第二章-鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算原則

給水排水工程結(jié)構(gòu)合肥工業(yè)大學(xué)土木與水利工程學(xué)院道路橋梁工程系方詩圣汪權(quán)朱亞林WaterandWasteWaterEngineeringStructure

1引言：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所涉及的問題分為兩類：第一類：共性的問題：是設(shè)計(jì)任何結(jié)構(gòu)和構(gòu)件都要加以解決的。作用在構(gòu)件上的載荷：其大小如何確定?所用建材的強(qiáng)度如何確定?結(jié)構(gòu)安全可靠標(biāo)準(zhǔn)是什么？

屬于基本計(jì)算原則第二類:具體問題：應(yīng)用這些基本原則對(duì)各種不同的構(gòu)件進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)和計(jì)算，并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施使所設(shè)計(jì)的構(gòu)件滿足要求2第二章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算原則4h

任何一項(xiàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都將面臨可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面的問題，一般地說，結(jié)構(gòu)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性是相互矛盾的，科學(xué)的設(shè)計(jì)方法就是要使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面達(dá)到最佳的協(xié)調(diào)。度量結(jié)構(gòu)可靠性的指標(biāo)稱為“可靠度”。使結(jié)構(gòu)在可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面能夠達(dá)到最佳協(xié)調(diào)的關(guān)鍵之一是要合理地選擇結(jié)構(gòu)必須達(dá)到的可靠度指標(biāo)和采用科學(xué)的方法分析確定結(jié)構(gòu)可能達(dá)到的可靠度；目前國際上已相當(dāng)普遍地采用以結(jié)構(gòu)的失效概率為依據(jù)的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。3我國于1984年發(fā)布《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GBJ68—84后(以后簡稱標(biāo)準(zhǔn))(修訂版為《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068—2001)，1992年又頒發(fā)了《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153—92。在這兩本標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，替代原規(guī)范采用的單一安全系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，并對(duì)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)表達(dá)式等作出了統(tǒng)一規(guī)定。我國現(xiàn)行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002)和《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50069-2002就是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則制定的。本章將結(jié)合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)簡要地闡述以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。4本章摘要本章主要介紹以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的一些基本知識(shí),是學(xué)習(xí)本課程及其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類課程的理論基礎(chǔ)。由于內(nèi)容涉及新的概念和名詞術(shù)語較多,又牽涉到數(shù)理統(tǒng)計(jì)和概率論方面的內(nèi)容,有一定的難度,需要逐漸克服.極限狀態(tài)設(shè)計(jì)原則這一節(jié),討論的是關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和安全度的基本內(nèi)容和定義,也是砌體結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)等其他建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則,要加以領(lǐng)會(huì)和理解.對(duì)于荷載和材料強(qiáng)度的取值,要求能懂得,理解。對(duì)于極限狀態(tài)表達(dá)式,要理解和掌握其內(nèi)涵,以便今后學(xué)習(xí)與工作中能夠正確運(yùn)用.▼5《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50069-20025基本設(shè)計(jì)規(guī)定5.1一般規(guī)定

5.1.1本規(guī)范采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度；按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)，除對(duì)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算外均采用以分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。5.1.2本規(guī)范采用的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)計(jì)算下列兩類極限狀態(tài):1承載能力極限狀態(tài):應(yīng)包括對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力(包括壓曲失穩(wěn))計(jì)算、結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)(滑移及傾覆、上浮)驗(yàn)算。2正常使用極限狀態(tài):應(yīng)包括對(duì)需要控制變形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形驗(yàn)算，使用上要求不出現(xiàn)裂縫的抗裂度驗(yàn)算，使用上需要限制裂縫寬度的驗(yàn)算等。5.1.3結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析，均應(yīng)按彈性體系計(jì)算，不考慮由非彈性變形所產(chǎn)生的塑性內(nèi)力重分布。

5.1.4結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面承載力計(jì)算，應(yīng)按我國現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010或《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定執(zhí)行。5.1.5構(gòu)筑物的地基計(jì)算(承載力、變形、穩(wěn)定)，應(yīng)按我國現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007的規(guī)定執(zhí)行。5.1.6結(jié)構(gòu)構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，結(jié)構(gòu)上的各項(xiàng)作用均應(yīng)采用作用設(shè)計(jì)值。作用設(shè)計(jì)值，應(yīng)為作用分項(xiàng)系數(shù)與作用代表值的乘積。5.1.7結(jié)構(gòu)構(gòu)件按正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算時(shí)，結(jié)構(gòu)上的各項(xiàng)作用均應(yīng)采用作用代表值。5.1.8對(duì)構(gòu)筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)《工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50153的規(guī)定，應(yīng)按結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重性確定安全等級(jí)，按二級(jí)執(zhí)行。對(duì)重要工程的關(guān)鍵構(gòu)筑物，其安全等級(jí)可提高一級(jí)執(zhí)行，但應(yīng)報(bào)有關(guān)主管部門批準(zhǔn)或業(yè)主認(rèn)可。6第二章鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本計(jì)算原則4h第一節(jié)結(jié)構(gòu)的功能要求和極限狀態(tài)一.結(jié)構(gòu)的功能要求1.結(jié)構(gòu)安全級(jí)別我國是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)破壞時(shí)可能產(chǎn)生的后果嚴(yán)重與否，分為三個(gè)安全等級(jí)。見下表：安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)破壞后果建筑物的類型重要的建筑物一般的建筑物次要建筑物很嚴(yán)重嚴(yán)重不嚴(yán)重72.結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限,一般也稱設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期

定義：房屋建筑和構(gòu)筑物在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的持久年限。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)按下表采用。類別設(shè)計(jì)使用年限（年）示例15臨時(shí)性結(jié)構(gòu)225易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件350普通房屋和構(gòu)筑物4100紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)注意：結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限與使用壽命不等同。超過設(shè)計(jì)使用年限的結(jié)構(gòu)并不是一定不能繼續(xù)使用，當(dāng)需要繼續(xù)使用時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)對(duì)其可靠度重新評(píng)估鑒定。8◆安全性

Safety

結(jié)構(gòu)在正常施工、正常使用情況下能承受可能出現(xiàn)的各種直接作用和間接作用，如施加的荷載、外加變形、約束變形，在偶然事件（如地震、校核洪水位等）發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必需的承載力和穩(wěn)定性，不致發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。功能要求適用性耐久性安全性設(shè)計(jì)任何一個(gè)建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)時(shí)，在規(guī)定的使用期限內(nèi)都應(yīng)滿足下述三方面的功能要求3.結(jié)構(gòu)的功能要求9◆耐久性Durability

結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下應(yīng)有足夠的耐久性。完好使用到設(shè)計(jì)規(guī)定的年限。如，混凝土不發(fā)生碳化、嚴(yán)重風(fēng)化、腐蝕、脫落，鋼筋不發(fā)生銹蝕等。因?yàn)檫@些都將使結(jié)構(gòu)的安全性和適用性逐漸下降而影響結(jié)構(gòu)的使用年限?！暨m用性Serviceability

結(jié)構(gòu)在正常使用條件作用下具有良好的工作性能。如結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應(yīng)具有足夠的剛度而不致發(fā)生影響使用的過大變形或振動(dòng)，不發(fā)生足以讓使用者感到不安的過寬的裂縫等，貯液構(gòu)筑物如水池、水塔、管道及井筒等不應(yīng)出現(xiàn)導(dǎo)致漏水的貫通裂縫(通縫)和應(yīng)具有必要的抗?jié)B性。10（1）定義整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)結(jié)構(gòu)的一部分分，超過某一特特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某某一功能（安安全性、適用用性、耐久性性）要求，該該特定狀態(tài)稱稱為該功能的極限狀狀態(tài)。極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)二.結(jié)構(gòu)功能的極極限狀態(tài)LimitState能完成預(yù)定的的各項(xiàng)功能時(shí)時(shí)，結(jié)構(gòu)處于于有效狀態(tài)；反之，則處處于失效狀態(tài)，有效狀態(tài)和失失效狀態(tài)的分分界，稱為極限狀態(tài)，是結(jié)構(gòu)開始始失效的標(biāo)志志。11（2）分類1）承載力能力極極限狀態(tài)UltimateLimitState——這種極限狀態(tài)態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件件達(dá)到最大承承載能力或其其變形達(dá)到不不適于繼續(xù)承承載的變形。。承載能力極極限狀態(tài)主要要考慮關(guān)于結(jié)構(gòu)安全性的功能。12當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下下列狀態(tài)之一一時(shí)，即認(rèn)為為超過了承載能力極限限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連連接因材料強(qiáng)強(qiáng)度不夠而破破壞；整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)結(jié)構(gòu)的一部分分作為剛體失失去平衡（如如傾覆、滑移等）；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)機(jī)動(dòng)體系；結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定定（如柱子被被壓曲等）。。地基喪失承載載能力而破壞壞（如失穩(wěn)等等）（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸）在設(shè)計(jì)中，對(duì)對(duì)所有結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件均應(yīng)根根據(jù)承載能力極限限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算132）正常使用極限限狀態(tài)ServiceabilityLimitState——正常使用極限限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正正常使用或耐耐久性能的某某項(xiàng)規(guī)定限值值。這一狀態(tài)態(tài)對(duì)應(yīng)于適用性或耐久久性的功能。14當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件出出現(xiàn)下列狀狀態(tài)之一時(shí)時(shí)，即認(rèn)為為超過了正常使用極極限狀態(tài)：◆影響正常使使用或外觀觀的變形（影響非結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件、、不安全感感、不能正正常使用（（吊車）等等）；◆影響正常使使用或耐久久性能的局局部損壞（（包括裂縫縫，導(dǎo)致鋼筋筋銹銹蝕蝕、、影影響響不不安安全全感感、、漏漏水水等等）；；◆影響響正正常常使使用用的的振振動(dòng)動(dòng)（影響使使用、不不舒適））；◆影響正常常使用的的其他特特定狀態(tài)態(tài)等。通常的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算程序是是先按承載能力力極限狀狀態(tài)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件，，而后按按正常使用用極限狀狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算算。15定義：使使結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生內(nèi)力力或變形形的原因因稱為““作用””。作用分類類直接作用用間接作用用荷載（集集中力或或分布荷荷載）混凝土收收縮、溫溫度變化化、基礎(chǔ)礎(chǔ)的差異異沉降、、地震等等引起結(jié)結(jié)構(gòu)外加加變形或或約束的的原因。。第二節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)上上的作用用、作用用效應(yīng)及及結(jié)構(gòu)抗抗力和功功能函數(shù)數(shù)一.結(jié)構(gòu)上的的作用和和作用效效應(yīng)按“原因因不同””分為16作用的分類又稱恒荷荷載，在在結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)使用用期間，，其值不不隨時(shí)間間而變化化，或其其變化與與平均值值相比可可以忽略略的荷載載，如結(jié)構(gòu)的的自重、、土壓力力，固定定設(shè)備，，構(gòu)筑物內(nèi)內(nèi)部的盛盛水壓力力、結(jié)構(gòu)構(gòu)的預(yù)加加應(yīng)力、、地基的的不均勻勻沉降等；又稱活活荷載載，在在結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)使用用期間間其值值隨時(shí)時(shí)間而而變化化，如樓面面堆放放荷載載、吊吊車荷荷載、、靜水水壓力力、風(fēng)風(fēng)荷載載、雪雪荷載載、地表或地下下水的壓力力(側(cè)壓力、浮浮托力)、流水壓力力、融冰壓壓力、結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的溫溫、濕度變變化作用等；在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)內(nèi)不一定出出現(xiàn)，一旦旦出現(xiàn)，其其值很大且且持續(xù)時(shí)間間很短的荷荷載，如爆炸力、、撞擊力等等；按隨時(shí)間的變變異性和出出現(xiàn)的可能能性（按作用時(shí)間間的長短和和性質(zhì)，作作用分為三類）：永久作用GPermanentload可變作用QVariableload偶然作用Accidentalload▼174結(jié)構(gòu)上的的作用4.1作用分類類和作用用代表值值4.1.1結(jié)構(gòu)上的的作用可可分為三三類:永久作用用、可變變作用和和偶然作作用。4.1.2永久作用用應(yīng)包括括:結(jié)構(gòu)和永永久設(shè)備備的自重重、土的的豎向壓壓力和側(cè)側(cè)向壓力力、構(gòu)筑筑物內(nèi)部部的盛水水壓力、、結(jié)構(gòu)的的預(yù)加應(yīng)應(yīng)力、地地基的不不均勻沉沉降。4.1.3可變作用用應(yīng)包括括:樓面和屋屋面上的的活荷載載、吊車車荷載、、雪荷載載、風(fēng)荷荷載、地地表或地地下水的的壓力(側(cè)壓力、、浮托力力)、流水壓壓力、融融冰壓力力、結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的的溫、濕濕度變化化作用。。4.1.4偶然作用用，系指指在使用用期間不不一定出出現(xiàn)，但但發(fā)生時(shí)時(shí)其值很很大且持持續(xù)時(shí)間間較短，，例如高高壓容器器的爆炸炸力等，，應(yīng)根據(jù)據(jù)工程實(shí)實(shí)際情況況確定需需要計(jì)入入的偶然然發(fā)生的的作用。?！督o水排水水工程構(gòu)構(gòu)筑物結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》：GB50069-200218荷載的分類在空間位位置上具具有固定定的分布布。如結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件自重重、樓面面上的固固定設(shè)備備；在結(jié)構(gòu)空空間位置置上的一一定范圍圍內(nèi)可以以任意分分布。如樓面上上的人群群荷載、、廠房結(jié)結(jié)構(gòu)上的的吊車荷荷載等；；按空間位位置的變變異分為兩類：固定荷載自由荷載19荷載的分類不使結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)件件產(chǎn)生加加速度或或產(chǎn)生的的加速度度可以忽忽略不計(jì)計(jì)，如結(jié)構(gòu)的的自重、、一般民民用建筑筑的樓面面活荷載載等；使結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件產(chǎn)產(chǎn)生不可可忽略的的加速度度，如吊車荷荷載、設(shè)設(shè)備振動(dòng)動(dòng)、作用用在高聳聳結(jié)構(gòu)如如高層建建筑、煙煙囪或水水塔上的的風(fēng)荷載載等；按結(jié)構(gòu)的的反應(yīng)分為兩類：靜態(tài)荷載動(dòng)態(tài)荷載20作用效應(yīng)應(yīng)：結(jié)構(gòu)上的的作用使結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)力(如軸力,彎矩,剪力,扭矩等)、變形(轉(zhuǎn)角,撓度)、裂縫等等通稱為為作用效應(yīng)應(yīng)或荷載載效應(yīng)S。Action(Load)Effect二.荷載效應(yīng)應(yīng)（作用效應(yīng)應(yīng)）S和結(jié)構(gòu)抗抗力R結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的抗力力：結(jié)構(gòu)承受外加加荷載的的能力（及抵抗抗結(jié)構(gòu)的的內(nèi)力和和變形的的能力，，如構(gòu)件件的承載載能力、、裂縫和和變形限限值等））稱為結(jié)構(gòu)抗力力R，取決于材料的強(qiáng)強(qiáng)度、截截面尺寸寸和特征征及計(jì)算模式式等。Resistant其中材料料性能是是決定結(jié)結(jié)構(gòu)抗力力的主要要因素。。C作用效效應(yīng)系系數(shù)21三.結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)中中的不不確定定性a.恒載g與構(gòu)件件尺寸寸、材材料容容重等等有關(guān)關(guān)b.活載q的數(shù)值值是隨隨時(shí)在在變化化的c.計(jì)算跨跨度l的不準(zhǔn)準(zhǔn)確a.材料強(qiáng)強(qiáng)度fy和fc的離散散b.截面尺尺寸h0和b的施工工誤差差c.1的隨機(jī)機(jī)性結(jié)構(gòu)不不一定定安全全（可可靠））!g+q雖然設(shè)設(shè)計(jì)保保證UndeterminedFactorsinDesign22結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件能否否完成預(yù)預(yù)定功能能與結(jié)構(gòu)構(gòu)的作用用效應(yīng)S與結(jié)構(gòu)的的抗力R有關(guān)。Z=R–S由此可采用結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)來描述結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能的狀況。因抗力R和S均具有隨機(jī)性，所以只能用功能函數(shù)Z的概率來描述。四、結(jié)構(gòu)的功功能函數(shù)數(shù)23可靠概率率有多大大？Z>0，，即R>S結(jié)構(gòu)可靠靠Z=0，，即R=S結(jié)構(gòu)處于于極限狀狀態(tài)。即R<S結(jié)構(gòu)失效效Z<0，，失效概率率有多大大?24結(jié)構(gòu)功能能的三種種工作狀狀態(tài)Z=R-S>0,或S<R可靠Z=R-S=0,或S=R極限狀態(tài)Z=R-S<0,或S>R失效極限狀態(tài)方程Z=0或R-S=0RSZ<0失效區(qū)Z>0可靠區(qū)功能函數(shù)數(shù)Z=R-S結(jié)構(gòu)已達(dá)達(dá)極限狀狀態(tài)，稱稱為極限狀態(tài)態(tài)方程。Z=R-S=g(R,S)＝0稱為“極極限狀態(tài)態(tài)方程””,它是結(jié)構(gòu)構(gòu)失效的的標(biāo)準(zhǔn).結(jié)構(gòu)功能能函數(shù)的的一般表表達(dá)式為為25◆結(jié)構(gòu)的可可靠性reliability——結(jié)構(gòu)可靠靠性的定定義是：：結(jié)構(gòu)在在規(guī)定的的時(shí)間內(nèi)內(nèi)，在規(guī)規(guī)定的條條件下，，完成預(yù)預(yù)定功能能的能力力?？梢娊Y(jié)構(gòu)構(gòu)可靠性性實(shí)質(zhì)上上是關(guān)于于結(jié)構(gòu)安安全性，，適用性性和耐久久性的概概稱（總總稱））。結(jié)構(gòu)可靠靠度——結(jié)構(gòu)在規(guī)規(guī)定時(shí)間間內(nèi)，在在規(guī)定條件件下，完成成預(yù)定功功能的概概率。規(guī)定條件件指正常設(shè)設(shè)計(jì)、正正常施工工、正常常使用和和正常維維護(hù)，不包括括錯(cuò)誤設(shè)設(shè)計(jì)、錯(cuò)錯(cuò)誤施工工和違反反原來規(guī)規(guī)定的使使用情況況。一、結(jié)構(gòu)構(gòu)的可靠靠性和可可靠度的的概念第三節(jié)結(jié)結(jié)構(gòu)的的可靠度度和可靠靠指標(biāo)26結(jié)構(gòu)的可可靠度是是結(jié)構(gòu)可可靠性的的概率度度量，即即對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)可靠性性的定量量描述。。注意1：結(jié)構(gòu)可靠靠度與結(jié)結(jié)構(gòu)使用用年限長長短有關(guān)關(guān)?！督y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》以結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)使使用年限限為計(jì)算算結(jié)構(gòu)可可靠度的的時(shí)間基基準(zhǔn)。注意2：結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計(jì)使用用年限雖雖與結(jié)構(gòu)構(gòu)使用壽壽命有聯(lián)聯(lián)系，但但不等同同。當(dāng)結(jié)結(jié)構(gòu)的使使用年限限超過設(shè)設(shè)計(jì)使用用年限后后，并不不意味著著結(jié)構(gòu)就就要報(bào)廢廢，但其其可靠度度將逐漸漸降低。?！鼋Y(jié)構(gòu)可靠靠性越高高，建設(shè)設(shè)造價(jià)投投資越大大?！鋈绾卧诮Y(jié)結(jié)構(gòu)可靠靠與經(jīng)濟(jì)濟(jì)之間取取得均衡衡，就是設(shè)設(shè)計(jì)方法法要解決決的問題題。27承載力能力極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的安全性正常使用極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性可靠水平高可靠水平低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序28以概率理理論為基基礎(chǔ)的極極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計(jì)法法：本質(zhì)是將荷載效應(yīng)S及結(jié)構(gòu)抗力R看作是兩個(gè)隨機(jī)變量量應(yīng)用概率論和數(shù)理理統(tǒng)計(jì)的理論去研究究結(jié)構(gòu)的可靠靠度。0S≤R以概率論為基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方方法分為三個(gè)個(gè)水準(zhǔn)：水準(zhǔn)Ⅰ－半經(jīng)驗(yàn)半概概率法；水準(zhǔn)Ⅱ－近似概率法法；水準(zhǔn)Ⅲ－全概率法。。29二.失效概率失效－指結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的的一部分不能滿足設(shè)計(jì)所規(guī)定的的某一功能要求求，即達(dá)到或超過了了承載能力極限限狀態(tài)或正常使用極限限狀態(tài)中的某一極限限。失效概率－指結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)處于于失效狀態(tài)下下的概率pf。Probabilityoffailure30重疊區(qū)的大小小反映了抗力力R和荷載效應(yīng)S之間的概率關(guān)關(guān)系，即結(jié)構(gòu)構(gòu)的失效概率率從結(jié)構(gòu)安全的的角度，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力R，減小抗力R和荷載效應(yīng)S的離散程度，可以提高結(jié)構(gòu)的可靠程度，即提高μR－μS，減小σR、σS可使失效概率降低低。f(r,s)S，RSRμSμRmR-mS標(biāo)準(zhǔn)差σS、σR平均值分別為為μS、μR結(jié)構(gòu)的效應(yīng)S及結(jié)構(gòu)的抗力力R均符合正態(tài)分分布31

f(Z)bszmzpfZ=R-SZ<0則pf=P(Z<0)=P(R<S)設(shè)S、R都服從正態(tài)分布，平均值為μS、

μR，標(biāo)準(zhǔn)差σS、σR。令Z=R-S因此結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)Z也是符合正態(tài)分布的隨機(jī)變量結(jié)構(gòu)處于可靠靠狀態(tài)下的概概率，稱為可可靠概率ps，ps=1-pf。圖中Z<0部分(陰影)面積即為失失效概率pff(Z)概率密度函數(shù)數(shù)32圖2-1fz(Z)pfzzzZpf計(jì)算復(fù)雜，但但(由圖看出出)均值Z向右移pf減小，可靠度度加大。令越大，Pf越小，結(jié)構(gòu)越可靠。。故稱為可靠度指標(biāo)。三、可靠指標(biāo)標(biāo)reliabilityindex▼33在確定結(jié)構(gòu)的的可靠指標(biāo)時(shí)，應(yīng)該使結(jié)結(jié)構(gòu)的失效概概率降低到人人們可以接受受的程度，做做到既安全可可靠又經(jīng)濟(jì)合合理?！督y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：[]的取值與構(gòu)件件的破壞類型型及結(jié)構(gòu)的重重要性有關(guān)。。[]四、 結(jié)構(gòu)目目標(biāo)可靠指標(biāo)標(biāo)稱為可靠指標(biāo)標(biāo)，與失效概概率pf之間有一一對(duì)對(duì)應(yīng)的關(guān)系。。結(jié)構(gòu)按極限狀狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，，要保證其完完成預(yù)定功能能的概率不低低于某一允許許水平而要求求設(shè)計(jì)所達(dá)到到的可靠指標(biāo)標(biāo)，稱為目標(biāo)可靠指標(biāo)標(biāo)[]。34前面已定義過過結(jié)構(gòu)安全級(jí)別別我國是根據(jù)建建筑結(jié)構(gòu)破壞壞時(shí)可能產(chǎn)生生的后果嚴(yán)重重與否，分為為三個(gè)安全等等級(jí)。見下表表：安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)破壞后果的影響程度建筑物的類型重要的建筑物一般的建筑物次要建筑物很嚴(yán)重嚴(yán)重不嚴(yán)重353、[β]與破壞性質(zhì)質(zhì)有關(guān)；由由于結(jié)構(gòu)延性破壞和脆性破壞的性質(zhì)不同同，前者有有明顯預(yù)兆，可及時(shí)采采取補(bǔ)救措措施，目標(biāo)標(biāo)可靠指標(biāo)標(biāo)可定的稍低一些；后者為突突發(fā)性破壞壞，破壞前前無明顯預(yù)兆兆，目標(biāo)可靠靠指標(biāo)應(yīng)定的高一些些。破壞類型安全等級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件承承載力極限限狀態(tài)的目目標(biāo)可靠指指標(biāo)[β]確定[β]的原則1、建立在對(duì)原原規(guī)范校準(zhǔn)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上上；2、[β]與結(jié)構(gòu)安全全級(jí)別有關(guān)關(guān)；4、[β]與不同的極極限狀態(tài)有有關(guān)。36第四節(jié)荷荷載的代表表值和材料料強(qiáng)度的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值及設(shè)設(shè)計(jì)值結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，對(duì)不同同的作用應(yīng)應(yīng)采用不同同的代表值值:對(duì)永久作用用，應(yīng)采用用標(biāo)準(zhǔn)值作作為代表值值；對(duì)可變作用用，應(yīng)根據(jù)據(jù)設(shè)計(jì)要求求采用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值、組合合值或準(zhǔn)永永久值作為為代表值。。作用的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值，應(yīng)為為設(shè)計(jì)采用用的基本代代表值。又稱恒荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間，其值不隨時(shí)間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略的荷載。又稱活荷載，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用期間其值隨時(shí)間而變化。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載。按隨時(shí)間的變異性和出現(xiàn)的可能性（按作用時(shí)間的長短和性質(zhì)，作用分為三類）：永久作用G、可變作用Q、偶然作用永久作用G可變作用Q偶然作用371.定義作用標(biāo)準(zhǔn)值是作用的基本代表值值。將作用（荷載）視為為隨機(jī)變量量，采用數(shù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的的方法加以以處理而得得到的具有一定概概率的最大作用值稱為作用的標(biāo)準(zhǔn)值Sk?？衫斫鉃榻Y(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件在在使用期間間的正常情情況下可能能出現(xiàn)的最最大作用值。

f(S)SSkv1-vasss（一）.作用的標(biāo)準(zhǔn)值SkCharacteristicValue一、荷載載的代表值值382.確定⑴.結(jié)構(gòu)自重的的標(biāo)準(zhǔn)值，，可按結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)設(shè)計(jì)尺寸與與相應(yīng)材料料的重力密密度計(jì)算確確定。對(duì)常常用材料和和構(gòu)件，其其重力密度度可按現(xiàn)行行《建筑結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)范》GB50009－2001的規(guī)定采用用。永久性設(shè)備備的自重標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值、可可按該設(shè)備備的樣本提提供的數(shù)據(jù)據(jù)采用。⑵.可變作用常與時(shí)間有有關(guān)，在缺缺少大量統(tǒng)統(tǒng)計(jì)材料的的條件下，，可變作用標(biāo)準(zhǔn)值可近似按隨隨機(jī)變量來來考慮；《給水排水工工程構(gòu)筑物物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》GB50069-2002中規(guī)定4.3.1構(gòu)筑物樓面面和屋面的的活荷載及及其準(zhǔn)永久久值系數(shù)，，應(yīng)按表4.3.1采用。4.3.2吊車荷載、、雪荷載、、風(fēng)荷載的的標(biāo)準(zhǔn)值及及其準(zhǔn)永久久值系數(shù)，，應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)范》GB50009的規(guī)定采采用。394.3.1構(gòu)筑物樓面和和屋面的活荷荷載及其準(zhǔn)永永久值系數(shù)，，應(yīng)按表4.3.1采用。4.3.2吊車荷載、雪雪荷載、風(fēng)荷荷載的標(biāo)準(zhǔn)值值及其準(zhǔn)永久久值系數(shù)，應(yīng)應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》GB50009的規(guī)定采用。。40可變作用的最大值并非長長期作用于結(jié)結(jié)構(gòu)之上，在考慮慮作用長期效效應(yīng)組合時(shí)，，應(yīng)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折折減?？勺冏饔玫牡臏?zhǔn)永久值指指可變作用在在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常作用的那那部分荷載。q準(zhǔn)永久值系數(shù)數(shù)。準(zhǔn)永久值主要要用于考慮荷荷載長期效應(yīng)應(yīng)的影響。（三）.可變作用作用用準(zhǔn)永久值Quasi-permanentValue當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承承受兩種或兩種以以上的可變作用時(shí)時(shí)，各種可變變作用不可能同時(shí)以以其最大值（（標(biāo)準(zhǔn)值）出出現(xiàn)，除一個(gè)主要可可變作用外，其余可變作用應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值上乘以小于1的組合值系數(shù)數(shù)對(duì)可變作用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折折減(組合值系數(shù)c=0.9)。（二）.可變作用組合合值CombinationValue41頻遇值主要用用于正常使用用極限狀態(tài)的的頻遇組合中中?？勺冏饔迷谠O(shè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)內(nèi)被超越的總總時(shí)間僅為設(shè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一一小部分的作作用值；或在在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期期內(nèi)其超越頻頻率為某一給給定頻率的作作用值。頻遇值系數(shù)f。（四）.可變作用頻遇遇值Frequentvalue42

ff5％fk1.645sf二.材料強(qiáng)度的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值fk43（一）.混凝土的強(qiáng)度度標(biāo)準(zhǔn)值1、混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fcuk例如：平均值變異系數(shù)則立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為442、混凝土軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck試驗(yàn)結(jié)果實(shí)際構(gòu)件軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck假定453、混凝土軸心心抗拉強(qiáng)度標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值ftk（二）.鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值熱軋鋼筋抗拉拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值值用fyk表示?！兑?guī)范》取國家冶金局局標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的的鋼筋出廠檢檢驗(yàn)的廢品限制作為鋼筋強(qiáng)度度的標(biāo)準(zhǔn)值，，其保證率不小于于95%，實(shí)為97.73%。預(yù)應(yīng)力鋼絞線線、鋼絲和熱熱處理鋼筋的的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值值根據(jù)極限抗拉強(qiáng)度度用fptk表示。46（三）.材料強(qiáng)度的設(shè)設(shè)計(jì)值混凝土和鋼筋筋強(qiáng)度分項(xiàng)系系數(shù)gc、gs則材料強(qiáng)度度設(shè)計(jì)值混凝土：gc=1.4HPB235級(jí)鋼筋：gs＝1.10HRB335，HRB400，RRB400級(jí)鋼筋筋：gs＝1.10474849第五節(jié)節(jié)給給水水排水水工程程構(gòu)筑筑物結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范實(shí)實(shí)用用設(shè)計(jì)計(jì)表達(dá)達(dá)式針對(duì)直直接采采用可可靠指指標(biāo)β≥[β]進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)的的復(fù)雜雜性和和困難難性，，提出出了實(shí)用設(shè)設(shè)計(jì)表表達(dá)式式。該方方法不用單單一的的安全全系數(shù)數(shù)的表達(dá)達(dá)式，，而是是將影影響結(jié)結(jié)構(gòu)安安全的的因素素（荷荷載、、材料料、截截面尺尺寸、、計(jì)算算方法法等））視為為隨機(jī)變變量，應(yīng)用用數(shù)量量統(tǒng)計(jì)計(jì)的概概率方方法進(jìn)進(jìn)行分分析，，采用用以荷載和和材料料強(qiáng)度度的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值以及相相應(yīng)的的“分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)數(shù)”來表達(dá)達(dá)的方方式。。原因：：概率極極限狀狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)法法計(jì)算算繁復(fù)復(fù)，某某些統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)也也不齊齊全。。對(duì)于于一般般常見見的工工程結(jié)結(jié)構(gòu)，，直接接采用用可靠靠指標(biāo)標(biāo)進(jìn)行行設(shè)計(jì)計(jì)有難難度，，而且且眼下下也沒沒必要要。由于設(shè)設(shè)計(jì)人人員以以往已已習(xí)慣慣于采采用安安全系系數(shù)這這種形形式來來進(jìn)行行計(jì)算算，因因此，，《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》提出了了一種種便于于實(shí)際際使用用的設(shè)設(shè)計(jì)表表達(dá)式式，即即實(shí)用用設(shè)計(jì)計(jì)表達(dá)達(dá)式。。▼50實(shí)用設(shè)設(shè)計(jì)基基本表表達(dá)式式采用概概率極極限狀狀態(tài)方方法用用可靠靠指標(biāo)標(biāo)β進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)，，需要要大量量的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)，，且當(dāng)當(dāng)隨機(jī)機(jī)變量量不服服從正正態(tài)分分布、、極限限狀態(tài)態(tài)方程程是非非線性性時(shí)，，計(jì)算算可靠靠指標(biāo)標(biāo)β比較復(fù)復(fù)雜。。對(duì)于于一般般常見見的工工程結(jié)結(jié)構(gòu)，，直接接采用用可靠靠指標(biāo)標(biāo)進(jìn)行行設(shè)計(jì)計(jì)工作作量大大，有有時(shí)會(huì)會(huì)遇到到統(tǒng)計(jì)計(jì)資料料不足足而無無法進(jìn)進(jìn)行的的困難難。考考慮到到多年年來的的設(shè)計(jì)計(jì)習(xí)慣慣和實(shí)實(shí)用上上的簡簡便，，《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》提出了了便于于實(shí)際際使用用的設(shè)設(shè)計(jì)表表達(dá)式式，稱稱為實(shí)實(shí)用設(shè)設(shè)計(jì)表表達(dá)式式。實(shí)用設(shè)設(shè)計(jì)表表達(dá)式式把荷荷載、、材料料、截截面尺尺寸、、計(jì)算算方法法等視視為隨隨機(jī)變變量，，應(yīng)用用數(shù)理理統(tǒng)計(jì)計(jì)的概概率方方法進(jìn)進(jìn)行分分析，，采用用了以以荷載載和材材料強(qiáng)強(qiáng)度的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值分分別與與荷載載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)數(shù)和材材料分分項(xiàng)系系數(shù)相相聯(lián)系系的荷荷載設(shè)設(shè)計(jì)值值、材材料強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)設(shè)計(jì)值值來表表達(dá)的的方式式。這這樣，，既考考慮了了結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)的傳傳統(tǒng)方方式，，又避避免設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)直接接進(jìn)行行概率率方面面的計(jì)計(jì)算。。分項(xiàng)項(xiàng)系系數(shù)數(shù)按按照照目目標(biāo)標(biāo)可可靠靠指指標(biāo)標(biāo)[β]值(或確確定定的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)失失效效概概率率pf值)，并并考考慮慮工工程程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)優(yōu)優(yōu)選選確確定定后后，，將將其其隱隱含含在在設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)表表達(dá)達(dá)式式中中。。所所以以，，分分項(xiàng)項(xiàng)系系數(shù)數(shù)已已起起著著考考慮慮目目標(biāo)標(biāo)可可靠靠指指標(biāo)標(biāo)的的等等價(jià)價(jià)作作用用。。51根據(jù)據(jù)極極限限狀狀態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)法法，，用用結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的失失效效概概率率Pf來衡衡量量結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的可可靠靠度度概概念念十十分分明明確確，，用用可可靠靠指指標(biāo)標(biāo)表示示與與Pf一一一對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)關(guān)關(guān)系系更更容容易易為為人人們們接接受受。。在在實(shí)實(shí)用用表表達(dá)達(dá)式式中中，，是是由由結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的破破壞壞形形態(tài)態(tài)和和安安全全等等級(jí)級(jí)與與工工程程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)校校準(zhǔn)準(zhǔn)確確定定的的分分項(xiàng)項(xiàng)等等效效來來滿滿足足可可靠靠度度指指標(biāo)標(biāo)要要求求的的。。G,Q,s,c,中隱隱含含著著可可靠靠度度指指標(biāo)標(biāo)。52前述述內(nèi)內(nèi)容容帶帶入作用用效效應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)值值，，gS作用用效效應(yīng)應(yīng)分分項(xiàng)項(xiàng)系系數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)值值，，gR結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力分分項(xiàng)項(xiàng)系系數(shù)數(shù)考慮慮到到結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)安安全全等等級(jí)級(jí)的的差差異異，，其其目目標(biāo)標(biāo)可可靠靠指指標(biāo)標(biāo)應(yīng)應(yīng)作作相相應(yīng)應(yīng)提提高高或或降降低低，，故故引引入入結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)重重要要性性系系數(shù)數(shù)———g0，由此此可可得得β≥[β]▼53極限限狀狀態(tài)態(tài)實(shí)實(shí)用用設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)表表達(dá)達(dá)式式的的一一般般形形式式可變荷載分項(xiàng)系數(shù)γQ永久荷載分項(xiàng)系數(shù)γG組合值系數(shù)ΨC荷載載｛永久荷載G可變荷載Q｛對(duì)結(jié)構(gòu)影響有大有小一般不會(huì)同時(shí)發(fā)生54正常使用用極限狀狀態(tài)實(shí)用用設(shè)計(jì)表表達(dá)式正常使用用極限狀狀態(tài)，可靠度度要求可可適當(dāng)降降低，不不需乘分分項(xiàng)系數(shù)數(shù)，也不不考慮結(jié)結(jié)構(gòu)重要要性系數(shù)數(shù)γ0按正常使使用極限限狀態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)，主主要是驗(yàn)驗(yàn)算構(gòu)件件的變形形和抗裂裂度或裂裂縫寬度度。在此此情況下下，可變變荷載作作用時(shí)間間的長短短對(duì)于變變形和裂裂縫的的大小顯顯然是有有影響的的。55準(zhǔn)永久值值系數(shù)與與頻遇值值系數(shù)可變荷載載的最大大值并非非長期作作用于結(jié)結(jié)構(gòu)之上上，對(duì)于于可變荷荷載長期期作用部部分，要要對(duì)其標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)進(jìn)行折減減。《建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》采用準(zhǔn)永久值值系數(shù)與頻遇值系系數(shù)(小于1)來考慮這這種折減減。可變荷載載的準(zhǔn)永永久值系系數(shù)，系根據(jù)在在設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)期內(nèi)內(nèi)荷載達(dá)達(dá)到和超超過該值值的總持持續(xù)時(shí)間間與設(shè)計(jì)計(jì)基準(zhǔn)期期總持續(xù)續(xù)時(shí)間的的比值而而確定可變荷載載的頻遇遇值系數(shù)數(shù)，是根據(jù)可可變荷載載超越的的總時(shí)間間或超越越次數(shù)確確定的。。56荷載短期期效應(yīng)組組合和長長期效應(yīng)應(yīng)組合可變荷載載已有四四種代表表值，即即標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、準(zhǔn)永久值值、頻遇遇值，其中標(biāo)準(zhǔn)值稱為基本代表表值，其他代表表值可由由基本代代表值乘乘以相應(yīng)應(yīng)的系數(shù)數(shù)而得。。根據(jù)實(shí)際際設(shè)計(jì)工工作中的的需要，，須區(qū)分分荷載短期作用用和荷載長期作用用下構(gòu)件的變形形大小和裂縫縫寬度的計(jì)算算。因此，根據(jù)不不同的設(shè)計(jì)目目的，分別考慮荷載短期期效應(yīng)組合和和長期效應(yīng)組組合。57當(dāng)按荷載短期期效應(yīng)組合時(shí)時(shí)，荷載效應(yīng)應(yīng)的計(jì)算表達(dá)達(dá)式當(dāng)按荷載長期期效應(yīng)組合時(shí)時(shí)，荷載效應(yīng)應(yīng)的計(jì)算表達(dá)達(dá)式標(biāo)準(zhǔn)組合頻遇組合準(zhǔn)永久組合58一.承載能力極限限狀態(tài)設(shè)計(jì)表表達(dá)式對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件作作強(qiáng)度計(jì)算時(shí)時(shí)，應(yīng)采用下下列極限狀態(tài)態(tài)計(jì)算表達(dá)式式:0S≤R(2-19)式中0——結(jié)構(gòu)重要性系系數(shù)，對(duì)安全全等級(jí)為一、、二、三級(jí)的的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)應(yīng)分別取1.1、1.0、0.9；S——作用效應(yīng)的基基本組合設(shè)計(jì)計(jì)值；R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力力的設(shè)計(jì)值，，給水排水工程程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的的規(guī)定R應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010、《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范》GB50003、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范》GB50017的規(guī)定確定。59S作用效應(yīng)的基基本組合設(shè)計(jì)計(jì)值，應(yīng)按下下列規(guī)定確定定:1對(duì)于貯水池、、水處理構(gòu)筑筑物、地下構(gòu)構(gòu)筑物等可不不計(jì)算風(fēng)荷載載效應(yīng)，其作作用效應(yīng)的基基本組合設(shè)計(jì)計(jì)值，應(yīng)按下下式計(jì)算:式中:Gik——第i個(gè)永久作用的的標(biāo)準(zhǔn)值；CGi——第i個(gè)永久作用的的作用效應(yīng)系系數(shù)；Gi——第i個(gè)永久作用用的分項(xiàng)系系數(shù)，當(dāng)作用效應(yīng)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不不利時(shí)，對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)和和設(shè)備自重重應(yīng)取1.2，其他永久作作用應(yīng)取1.27；當(dāng)作用效應(yīng)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有有利時(shí)，均均應(yīng)取1.0；Qik————第j個(gè)可變作用用的標(biāo)準(zhǔn)值值；CQj————第j個(gè)可變作用用的作用效效應(yīng)系數(shù)；；Q1、Qj——第1個(gè)和第j個(gè)可變作用用的分項(xiàng)系系數(shù)，對(duì)地表水或或地下水的的作用應(yīng)作作為第一可可變作用取取1.27，對(duì)其他可變變作用應(yīng)取取1.40；c——可變作用的的組合值系系數(shù)，可取取0.90計(jì)算算。。60S作用用效效應(yīng)應(yīng)的的基基本本組組合合設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)值值，，應(yīng)應(yīng)按按下下列列規(guī)規(guī)定定確確定定:2對(duì)水水塔塔等等構(gòu)構(gòu)筑筑物物，，應(yīng)應(yīng)計(jì)計(jì)入入風(fēng)風(fēng)荷荷載載效效應(yīng)應(yīng)，，當(dāng)當(dāng)進(jìn)進(jìn)行行整整體體分分析析時(shí)時(shí)，，其其作作用用效效應(yīng)應(yīng)的的基基本本組組合合設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)值值，，應(yīng)應(yīng)按按下下式式計(jì)計(jì)算算:式中CQ1、Q1k——第一可變變作用的的作用效效應(yīng)系數(shù)數(shù)、作用用標(biāo)準(zhǔn)值值，第一可變變作用應(yīng)應(yīng)為風(fēng)荷荷載。屋面均布布活載與與雪荷載載能同時(shí)時(shí)考慮嗎嗎?屋面均布布活載不不與雪荷荷載同時(shí)時(shí)考慮，，設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)取其中中較大值值。61二.正常使用用極限狀狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)表達(dá)式式結(jié)結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件超超過正常常使用極極限狀態(tài)態(tài)時(shí)所造造成的財(cái)財(cái)產(chǎn)和生生命損失失要小于于超過承承載力極極限狀態(tài)態(tài)的后果果，故其其可靠度度指標(biāo)要要低一些些。在荷載效應(yīng)應(yīng)及結(jié)構(gòu)構(gòu)抗力計(jì)算中均均采用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值。不需乘乘分項(xiàng)系系數(shù)，也也不考慮慮結(jié)構(gòu)重重要性系系數(shù)0結(jié)結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件在在持荷作作用下，，其裂縫縫和變形形會(huì)隨時(shí)時(shí)間的推推移而發(fā)發(fā)展，因因此討論論其荷載載組合時(shí)時(shí)應(yīng)考慮慮短期效應(yīng)應(yīng)和長期效應(yīng)應(yīng)的組合。。62GB50069－20025.3節(jié)規(guī)定5.3.1對(duì)正常使使用極限限狀態(tài)，，結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)分分別按作用短短期效應(yīng)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)組合或或長期效應(yīng)應(yīng)的準(zhǔn)永永久組合合進(jìn)行驗(yàn)算算，并應(yīng)保保證滿足足變形、抗抗裂度、、裂縫開開展寬度度、應(yīng)力力等計(jì)算值值不超過過相應(yīng)的的規(guī)定限限值。5.3.2對(duì)混凝土土貯水或或水質(zhì)凈凈化處理理等構(gòu)筑筑物，當(dāng)當(dāng)在組合合作用下下，構(gòu)件件截面處處于軸心受拉拉或小偏偏心受拉拉(全面處于于受拉)狀態(tài)時(shí)，，應(yīng)按不不出現(xiàn)裂裂縫控制制；并應(yīng)取取作用短期期效應(yīng)的的標(biāo)準(zhǔn)組組合進(jìn)行行驗(yàn)算。。5.3.3對(duì)鋼筋混混凝土貯貯水或水水質(zhì)凈化化處理等等構(gòu)筑物物，當(dāng)在在組合作作用下，，構(gòu)件截面面處于受受彎或大大偏心受受壓、受受拉狀態(tài)態(tài)時(shí)，應(yīng)應(yīng)按限制制裂縫寬寬度控制制；并應(yīng)取作用長期期效應(yīng)的的準(zhǔn)永久久組合進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算算。二.正常使用用極限狀狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)表達(dá)式式63構(gòu)件截面受力狀態(tài)驗(yàn)算要求作用組合軸心受拉或小偏心受拉(全面處于受拉)應(yīng)按不出現(xiàn)裂縫控制作用短期效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合受彎或大偏心受壓、大偏心受拉狀態(tài)按限制裂縫寬度控制作用長期效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合抗裂度、、裂縫開開展寬度度驗(yàn)算的的規(guī)定歸歸納如下下645.3.4鋼筋混凝凝土構(gòu)筑筑物構(gòu)件件的最大大裂縫寬寬度限值值，應(yīng)應(yīng)符合表表5.3.4的規(guī)定。。655.3.5電機(jī)層樓樓面的支支承梁應(yīng)應(yīng)按作用用的長期效應(yīng)應(yīng)的準(zhǔn)永永久組合合進(jìn)行變形形計(jì)算，，其允許許撓度應(yīng)應(yīng)符合下下式要求求:式中ωv——支承梁的的計(jì)算撓撓度(mm)；l0——支承梁的的計(jì)算跨跨度(mm)。66正常常使使用用極極限限狀狀態(tài)態(tài)下下，，作用用短短期期效效應(yīng)應(yīng)的的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)組組合合Ss作用用長長期期效效應(yīng)應(yīng)的的準(zhǔn)準(zhǔn)永永久久組組合合Sd1.標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)組組合合Ss對(duì)水水塔塔等等構(gòu)構(gòu)筑筑物物，，當(dāng)當(dāng)計(jì)計(jì)入入風(fēng)風(fēng)荷荷載載時(shí)時(shí)可可取取c=0.6；當(dāng)不計(jì)入風(fēng)荷荷載時(shí)，應(yīng)為為2.準(zhǔn)永久組合Sdqj——第j個(gè)可變作用的的準(zhǔn)永久值系系數(shù)；67例：一簡支梁梁，跨度為6米，作用于上上的均布荷載載，恒載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值gk=3kN/m，分項(xiàng)系數(shù)G=1.2，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值值qk=6kN/m，分布系數(shù)Q=1.4，分別計(jì)算梁跨跨中截面彎矩矩的基本效應(yīng)應(yīng)組合、短期期效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組組合和長期效效應(yīng)準(zhǔn)永久值值組合(活荷荷載準(zhǔn)永久系系數(shù)qi=0.4)解：基本效應(yīng)應(yīng)組合(內(nèi)力組合設(shè)計(jì)計(jì)值)荷載效應(yīng)的計(jì)計(jì)算例題68荷載短期效應(yīng)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：荷載長期效應(yīng)應(yīng)準(zhǔn)永久值組合：69[例]某泵房采用1.5m×6m的大型屋面板板，卷材防水水保溫屋面，，永久荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值為2.7kN/m2，屋面活荷載為為0.7kN/m2,屋面積灰荷載載為0.5kN/m2,雪荷載為0.4kN/m2，已知縱肋的計(jì)計(jì)算跨度l=5.87m。求：縱肋跨中中彎矩的基本本組合設(shè)計(jì)值值。解：1.荷載標(biāo)準(zhǔn)值：：(1)永久荷載為GK=2.7×1.5/2=2.025kN/m(2)可變荷載為屋面活荷載Q1k=0.7×1.5/2=0.525kN/m積灰荷載Q2k=0.5×1.5/2=0.375kN/m雪荷載Q3k=0.4×1.5/2=0.300kN/m702.荷載效應(yīng)組合合：根據(jù)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》4.3.1條，屋面活荷荷載不應(yīng)與雪雪荷載同時(shí)考考慮故取其較較大者，即不不考慮雪荷載載;因永久荷載起起控制作用，，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》3.2.3條規(guī)定。采用用由永久荷載載效應(yīng)控制的的組合。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》3.2.5條，取γG=1.35,γQ=1.4,根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》表（4.3.1）得屋面均布布荷載的組合合值系數(shù)Ψc=0.7,據(jù)表（4.4.1-1）得屋面積灰灰荷載的組合合值系數(shù)Ψc=0.9。71（4）應(yīng)用《建筑結(jié)構(gòu)荷載載規(guī)范》式（3.2.3-2）。M=1.35×1/8Gkl2+1.4×0.7×1/8Q1kl2+1.4×0.9×1/