概率極限狀態(tài)設計法(結構設計)

結構設計原理結構的功能要求與可靠性一、結構的功能要求結構的功能要求安全性在正常施工和正常使用情況下，結構能夠承受可能出現(xiàn)的各種作用；在偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，還能夠保持整體穩(wěn)定性。適用性在正常使用情況下，結構具有良好的工作性能，結構或構件不發(fā)生過大的變形和振動。耐久性在正常使用及維護情況下，結構能夠滿足設計的預定功能。二、結構的可靠性與可靠度

可靠性——結構在規(guī)定的時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力?？煽慷取Y構在規(guī)定的時間內，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率。

規(guī)定的時間：設計使用年限；規(guī)定的條件：正常設計、正常施工、正常使用和正常維護預定功能：安全性、適用性、耐久性。三、結構的設計使用年限和設計基準期設計使用年限——是結構或構件在正常維護條件下，不需要大修即可按其設計規(guī)定目的使用的年限。設計基準期——是確定可變作用的出現(xiàn)頻率和設計時的取值而規(guī)定的標準時段。結構的使用年限超過設計基準期時，表明它的失效概率可能會增大，不能保證其目標可靠指標，但不等于結構喪失所有功能要求甚至報廢。

一般橋梁主體結構根據(jù)橋梁規(guī)模和公路等級，其設計使用年限有30、50、100年。而設計基準期都為100年。結構設計原理極限狀態(tài)一般表達式一、結構重要性系數(shù)

公路橋涵結構重要性系數(shù)安全等級一級二級三級結構重要性系數(shù)1.11.00.9二、承載能力極限狀態(tài)計算的一般表達式設計原則：作用最不利組合(基本組合)效應設計值必須小于或等于結構抗力的設計值?；颈磉_式:三、正常使用極限狀態(tài)計算的一般表達式。

可參考規(guī)范相應取值

抗裂的應力限值

變形、裂縫寬度、截面

:

例如

要求所規(guī)定的限值

結構構件達到正常使用

用組合效應設計值;

正常使用極限狀態(tài)的作

式中：

）

（

-

-

1

c

s

設計原則:是以結構彈性理論或彈塑性理論為基礎,對構件的抗裂、裂縫寬度和撓度進行驗算，并使各項計算值不超過《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》規(guī)定的各項限值。設計表達式：結構設計原理結構的極限狀態(tài)一、相關概念結構的極限狀態(tài)也是結構處于可靠狀態(tài)與失效狀態(tài)的臨界狀態(tài)。工作狀態(tài)：結構在使用期間的工作情況；可靠狀態(tài)：結構能夠滿足各項功能要求而良好工作的狀態(tài)；失效狀態(tài)：結構不能夠滿足各項或某項功能要求而不能良好工作的狀態(tài)。極限狀態(tài)：當整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)而不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求時，則此特定狀態(tài)稱為該結構的極限狀態(tài)。二、極限狀態(tài)的分類正常使用極限狀態(tài)

承載能力極限狀態(tài)

極限狀態(tài)歐洲混凝土協(xié)會國際預應力混凝土協(xié)會國際標準化組織我國的可靠度標準、各種規(guī)范三、承載能力極限狀態(tài)對應于結構或構件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形的狀態(tài)。超過承載能力極限狀態(tài)結構構件或連接處因超過材料強度而破壞，或因過度的變形而不能繼續(xù)承載。結構轉變成機動體系整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡

（滑動、倒塌）結構或結構構件喪失穩(wěn)定（柱的壓曲失穩(wěn)）4321地基喪失承載力而破壞7結構或結構構件的疲勞破壞6結構因局部破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌5四、正常使用極限狀態(tài)對應于結構或構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值的狀態(tài)。影響正常使用或外觀的變形影響正常使用或耐久性能的局部損壞影響正常使用的振動影響正常使用的其它特定狀態(tài)超過正常使用極限狀態(tài)結構設計原理作用組合一、承載能力極限狀態(tài)計算時作用組合——基本組合

二、正常使用極限狀態(tài)計算時作用組合——頻遇組合

二、正常使用極限狀態(tài)計算時作用組合——準永久組合

荷載效應組合（建筑規(guī)范）一般結構構件：選下列計算中較大者。（1）由可變荷載控制時（2）由永久荷載控制時1.基本組合一、承載能力極限狀態(tài)的荷載效應組合式中：

–––結構重要性系數(shù)；安全等級為一級或使用年限為100年時，安全等級為二級或使用年限為50年時，安全等級為三級或使用年限為5年時。按結構的重要性劃分結構的安全等級一級：重要建筑二級：一般建筑三級：次要建筑

–––荷載分項系數(shù)，當其效應對結構不利時，

由可變荷載效用控制時，由永久荷載效應控制時；當其效應對結構有利時，一般情況下取1.0，驗算傾覆、滑移或漂浮時取0.9；

–––活載分項系數(shù)，一般情況下取1.4，當活載標準值大于的工業(yè)房屋樓面結構取1.3；

–––恒載標準值所產生的內力；

–––活載標準值所產生的內力，i=1的活荷載為主導活荷載；

–––第i個可變荷載的組合系數(shù)。偶然荷載的代表值不乘分項系數(shù)；2.偶然組合與偶然荷載同時出現(xiàn)的其他荷載采用適當?shù)拇碇担桓鞣N情況下荷載效應的設計值公式由有關規(guī)范另定。標準組合：主要用于當一個極限狀態(tài)被超越時將產生嚴重的永久性損壞的情況。二、正常使用極限狀態(tài)的荷載效應組合頻遇組合：主要用于當一個極限狀態(tài)被超越時將產生局部損壞、較大變形或短暫震動等的情況。準永久組合：主要用于當長期效應是決定性因素的一些情況。荷載的分類及代表值（建筑規(guī)范）一、荷載分類1.永久荷載(恒荷載)：大小、方向、作用點不隨時間改變或改變很小可以忽略不計的荷載為永久荷載。如自重、土壓力、預應力等；按照荷載是否隨時間變化可以分為以下3類：2.可變荷載(活荷載)

：大小、方向或作用點隨時間改變而變化的荷載為可變荷載。如樓面和屋面活載、風荷載、雪荷載、吊車荷載、車輛荷載等；3.偶然荷載：結構使用期間可能不出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，其作用時間短、效應大的荷載為偶然荷載。如爆炸力，撞擊等。二、荷載的代表值1.標準值由設計基準期內最大荷載概率分布的某一分位值確定的荷載值，是永久荷載的唯一代表值。直升飛機坪：樓面：屋面：不上人屋面

上人屋面

屋頂花園樓面和屋面荷載的標準值可查荷載規(guī)范得到。如：荷載規(guī)范中的荷載值不包括隔墻重量和二次裝修重量。

頻遇值結構上時而出現(xiàn)的較大值,但小于標準值。計算裂縫變形時用。頻遇值

=ψf×標準值

t/T<0.12.