求求所所规规定定的的变变形形、裂裂缝缝宽宽度度和和应力等的限值。应力等的限值。准永久组合准永久组合S Sq q：(短期效应组合短期效应组合)(长期效应组合长期效应组合)规规范范按按使使用用阶阶段段对对结结构构构构件件裂裂缝缝的的不不同同要要求求，将将裂裂缝缝控控制等级分为三级：制等级分为三级：一级：一级：严格要求不裂，使用阶段不允许出现拉应力。严格要求不裂，使用阶段不允许出现拉应力。二二级级：一一般
35、般要要求求不不裂裂，使使用用阶阶段段允允许许出出现现拉拉应应力力，但但应应作作限制。限制。三级：三级：允许开裂，应验算裂缝宽度。允许开裂，应验算裂缝宽度。w wlim3.正常使用极限状态验算规定正常使用极限状态验算规定第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法变形验算变形验算挠度验算挠度验算f flim式式中中 f f 受受弯弯构构件件按按荷荷载载短短期期效效应应组组合合并并考考虑虑长长期期效效应应组合影响计算的最大挠度。组合影响计算的最大挠度。f flimlim 规范规范允许挠度。允许挠度。第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法本本章章小小结结一一.作用作用作用效应作
36、用效应结构抗力结构抗力设计基准期设计基准期（可变荷载）（可变荷载）设计使用年限设计使用年限（设计、使用）（设计、使用）二二.结构功能、可靠性、可靠度结构功能、可靠性、可靠度结构功能结构功能：安全性、适用性、耐久性；：安全性、适用性、耐久性；可靠性可靠性：三者的统一；：三者的统一；可靠度可靠度：可靠性的概率度量；：可靠性的概率度量；三三.荷载和材料强度的取值荷载和材料强度的取值荷载荷载：标准值、组合值、频遇值：标准值、组合值、频遇值(t/T0.5)(t/T0.5)(t/T0.5)结构的安全等级；结构的安全等级；荷载的设计值荷载的设计值=荷载的标准值荷载的标准值*荷载分项系数（荷载分项系数（G G
37、 、Q Q）。材料材料：一定保证率；：一定保证率；材料强度的设计值材料强度的设计值=荷载强度标准值荷载强度标准值/材料分项系数（材料分项系数（c c、s s）。荷载越大，材料强度越小，荷载越大，材料强度越小，安全强度越高。安全强度越高。第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法本本章章小小结结四四.极限状态设计法极限状态设计法极限状态极限状态五五.极限状态表达式极限状态表达式承载能力极限状态：安全性承载能力极限状态：安全性正常使用极限状态：适用性、耐久性正常使用极限状态：适用性、耐久性结构的功能函数结构的功能函数：Z=R-S 0 的概率的概率-结构构件的结构构件的失效概率失效概率pf
38、 可靠指标可靠指标 越大，越大，pf 就越小，即结构越可靠就越小，即结构越可靠。设计可靠指标设计可靠指标 ：延性破坏、脆性破坏延性破坏、脆性破坏承载能力极限状态：承载能力极限状态：正常使用极限状态：正常使用极限状态：0 S Rw wlimf flim验验算算 用以用以用以用以 为基础为基础为基础为基础 ，以，以，以，以 度量结构可靠度，采用以度量结构可靠度，采用以度量结构可靠度，采用以度量结构可靠度，采用以 的设计表达式进行设的设计表达式进行设的设计表达式进行设的设计表达式进行设计。计。计。计。第第2 2章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法：混凝土结构设计方法：概率理论概率理论概率理论概率理论极限状态设计法极限状态设计法极限状态设计法极限状态设计法可靠指标可靠指标可靠指标可靠指标分项系数分项系数分项系数分项系数