结构的设计方法
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特点： ①安全系数K是一个大于1 的数字。 K越大，结构的安全度就越高，同时材料的用量就越多。
②没有考虑结构多样性的要求。
只考虑了结构的承载能力，没有考虑其正常使用时的裂 缝、变形。
③安全系数的确定主要凭借经验，缺乏严格科学依据。
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1.过去使用的设计方法 （2）破损阶段设计法——20世纪30年代
特点： ①安全系数的选取已从纯经验性到了部分采用概率统 计值。 ②设计方法的本质依然是一种半经验半概率的方法。
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1.过去使用的设计方法
（3）多系数极限状态设计法
我国的《钢筋混凝土结构设计规范》（GBJ-66）采用的是 多系数极限状态设计法，《钢筋混凝土结构设计规范》 （TJ10-74）采用的是单系数极限状态设计法，都属于半 概率半经验的极限状态设计法。其中单系数是将上述各分 项系数综合起来给出的。
建筑结构系列微课
结构设计方法
主讲人 四川建筑职业技术学院高级工程师
胡蓉
目录
过去使用的设计方法
现在使用的设计方法 未来设计方法的展望
思考题
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2
结构设计方法
基于可靠性理论的概率极限状态设计法
多系数极限状态设计法 破损阶段设计法 允许应力设计法
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3
Leabharlann Baidu
1.过去使用的设计方法 1.允许应力设计法
构件在外界作用下，某截面的最大应力σ超过材料的容许 应力时，构件即失效（破坏），即要满足：
材料强度 [ ] 安全系数
对钢筋混凝土构件
fc c [ c ] kc fs s [ s ] ks
混凝土应力
钢筋应力
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1.过去使用的设计方法 （1）允许应力设计法
构件在外界作用下，某截面内力S超过截面的极限内力 时，构件即失效（破坏）。以受弯构件为例，其计算表 达式为：
M Mu / k
式中：M为截面中的弯矩，Mu为截面所能承受的极限弯 矩，k为安全系数。
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1.过去使用的设计方法 （2）破损阶段设计法——20世纪30年代
特点： ①考虑了材料塑性和强度的充分发挥，极限荷载 可以有试验验证，构件的总安全度较为明确。 ②安全系数的确定依赖经验，且是一个定值。 ③没有考虑结构功能多样性的要求
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2.现在使用的设计方法
(4)基于可靠度理论的概率极限状态设计法
基于可靠度理论的概率极限状态设计法，是运用概率论的 方法对结构可靠性的度量给出科学的回答，明确地提出了 结构可靠度的定义及可靠度的计算公式，对结构的可靠概 率作了粗略的估计。 这个方法虽还存在着一定的近似性，但当代世界各国的设 计规范已经和将要普遍采用这个设计方法，它代表结构可 靠理论发展的新水平。 我国现行的《规范》就是采用这种理论，设计表达式仍然 采用半概率半经验极限状态的分项系数表达式，而在部分 因素的计算中引进了统计及概率的概念。
M ( ni qik ) mMu (ks f s , kc f c , a,......)
式中：qik为标准荷载或效应，ni为相应的超载系数，fs,fc为钢筋及 混凝土的强度，ks,kc为相应的均质系数，m为工作条件系 数，a为截面几何特性。
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1.过去使用的设计方法
（3）多系数极限状态设计法
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7
1.过去使用的设计方法
（3）多系数极限状态设计法——20世纪50年代
这个方法是破损阶段设计法的发展。它除了对承载力极限 状态进行设计外，还包括挠度和裂缝宽度极限状态的设 计。这已经包含了一些安全性和适用性的概念。 对于承载能力极限状态，针对荷载、材料的不同变异性， 不再采用单一系数，而是采用多系数，即多系数法。 承载能力多系数极限状态表达式为：
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3.未来设计方法的展望
全概率设计法
目前，有学者提出全过程可靠度理论，将可靠度理论应用 到工程结构设计、施工与使用全过程中，以保证结构的安 全可靠。 随着模糊数学的发展，模糊可靠度的概念正在建立。 随着计算机的发展，工程结构计算正在向精确化方向发 展，结构的非线性分析时发展趋势。 随着研究的不断深入、统计资料的不断积累，结构设计方 法将会发展至全概率极限状态设计方法。
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4.思考题
1 2
结构设计的方法最初是建立在什么基础上的？
结构的设计方法会继续发展吗？ 如何？
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谢 谢
②没有考虑结构多样性的要求。
只考虑了结构的承载能力，没有考虑其正常使用时的裂 缝、变形。
③安全系数的确定主要凭借经验，缺乏严格科学依据。
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1.过去使用的设计方法 （2）破损阶段设计法——20世纪30年代
特点： ①安全系数的选取已从纯经验性到了部分采用概率统 计值。 ②设计方法的本质依然是一种半经验半概率的方法。
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1.过去使用的设计方法
（3）多系数极限状态设计法
我国的《钢筋混凝土结构设计规范》（GBJ-66）采用的是 多系数极限状态设计法，《钢筋混凝土结构设计规范》 （TJ10-74）采用的是单系数极限状态设计法，都属于半 概率半经验的极限状态设计法。其中单系数是将上述各分 项系数综合起来给出的。
建筑结构系列微课
结构设计方法
主讲人 四川建筑职业技术学院高级工程师
胡蓉
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过去使用的设计方法
现在使用的设计方法 未来设计方法的展望
思考题
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结构设计方法
基于可靠性理论的概率极限状态设计法
多系数极限状态设计法 破损阶段设计法 允许应力设计法
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Leabharlann Baidu
1.过去使用的设计方法 1.允许应力设计法
构件在外界作用下，某截面的最大应力σ超过材料的容许 应力时，构件即失效（破坏），即要满足：
材料强度 [ ] 安全系数
对钢筋混凝土构件
fc c [ c ] kc fs s [ s ] ks
混凝土应力
钢筋应力
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1.过去使用的设计方法 （1）允许应力设计法
构件在外界作用下，某截面内力S超过截面的极限内力 时，构件即失效（破坏）。以受弯构件为例，其计算表 达式为：
M Mu / k
式中：M为截面中的弯矩，Mu为截面所能承受的极限弯 矩，k为安全系数。
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1.过去使用的设计方法 （2）破损阶段设计法——20世纪30年代
特点： ①考虑了材料塑性和强度的充分发挥，极限荷载 可以有试验验证，构件的总安全度较为明确。 ②安全系数的确定依赖经验，且是一个定值。 ③没有考虑结构功能多样性的要求
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2.现在使用的设计方法
(4)基于可靠度理论的概率极限状态设计法
基于可靠度理论的概率极限状态设计法，是运用概率论的 方法对结构可靠性的度量给出科学的回答，明确地提出了 结构可靠度的定义及可靠度的计算公式，对结构的可靠概 率作了粗略的估计。 这个方法虽还存在着一定的近似性，但当代世界各国的设 计规范已经和将要普遍采用这个设计方法，它代表结构可 靠理论发展的新水平。 我国现行的《规范》就是采用这种理论，设计表达式仍然 采用半概率半经验极限状态的分项系数表达式，而在部分 因素的计算中引进了统计及概率的概念。
M ( ni qik ) mMu (ks f s , kc f c , a,......)
式中：qik为标准荷载或效应，ni为相应的超载系数，fs,fc为钢筋及 混凝土的强度，ks,kc为相应的均质系数，m为工作条件系 数，a为截面几何特性。
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1.过去使用的设计方法
（3）多系数极限状态设计法
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1.过去使用的设计方法
（3）多系数极限状态设计法——20世纪50年代
这个方法是破损阶段设计法的发展。它除了对承载力极限 状态进行设计外，还包括挠度和裂缝宽度极限状态的设 计。这已经包含了一些安全性和适用性的概念。 对于承载能力极限状态，针对荷载、材料的不同变异性， 不再采用单一系数，而是采用多系数，即多系数法。 承载能力多系数极限状态表达式为：
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3.未来设计方法的展望
全概率设计法
目前，有学者提出全过程可靠度理论，将可靠度理论应用 到工程结构设计、施工与使用全过程中，以保证结构的安 全可靠。 随着模糊数学的发展，模糊可靠度的概念正在建立。 随着计算机的发展，工程结构计算正在向精确化方向发 展，结构的非线性分析时发展趋势。 随着研究的不断深入、统计资料的不断积累，结构设计方 法将会发展至全概率极限状态设计方法。
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4.思考题
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结构设计的方法最初是建立在什么基础上的？
结构的设计方法会继续发展吗？ 如何？
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谢 谢