第3章 按近似概率理论极限状态设计法.ppt
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1、第三章第三章 按近似概率理论按近似概率理论 极限状态设计法极限状态设计法第三章 按近似概率理论的极限状态设计法3.1极限状态3.1 3.1 极限状态极限状态3.1.1 3.1.1 结构上的作用结构上的作用 直接作用直接作用:荷载:荷载 间间接接作作用用:混混凝凝土土的的收收缩缩、温温度度变变化化、基基础础的的差差异异沉沉降降、地震等地震等 作作用用在在结结构构上上并并使使结结构构产产生生内内力力(如如弯弯矩矩、剪剪力力、轴轴向向力力、扭矩等)、变形、裂缝等作用称为作用效应或荷载效应。扭矩等)、变形、裂缝等作用称为作用效应或荷载效应。第三章 按近似概率理论的极限状态设计法3.1极限状态3.1 3
2、.1 极限状态极限状态荷载的分类荷载的分类按作用时间的长短和性质,荷载分为三类:按作用时间的长短和性质,荷载分为三类:1.永永久久荷荷载载在在结结构构设设计计使使用用年年限限内内,其其值值不不随随时时间间而而变变化化,或或其其变变化化与与平平均均值值相相比比可可以以忽忽略略不不计计,或或其其变变化化是是单单调调的的并并能趋于限值的荷载。能趋于限值的荷载。2.可可变变荷荷载载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而而变变化化,其其变变化与平均值不可忽略的荷载。化与平均值不可忽略的荷载。3.偶偶然然荷荷载载在在结结构构设设计计基基准准期期内内不不一一定定出出现现,但但一一旦旦出出
3、现现其值很大且作用时间很短的荷载。其值很大且作用时间很短的荷载。第三章 按近似概率理论的极限状态设计法3.1极限状态3.1 3.1 极限状态极限状态荷载的标准值荷载的标准值1.定义定义将将荷荷载载视视为为随随机机变变量量,采采用用数数理理统统计计的的方方法法加加以以处处理理而而得得到到的具有一定概率的最大荷载值的具有一定概率的最大荷载值2.确定确定a.结构的自重可根据结构的设计尺寸和材料的重力密度确定;结构的自重可根据结构的设计尺寸和材料的重力密度确定;b.可可变变荷荷载载常常与与时时间间有有关关,在在缺缺少少大大量量统统计计材材料料的的条条件件下下,可近似按随机变量来考虑;可近似按随机变量来
4、考虑;第三章 按近似概率理论的极限状态设计法3.1极限状态3.1 3.1 极限状态极限状态3.1.2 3.1.2 结构的功能要求结构的功能要求 1.结构的安全等级结构的安全等级 安全等级破坏后的影响程度建筑物的类型一级很严重重要的建筑物二级严重一般的建筑物三级不严重次要的建筑物第三章 按近似概率理论的极限状态设计法3.1极限状态3.1 3.1 极限状态极限状态2.结构的设计使用年限结构的设计使用年限结结构构的的设设计计使使用用年年限限是是指指设设计计规规定定的的结结构构或或结结构构构构件件不不需需要要进行大修即可按达到其预定功能的使用时期。进行大修即可按达到其预定功能的使用时期。设设计计年年限
5、限可可按按建建筑筑结结构构可可靠靠度度设设计计统统一一标标准准确确定定,也也可可经经过过主主管管部部门门的的批批准准按按业业主主的的要要求求确确定定。一一般般建建筑筑结结构构的的设设计使用年限为计使用年限为50年。年。注意:注意:区别建筑物的设计使用年限与建筑物的使用寿命。区别建筑物的设计使用年限与建筑物的使用寿命。第三章 按近似概率理论的极限状态设计法3.1极限状态3.3.结构的功能结构的功能 安全性安全性 如(如(MMu)结结构构在在预预定定的的使使用用期期间间内内(一一般般为为50年年),应应能能承承受受在在正正常常施施工工、正正常常使使用用情情况况下下可可能能出出现现的的各各种种荷荷载
6、载、外外加加变变形形(如如超超静静定定结结构构的的支支座座不不均均匀匀沉沉降降)、约约束束变变形形(如如温温度度和和收缩变形受到约束时)等的作用。收缩变形受到约束时)等的作用。在在偶偶然然事事件件(如如地地震震、爆爆炸炸)发发生生时时和和发发生生后后,结结构构应应能能保保持持整整体体稳稳定定性性,不不应应发发生生倒倒塌塌或或连连续续破破坏坏而而造造成成生生命命财财产的严重损失。产的严重损失。第三章 按近似概率理论的极限状态设计法3.1极限状态 适用性适用性 如(如(f f)结结构构在在正正常常使使用用期期间间,具具有有良良好好的的工工作作性性能能。如如不不发发生生影影响响正正常常使使用用的的过
7、过大大的的变变形形(挠挠度度、侧侧移移)、振振动动(频频率率、振振幅),或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。幅),或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。耐久性耐久性 如(如(wmax wmax)结构在正常使用和正常维护条件下,应具有足够的耐久性。结构在正常使用和正常维护条件下,应具有足够的耐久性。即在各种因素的影响下(即在各种因素的影响下(混凝土碳化、钢筋锈蚀混凝土碳化、钢筋锈蚀),),结构的结构的承载力和刚度承载力和刚度不应随时间有过大的降低,而导致结构在其预不应随时间有过大的降低,而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性,降低使用寿命。定使用期间内丧失安全性和适用性,降低使用寿
8、命。第三章 按近似概率理论的极限状态设计法3.1极限状态 结构的可靠性结构的可靠性 可靠性可靠性安全性、适用性和耐久性的总称安全性、适用性和耐久性的总称 就就是是指指结结构构在在规规定定的的使使用用期期限限内内(设设计计工工作作寿寿命命=50年年),在在规规定定的的条条件件下下(正正常常设设计计、正正常常施施工工、正正常常使使用用和和维维护护),完成预定结构功能的能力。完成预定结构功能的能力。结构可靠性越高,建设造价投资越大。结构可靠性越高,建设造价投资越大。如如何何在在结结构构可可靠靠与与经经济济之之间间取取得得均均衡衡,就就是是设设计计方方法要解决的问题。法要解决的问题。第三章 按近似概率
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