第一章_建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

1、建筑結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)原則建筑結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)原則本章講述了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則本章講述了建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則概率概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。重點(diǎn)應(yīng)掌握掌握極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。重點(diǎn)應(yīng)掌握掌握荷載的分類、荷載的分類、荷載的代表值、荷載的標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值荷載的代表值、荷載的標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值的計(jì)算方的計(jì)算方法及在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)的法及在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度可靠性和可靠度、結(jié)、結(jié)構(gòu)功能的構(gòu)功能的極限狀態(tài)極限狀態(tài)、各類極限狀態(tài)的標(biāo)志、極限、各類極限狀態(tài)的標(biāo)志、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)狀態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式的意義及用法。的意義及用法。 本章提要本章提要 按時(shí)間分按時(shí)間分(1)永久荷載永久荷載-(2)可變荷載可變荷載-

2、(3)偶然荷載偶然荷載-如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力如樓面活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷如樓面活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、溫度變化等。載、溫度變化等。如爆炸力、撞擊力、罕遇的地震等。如爆炸力、撞擊力、罕遇的地震等。（一）荷載分類（一）荷載分類（二）荷載的代表值（二）荷載的代表值 1 1、荷載標(biāo)準(zhǔn)值、荷載標(biāo)準(zhǔn)值 是指結(jié)構(gòu)在使用期間，在正常情況下可能出是指結(jié)構(gòu)在使用期間，在正常情況下可能出現(xiàn)的現(xiàn)的最大荷載值最大荷載值（使其保證率達(dá)到（使其保證率達(dá)到95%95%）而確定）而確定的。的。 它是它是基本的代表值基本的代表值，其它的代表值都是以它，其它的代表值都是以它為基礎(chǔ)計(jì)

3、算的。為基礎(chǔ)計(jì)算的。 （1）永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值）永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk尺寸和材料容重（查荷載規(guī)范）。尺寸和材料容重（查荷載規(guī)范）。 （2）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qk查荷載規(guī)范查荷載規(guī)范樓面活載樓面活載風(fēng)載風(fēng)載雪載載雪載載積灰荷載積灰荷載地震作用地震作用屋面施工檢修荷載屋面施工檢修荷載吊車荷載吊車荷載表表1 民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)表表1 民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù)民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值系數(shù) 2 2、可變荷載準(zhǔn)永久值、可變荷載準(zhǔn)永久值

4、Q Qq q 指可變荷載中比較指可變荷載中比較呆滯呆滯的部分值，即指的部分值，即指經(jīng)常作用于結(jié)經(jīng)常作用于結(jié)構(gòu)的這樣一部分活載值。構(gòu)的這樣一部分活載值。kqqQQ3 3、可變荷載頻遇值、可變荷載頻遇值Q Qf f 對可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其對可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)間為規(guī)超越的總時(shí)間為規(guī)定的較小比率或超越次數(shù)為規(guī)定次數(shù)的荷載值。定的較小比率或超越次數(shù)為規(guī)定次數(shù)的荷載值。kffQQ 4 4、可變荷載組合值、可變荷載組合值Q Qc ckccQQ荷載分布形式荷載分布形式 均布面荷載，單位為N/或kN/。 均布線荷載，單位為N/m或kN/m。 非均布線荷載。 集中荷載，單位為N或kN。

5、荷載分項(xiàng)系數(shù)與荷載代表值的乘積1、永久荷載設(shè)計(jì)值2、可變荷載設(shè)計(jì)值 （或 ），當(dāng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)。 （或 ），當(dāng)采用荷載組合值時(shí)。荷載設(shè)計(jì)值荷載設(shè)計(jì)值kGGGkQQQikQiiQQkcQQQikciQiiQQ 由荷載引起的結(jié)構(gòu)由荷載引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力內(nèi)力, ,如如軸力、彎矩、剪力、扭矩軸力、彎矩、剪力、扭矩等，稱荷載作用效應(yīng)等，稱荷載作用效應(yīng), ,用用S表示。表示。 G G為荷載效應(yīng)系為荷載效應(yīng)系數(shù)，數(shù)，Q Q為荷載。為荷載。荷載的作用效應(yīng)荷載的作用效應(yīng)SGQS 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面形式、尺寸以及材料等級(jí)確定以后，各結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面形式、尺寸以及材料等級(jí)確定以后，各截面將具有一定的截面將具有一定的抵抗作用

6、效應(yīng)的能力抵抗作用效應(yīng)的能力。1.2 結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力R R材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度f fk k 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值用符號(hào)材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值用符號(hào)fk表示，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用的材料表示，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用的材料性能的基本代表值，也是生產(chǎn)過程中控制材料質(zhì)量的主要依據(jù)。性能的基本代表值，也是生產(chǎn)過程中控制材料質(zhì)量的主要依據(jù)。 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是用于承載力計(jì)算時(shí)的材料強(qiáng)度的代表值，材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是用于承載力計(jì)算時(shí)的材料強(qiáng)度的代表值，它與材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系為它與材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系為材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值/材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)一、

7、建筑結(jié)構(gòu)的功能一、建筑結(jié)構(gòu)的功能使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能滿足各種預(yù)定的功能滿足各種預(yù)定的功能要求。要求。 建筑結(jié)構(gòu)預(yù)定功能建筑結(jié)構(gòu)預(yù)定功能 耐久性耐久性 安全性安全性 適用性適用性 1、安全性、安全性 建筑結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用時(shí)應(yīng)能建筑結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用時(shí)應(yīng)能承受可能出現(xiàn)的承受可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形、約束變形的作用，以及各種荷載、外加變形、約束變形的作用，以及在偶然事件在偶然事件（地震、火災(zāi)、沖撞地震、火災(zāi)、沖撞）發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必須的整）發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞。體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞。 2、適用性、適用性 建筑結(jié)

8、構(gòu)在正常使用時(shí)，應(yīng)能滿足預(yù)定的使用要求，如建筑結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)，應(yīng)能滿足預(yù)定的使用要求，如不發(fā)生影響正常使用的不發(fā)生影響正常使用的變形和裂縫寬度變形和裂縫寬度。3、耐久性、耐久性 建筑結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)下，材料性能雖隨時(shí)間變化，如不建筑結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)下，材料性能雖隨時(shí)間變化，如不發(fā)生由于發(fā)生由于保護(hù)層碳化或裂縫寬度開展過多導(dǎo)致鋼筋銹蝕，混保護(hù)層碳化或裂縫寬度開展過多導(dǎo)致鋼筋銹蝕，混凝土不發(fā)生嚴(yán)重風(fēng)化、老化、腐蝕而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。凝土不發(fā)生嚴(yán)重風(fēng)化、老化、腐蝕而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。安徽暴雪壓塌合肥安徽暴雪壓塌合肥 5000 平方米廠房倒塌平方米廠房倒塌河南省體育館，遭九級(jí)風(fēng)破壞。河南省體育館，遭

9、九級(jí)風(fēng)破壞。 風(fēng)災(zāi)圖片風(fēng)災(zāi)圖片3、地震、地震19781978年年7 7月月2828日，唐山市文化路青年宮，為磚混結(jié)構(gòu)的二層樓房，除四日，唐山市文化路青年宮，為磚混結(jié)構(gòu)的二層樓房，除四根門柱外，全部坍塌根門柱外，全部坍塌19781978年年7 7月月2828日唐山日唐山7.87.8級(jí)大地震級(jí)大地震京沈鐵路胥各莊段鐵路被毀 1998年美國土木工程學(xué)會(huì)報(bào)告，美國現(xiàn)有年美國土木工程學(xué)會(huì)報(bào)告，美國現(xiàn)有29%以上橋梁以上橋梁和和1/3以上的道路老化，有以上的道路老化，有2100座水壩不安全，估計(jì)需有座水壩不安全，估計(jì)需有1.3萬億美元萬億美元改善其安全狀態(tài)。改善其安全狀態(tài)。 美國每年基礎(chǔ)設(shè)施修復(fù)費(fèi)用約為這

10、些設(shè)施總資產(chǎn)的美國每年基礎(chǔ)設(shè)施修復(fù)費(fèi)用約為這些設(shè)施總資產(chǎn)的10% ！ 發(fā)達(dá)國家土建設(shè)施耐久性問題造成的年損失，約占發(fā)達(dá)國家土建設(shè)施耐久性問題造成的年損失，約占GDP的的1.52%，其中主要是，其中主要是混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性破壞混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性破壞。 我國土建工程耐久性現(xiàn)狀民用房屋我國土建工程耐久性現(xiàn)狀民用房屋 干濕交替的室外構(gòu)件干濕交替的室外構(gòu)件過早銹蝕；過早銹蝕； 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)耐久性的規(guī)定耐久性的規(guī)定 1、3040年工業(yè)廠房；年工業(yè)廠房；203 0年年 大修大修 海港碼頭；海港碼頭； 2、1020年大修浪濺區(qū)最嚴(yán)重年大修浪濺區(qū)最嚴(yán)重 橋梁除冰鹽侵蝕；橋梁除冰鹽侵蝕； 3、1020年大修隧道。年大

11、修隧道。 滲漏嚴(yán)重鋼筋保護(hù)層過??！滲漏嚴(yán)重鋼筋保護(hù)層過??！ 混凝土等級(jí)過低！混凝土等級(jí)過低！ 鋼筋鋼筋過細(xì)！斷面過薄！過細(xì)！斷面過薄！提高結(jié)構(gòu)的耐久性提高結(jié)構(gòu)的耐久性刻不容緩刻不容緩寧波北侖港碼頭混凝寧波北侖港碼頭混凝 土梁土梁（建成后（建成后11年）年）二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài) 整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過超過某一某一特定狀態(tài)特定狀態(tài)就不能滿足就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能某一功能要求，此狀態(tài)為該功能的要求，此狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)極限狀態(tài)。 （一）承載力極限狀態(tài)（一）承載力極限狀態(tài) 1、整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾、整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一

12、部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；覆等）； 2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)度而破壞（包括疲勞、結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)度而破壞（包括疲勞破壞）或因過度變形而不適于繼續(xù)承載；破壞）或因過度變形而不適于繼續(xù)承載； 3、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系 4、 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定 （如壓屈等）；（如壓屈等）； 5、地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）；、地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）；( (二）正常使用極限狀態(tài)二）正常使用極限狀態(tài)1、影響正常使用或外觀的變形；、影響正常使用或外觀的變形；2、影響正常使用耐久性能的局部破壞（包括、影響正常使用耐久性能的局部破壞（包括裂

13、縫）；裂縫）；3、影響正常使用的振動(dòng)；、影響正常使用的振動(dòng)；4、影響正常使用的其他特定的狀態(tài)。、影響正常使用的其他特定的狀態(tài)。（1）過大的變形會(huì)造成房屋內(nèi)部粉刷層剝落、）過大的變形會(huì)造成房屋內(nèi)部粉刷層剝落、填充墻、隔斷墻開裂及屋面積水等后果；填充墻、隔斷墻開裂及屋面積水等后果；（2）水池、油罐等結(jié)構(gòu)開裂會(huì)引起滲漏現(xiàn)象；）水池、油罐等結(jié)構(gòu)開裂會(huì)引起滲漏現(xiàn)象；（3）過大裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)耐久性；）過大裂縫會(huì)影響結(jié)構(gòu)耐久性；（4）過大變形和裂縫也將會(huì)使用戶心里上產(chǎn)生）過大變形和裂縫也將會(huì)使用戶心里上產(chǎn)生不安全；不安全；（5）過大晃動(dòng)或振動(dòng)引起人們心里上的不安，）過大晃動(dòng)或振動(dòng)引起人們心里上的不安，無法正

14、常學(xué)習(xí)和工作。無法正常學(xué)習(xí)和工作。 這幾座呢這幾座呢?世界十大世界十大“瀕危瀕?！苯ńㄖ@幾座呢這幾座呢?世界世界“瀕危瀕危”建筑建筑這幾座呢這幾座呢?世界世界“瀕危瀕?！苯ㄖㄖ韵潞雾?xiàng)不屬于承載能力極限狀態(tài)( ) A 結(jié)構(gòu)的一部分出現(xiàn)傾覆B 梁出現(xiàn)過大的撓度C 梁出現(xiàn)裂縫D 鋼筋生銹 屬于耐久性練習(xí)：練習(xí)：答案：B C D 結(jié)構(gòu)上的作用結(jié)構(gòu)上的作用荷載荷載溫度變化溫度變化 地基沉降地基沉降直接作用直接作用間接作用間接作用1.3結(jié)構(gòu)的可靠度和極限狀態(tài)方程結(jié)構(gòu)的可靠度和極限狀態(tài)方程1.作用效應(yīng)作用效應(yīng)極限狀態(tài)方程極限狀態(tài)方程 當(dāng)功能函數(shù)中僅包括作用效應(yīng)當(dāng)功能函數(shù)中僅包括作用效應(yīng)R和結(jié)構(gòu)抗力和

15、結(jié)構(gòu)抗力S兩個(gè)基本變量兩個(gè)基本變量時(shí)，可得：時(shí)，可得：( , )Zg R SRS當(dāng)當(dāng) 時(shí)，結(jié)構(gòu)處于時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠可靠狀態(tài)狀態(tài)當(dāng)當(dāng) 時(shí)，結(jié)構(gòu)處于時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效失效狀態(tài)狀態(tài)當(dāng)當(dāng) 時(shí)，結(jié)構(gòu)處于時(shí)，結(jié)構(gòu)處于極限極限狀態(tài)狀態(tài)0Z 0Z 0Z （一）影響抗力的主要因素有（一）影響抗力的主要因素有1、材料性能的不確定性、材料性能的不確定性2、幾何參數(shù)的不確定性、幾何參數(shù)的不確定性3、計(jì)算模式的不確定性、計(jì)算模式的不確定性強(qiáng)度、變形模量等強(qiáng)度、變形模量等構(gòu)件尺寸等構(gòu)件尺寸等抗力計(jì)算所采用的基本假設(shè)抗力計(jì)算所采用的基本假設(shè)和計(jì)算公式不夠精確等和計(jì)算公式不夠精確等適用性耐久性安全性結(jié)構(gòu)的可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是實(shí)現(xiàn)

16、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是實(shí)現(xiàn)可靠性可靠性與與經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性的最佳平衡的最佳平衡 指結(jié)構(gòu)在指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在，在規(guī)定的條件下規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功，完成預(yù)定功能的能的能力能力。 規(guī)定的條件：規(guī)定的條件：是指正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用的條件。是指正常設(shè)計(jì)、正常施工和正常使用的條件。 規(guī)定的時(shí)間：規(guī)定的時(shí)間：是指設(shè)計(jì)使用年限。是指設(shè)計(jì)使用年限。 2、結(jié)構(gòu)的可靠性與可靠度、結(jié)構(gòu)的可靠性與可靠度 結(jié)構(gòu)可靠度結(jié)構(gòu)可靠度 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功完成預(yù)定功能概率。能概率。3.設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用年限設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)使用年限設(shè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期計(jì)基準(zhǔn)期

17、T 分析結(jié)構(gòu)可靠度時(shí)，為確定可變作用及與時(shí)間分析結(jié)構(gòu)可靠度時(shí)，為確定可變作用及與時(shí)間有關(guān)的材料性能等取值而選用的時(shí)間參數(shù)。有關(guān)的材料性能等取值而選用的時(shí)間參數(shù)。T=50年。年。 1、設(shè)計(jì)使用年限、設(shè)計(jì)使用年限 是指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)是指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使用的時(shí)期。定目的使用的時(shí)期。類別類別設(shè)計(jì)使用年限（年）設(shè)計(jì)使用年限（年）示例示例15臨時(shí)性結(jié)構(gòu)臨時(shí)性結(jié)構(gòu)225易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件350普通房屋和構(gòu)筑物普通房屋和構(gòu)筑物4100紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑物紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑物 設(shè)計(jì)使用年限分類設(shè)計(jì)使用年限分類

18、 設(shè)計(jì)使用年限設(shè)計(jì)使用年限的概念不同于的概念不同于實(shí)際壽命實(shí)際壽命、耐久年限耐久年限或或設(shè)計(jì)基設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期準(zhǔn)期。 補(bǔ)充：結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)補(bǔ)充：結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)安全等級(jí)安全等級(jí)破壞后果破壞后果建筑物類型建筑物類型一級(jí)一級(jí)很嚴(yán)重很嚴(yán)重重要的房屋重要的房屋二級(jí)二級(jí)嚴(yán)嚴(yán) 重重一般的房屋一般的房屋三級(jí)三級(jí)不嚴(yán)重不嚴(yán)重次要的房屋次要的房屋 根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果，即危及人的生命、造成的根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果，即危及人的生命、造成的經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等的嚴(yán)重程度確定。經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等的嚴(yán)重程度確定。 建筑物中各類建筑物中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)宜與宜與整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全等整個(gè)結(jié)構(gòu)的

19、安全等級(jí)級(jí)相同相同，但，但允許允許對部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)其重要程度和綜合效益進(jìn)對部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)其重要程度和綜合效益進(jìn)行適當(dāng)?shù)男羞m當(dāng)?shù)恼{(diào)整。調(diào)整。可靠指標(biāo)可靠指標(biāo)是度量結(jié)構(gòu)可靠性的一種是度量結(jié)構(gòu)可靠性的一種量化量化的指標(biāo)，其值的指標(biāo)，其值越大，失效概率就越小，結(jié)構(gòu)就越可靠，它與結(jié)構(gòu)失效概越大，失效概率就越小，結(jié)構(gòu)就越可靠，它與結(jié)構(gòu)失效概率在數(shù)值上一一對應(yīng)的關(guān)系。率在數(shù)值上一一對應(yīng)的關(guān)系。1.41.4結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)與目標(biāo)可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)與目標(biāo)可靠指標(biāo)3.23.74.2脆性破壞脆性破壞2.73.23.7延性破壞延性破壞3級(jí)級(jí)二二 級(jí)級(jí)一一 級(jí)級(jí)安安 全全 等等 級(jí)級(jí)破壞類型破壞類型fpf

20、pfp4101 . 13105 . 34104 . 65103 . 14101 . 14104 . 6表表 結(jié)構(gòu)可靠性指標(biāo)與失效概率的一一對應(yīng)關(guān)系結(jié)構(gòu)可靠性指標(biāo)與失效概率的一一對應(yīng)關(guān)系一、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式一、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式（一）設(shè)計(jì)表達(dá)式（一）設(shè)計(jì)表達(dá)式 0SR1.5 1.5 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，對安全等級(jí)為一、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，對安全等級(jí)為一、二、三級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)分別取二、三級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)分別取1.1、1.0、0.9；01、可變荷載效應(yīng)控制組合、可變荷載效應(yīng)控制組合2、永久荷載效應(yīng)控制組合、永久荷載效應(yīng)控制組合GGkQ1Q1

21、kQiciQik2niSSSS GGkQiciQik1niSSS 恒載和活載分項(xiàng)系數(shù)恒載和活載分項(xiàng)系數(shù),GQ荷載組合值系數(shù)荷載組合值系數(shù)ci（二）內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值（二）內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值S表達(dá)式表達(dá)式(1)(1)對由可變荷載控制的組合，當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時(shí)，取對由可變荷載控制的組合，當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時(shí)，取1.2，有利時(shí)取，有利時(shí)取1.0；(2)(2)對由恒載效應(yīng)控制的組合，取對由恒載效應(yīng)控制的組合，取1.35；(3)(3)對抗傾覆和滑移驗(yàn)算時(shí)，取對抗傾覆和滑移驗(yàn)算時(shí)，取0.9。G3、恒載分項(xiàng)系數(shù)、恒載分項(xiàng)系數(shù) 取值：取值：Q4、活載分項(xiàng)系數(shù)、活載分項(xiàng)系數(shù) 取值：取值：(1)(1)一般情況下取一般情

22、況下取1.4；(2)(2)對標(biāo)準(zhǔn)值大于對標(biāo)準(zhǔn)值大于4KN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載，的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載，取取1.3 。,GQ關(guān)于荷載分項(xiàng)系數(shù)關(guān)于荷載分項(xiàng)系數(shù) 問題問題QikciniQiGkGSSS1QikciniQikQQGkGSSSS211（三）內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值三）內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值S簡化表達(dá)式簡化表達(dá)式1、常見的住宅、辦公樓等民用建筑，當(dāng)僅有一個(gè)可變常見的住宅、辦公樓等民用建筑，當(dāng)僅有一個(gè)可變荷載作用時(shí)：荷載作用時(shí)：（1）由活載效應(yīng)控制的組合：）由活載效應(yīng)控制的組合：kQGkSSS14 .12 .1kQGkSSS17 . 04 . 135. 1（2 2）由恒載效應(yīng)控制的組合：）由恒

23、載效應(yīng)控制的組合：荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值荷載特性荷載特性分項(xiàng)系數(shù)分項(xiàng)系數(shù)永久永久荷載荷載永久荷載效應(yīng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利對結(jié)構(gòu)不利由可變荷載效應(yīng)控制的組合由可變荷載效應(yīng)控制的組合1.21.2由永久荷載效應(yīng)控制的組合由永久荷載效應(yīng)控制的組合1.351.35永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利1.01.0傾覆、滑移或飄浮驗(yàn)算傾覆、滑移或飄浮驗(yàn)算0.90.9可變可變荷載荷載一般情況一般情況1.41.4對標(biāo)準(zhǔn)值大于對標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m4kN/m2 2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載取的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載取1.31.32、一般、一般排架、框架結(jié)構(gòu)排架、框架結(jié)構(gòu)（1）由活載效應(yīng)控

24、制的組合：）由活載效應(yīng)控制的組合：QikniQiGkGSSS19 . 0QikciniQiGkGSSS1（2）由恒載效應(yīng)控制的組合不變）由恒載效應(yīng)控制的組合不變 正常使用極限狀態(tài)的荷載組合進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)采用荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；不考慮結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)；需要考慮荷載作用時(shí)間的長短對變形和裂縫寬度的影響。1.標(biāo)準(zhǔn)組合：主要用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生嚴(yán)重的永久性損害的情況2.頻遇組合：主要用于當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超越時(shí)將產(chǎn)生局部損害、較大變形或瞬間振動(dòng)的情況3.準(zhǔn)永久組合：主要用于當(dāng)長期效應(yīng)是決定性因素時(shí)的一些場合 按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式 （1 1

25、）實(shí)用表達(dá)式）實(shí)用表達(dá)式 對于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要對于正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，按下列設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)：求，按下列設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)： SC式中式中S變形、裂縫等荷載效應(yīng)的設(shè)計(jì)值；變形、裂縫等荷載效應(yīng)的設(shè)計(jì)值； C結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的限值，結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的限值，如變形、裂縫寬度等。如變形、裂縫寬度等。 混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)主要是驗(yàn)算構(gòu)件的變形、的正常使用極限狀態(tài)主要是驗(yàn)算構(gòu)件的變形、抗裂度或裂縫寬度，使其不超過相應(yīng)的規(guī)定限值；抗裂度或裂縫寬度，使其不超過相應(yīng)的規(guī)定限值； 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)通過構(gòu)件的變形（剛度）驗(yàn)算保證；通

26、過構(gòu)件的變形（剛度）驗(yàn)算保證； 砌體結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)一般情況下不做驗(yàn)算，由相應(yīng)的構(gòu)造措施保證。一般情況下不做驗(yàn)算，由相應(yīng)的構(gòu)造措施保證。 （2 2）荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)）荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì) 1 1）對于標(biāo)準(zhǔn)組合，其荷載效應(yīng)組合的表達(dá)式為）對于標(biāo)準(zhǔn)組合，其荷載效應(yīng)組合的表達(dá)式為 k2k1kiQniciQGSSSSkQ2qk11fkiniiQGSSSS 2) 2) 對于頻遇組合，其荷載效應(yīng)組合的表達(dá)式為對于頻遇組合，其荷載效應(yīng)組合的表達(dá)式為可變荷載可變荷載 的頻遇系數(shù)的頻遇系數(shù)可變荷載可變荷載 的準(zhǔn)永久值系數(shù)的準(zhǔn)永久值系數(shù)3 3）對于準(zhǔn)永久組合，荷載效應(yīng)組合的表達(dá)式為）對于準(zhǔn)永久組合，荷載效應(yīng)組合的表達(dá)式為

27、 QikniqiGkSSS1 【例【例1.2.1】 某辦公樓鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，安某辦公樓鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，安全等級(jí)為二級(jí)，截面尺寸全等級(jí)為二級(jí)，截面尺寸bh = 200mm400mm，計(jì)算，計(jì)算跨度跨度 = 5m，凈跨度，凈跨度 =4.86m。承受均布線荷載：活荷。承受均布線荷載：活荷載標(biāo)準(zhǔn)值載標(biāo)準(zhǔn)值7kN/m，恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值，恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值10kN/m（不包括自重）。（不包括自重）。試計(jì)算按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值和支試計(jì)算按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值和支座邊緣截面剪力設(shè)計(jì)值。座邊緣截面剪力設(shè)計(jì)值。0lnl【解】由表【解】由表1.1.1查得活荷載組合值系數(shù)查得活荷載組合值系數(shù)=0.7。安全等級(jí)。安全等級(jí)為二級(jí)，則結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為二級(jí)，則結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)=1.0。 鋼筋混凝土的重度標(biāo)準(zhǔn)值為鋼筋混凝土的重度標(biāo)準(zhǔn)值為25kN/m3，故梁自