鋼混作業(yè)3.31

1、 姓名：儲(chǔ)志強(qiáng) 學(xué)號(hào)：1143062005一、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)及極限狀態(tài)方程結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)就稱為該功能的極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可用極限狀態(tài)函數(shù)（或功能函數(shù)）Z來(lái)描述。設(shè)影響結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的有n個(gè)獨(dú)立變量Xi（i=1，2，n）函數(shù)Z可表示為Z=g（X1，X2，X3,，Xn）Xi代表了各種不同性質(zhì)的荷載、混凝土和鋼筋的強(qiáng)度、構(gòu)件的幾何尺寸、配筋數(shù)量、施工的誤差以及計(jì)算模式的不定性等因素。將影響極限狀態(tài)的眾多因素用荷載效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R來(lái)代表，則Z=g（R，S）=R-S當(dāng)Z>0時(shí)，結(jié)構(gòu)安全可靠；當(dāng)Z<0時(shí)，結(jié)

2、構(gòu)失效；當(dāng)Z=0時(shí)，結(jié)構(gòu)正處于極限狀態(tài)。故將公式Z=0稱為極限狀態(tài)方程。二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)分類根據(jù)功能要求，通常把鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。1. 承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載力或達(dá)到不適用于繼續(xù)承載的變形。滿足承載能力極限狀態(tài)的要求是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的頭等任務(wù)，因?yàn)檫@關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全，故對(duì)承載能力極限狀態(tài)應(yīng)有較高的可靠度（安全度）水平。2正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到影響正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用極限狀態(tài)時(shí)，會(huì)影響正常使用功能及耐久性，但還不會(huì)造成生命財(cái)產(chǎn)的重大損失，故

3、它的可靠度水平允許比承載能力極限狀態(tài)的可靠度水平有所降低。三、結(jié)構(gòu)的可靠度結(jié)構(gòu)的可靠度是指結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率?？梢杂檬Ц怕屎涂煽恐笜?biāo)作為衡量結(jié)構(gòu)可靠度的指標(biāo)。結(jié)構(gòu)的失效概率是指出現(xiàn)Z<0的概率，也就是出現(xiàn)R<S的概率，用Pf表示。隨機(jī)變量Z的平均值z(mì)可以用它的標(biāo)準(zhǔn)差z來(lái)度量，即令z=z，從式中可以看出和Pf之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，故也可以作為衡量結(jié)構(gòu)可靠度的指標(biāo)，成為可靠指標(biāo)。四、DL/T 5027-2009和SL 191-2008設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式DL/T 5027-2009規(guī)范在承載能力極限狀態(tài)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用了5個(gè)分項(xiàng)系數(shù)，

4、它們是結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0、設(shè)計(jì)狀況系數(shù)、結(jié)構(gòu)系數(shù)d、荷載分項(xiàng)系數(shù)G和Q、材料分項(xiàng)系數(shù)c和s。DL/T 5027-2009規(guī)范用這5個(gè)分項(xiàng)系數(shù)構(gòu)成并保證結(jié)構(gòu)的可靠度。1、承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式基本組合基本組合是指在持久設(shè)計(jì)狀況和短暫設(shè)計(jì)狀況計(jì)算時(shí)，作用在結(jié)果上的永久荷載和可變荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)的組合。對(duì)于基本組合，其承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式為0SR/dS=G SGK+Q1 SQ1k+Q2SQ2K R=R（fy+fc+ak）0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 設(shè)計(jì)狀況系數(shù)S 荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值SGK 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)SQ1k 一般可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)SQ2k 可控制的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的

5、荷載效應(yīng)G、Q1 、Q2 永久荷載、一般可變荷載、可控制的可變荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù)R 結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值R（.） 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力函數(shù)fy、fc 鋼筋、混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ak 結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸的標(biāo)準(zhǔn)值d 結(jié)構(gòu)系數(shù)偶然組合偶然組合的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式與基本組合相同，其荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值S應(yīng)按照下式計(jì)算S=G SGK+Q1 SQ1k+Q2SQ2K+SAKSAK 偶然荷載代表值產(chǎn)生的荷載效應(yīng)2、正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式0SkCSk=SK（Gk，Qk，fK，ak）SK 正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值Sk（.） 正常使用極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值函數(shù)C 結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變

6、形、裂縫寬度或應(yīng)力等限值Gk、Qk 永久荷載、可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值fK 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值SL 191-2008規(guī)范在多系數(shù)分析基礎(chǔ)上，將幾個(gè)系數(shù)合并為一個(gè)安全系數(shù)，采用安全系數(shù)K表達(dá)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。其荷載效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)值S可表示為S=G 1SG1K+G 2SG2K+Q1 SQ1k+Q2SQ2K 1、承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式SL 191-2008規(guī)范采用的承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式為KSRK 承載力安全系數(shù)S 荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值R 結(jié)構(gòu)抗力，即結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力?；窘M合（1） 當(dāng)永久荷載對(duì)結(jié)構(gòu)起不利作用時(shí)S=1.05SG1K+1.20SG2K+1.20 SQ1k+1.10SQ2K（2） 當(dāng)永久

7、荷載對(duì)結(jié)構(gòu)起有利作用時(shí)S=0.95SG1K+0.95SG2K+1.20 SQ1k+1.10SQ2K偶然組合S=1.05SG1K+1.20SG2K+1.20 SQ1k+1.10SQ2K+1.0SAK2、承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行，采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式SK（Gk，Qk，fK，ak）C五、DL/T 5027-2009和SL 191-2008設(shè)計(jì)規(guī)范異同1、DL/T 5057-2009與SL 191-2008主要差異（1）DL/T 5057-2009規(guī)范的安全度是按GB 5019994水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)采用5個(gè)分項(xiàng)系數(shù)來(lái)表達(dá)的；而SL

8、191-2008規(guī)范采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，在規(guī)定的材料強(qiáng)度和荷載取值條件下，采用在多系數(shù)分析基礎(chǔ)上以安全系數(shù)表達(dá)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，用單一安全系數(shù)“K”來(lái)表達(dá)，但不同于SDJ 20-78規(guī)范K的含義（不含荷載分項(xiàng)系數(shù)），例如：SDJ 20-78規(guī)范1級(jí)建筑物基本組合，軸心受拉K=1.65，而修編后新規(guī)范K=1.35。（2）對(duì)1級(jí)，2、3級(jí)與4、5級(jí)建筑物的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ，DL/T 5057-2009規(guī)范仍取為1.1、1.0與0.9； SL 191-2008規(guī)范結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)將其提高為1.10、1.0與0.95。相當(dāng)于減低了1級(jí)建筑物的安全度，而提高了4、5級(jí)建筑物的安全度，從可靠度理論來(lái)說(shuō)，當(dāng)1級(jí)

9、建筑物采用結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取為1.1時(shí)，可靠指標(biāo)是大于其目標(biāo)可靠指標(biāo)的。（3）DL/T 5057-2009規(guī)范仍沿用SL/T191-96（DL5057-1996）規(guī)范保留短暫設(shè)計(jì)狀況，而SL 191-2008規(guī)范取消了短暫設(shè)計(jì)狀況取值，與持久狀況相同。（4）正常極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)， DL/T 5057-2009按GB 5019994水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)考慮了結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ，而SL 191-2008規(guī)范則正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)沒(méi)有 。（5）DL/T 5057-2009規(guī)范比SL 191-2008規(guī)范增加了弧形閘門(mén)預(yù)應(yīng)力混凝土閘墩和結(jié)構(gòu)分析章節(jié)內(nèi)容。（6）DL/T 5057-2009規(guī)范

10、附錄中增加了附錄E 混凝土的多軸強(qiáng)度和本構(gòu)關(guān)系，主要用于非線性有限元數(shù)值分析，并將非線性有限元計(jì)算原則列入本標(biāo)準(zhǔn)正文，明確了分析材料取值的標(biāo)準(zhǔn)，而SL 191-2008規(guī)范并沒(méi)有推薦這樣的本構(gòu)關(guān)系。總體來(lái)說(shuō)，DL/T 5057-2009規(guī)范與國(guó)標(biāo)GB50010-2002在很大程度上盡可能保持一致，表達(dá)式較為復(fù)雜，SL 191-2008規(guī)范在吸收混凝土結(jié)構(gòu)理論發(fā)展成果后，進(jìn)行了溯源分析，回歸到設(shè)計(jì)人員較為熟悉且簡(jiǎn)潔明了的表達(dá)式。DL/T 5057-2009規(guī)范計(jì)算的配筋量較SL 191-2008規(guī)范計(jì)算的配筋量略多。2、DL/T 5057-2009、SL 191-2008對(duì)原SL/T191-96

11、（DL5057-1996）規(guī)范主要改進(jìn)地方（1）針對(duì)水工結(jié)構(gòu)中常出現(xiàn)小剪跨比牛腿，按原來(lái)SL/T191-96（DL5057-1996）規(guī)范的要求配筋過(guò)大的情況，DL/T 5057-2009和SL 191-2008規(guī)范均增加了小剪跨比的牛腿配筋計(jì)算公式，并且修正了單位長(zhǎng)度輪壓的計(jì)算分布寬度公式。（2）DL/T 5057-2009和SL 191-2008規(guī)范均增加了增加具有水工特點(diǎn)的鋼筋混凝土蝸殼、尾水管、壩體內(nèi)孔洞、平面閘門(mén)門(mén)槽。（3）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造要求中，DL/T 5057-2009和SL 191-2008規(guī)范均對(duì)分布鋼筋、箍筋的直徑、間距要求有所提高，總體上是直徑變大、間距變密，對(duì)框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)作了更高要求。（4）DL/T 5057-2009和SL 191-2008規(guī)范均提高了C40以下各標(biāo)號(hào)受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度，一般提高了5d，并且提高了受力鋼筋的最小配筋率。（5）對(duì)隧洞襯砌的結(jié)構(gòu)的裂縫寬帶計(jì)算，兩個(gè)規(guī)范均明確表示在不考慮應(yīng)力