第二章_建筑结构的功能要求和极限状态

在正常维护的条件下，预计使用时期内和 指定的工作环境中能保证结构满足既定功能要
求的性能 。 影响耐久性因素主要两个方面：

混凝土耐久性 钢筋锈蚀
第五节、混凝土结构的耐久性 二、混凝土结构耐久性设计规定 1、混凝土结构的使用环境的分类 《混凝土结构设计规范》混凝土结构使用环 境分为五大类，作为耐久性设计的主要依据 ；
建筑物类型 设计使用年限
重要建筑物 一般建筑物 次要建筑物 100年及以上 50年 5年及以下
荷载效应组合的设计值 应从下列组合中取最不利值确定：
由可变荷载效应控制组合
S G SGk Q1SQ1k Qi ci SQik
i 2
n
由永久荷载效应控制组合
S G SGk Qi ci SQik

承载能力极限状态 正常使用极限状态
例题
态概念
钢筋混凝土简支梁的可靠、失效和极限状
钢筋混凝土简支梁的可靠、失效和极限状态概念 结构的功能 安全性 适用性 耐久性 受弯承载力 挠度变形 裂缝宽度 可靠 极限状态 失效
M < Mu f < [f]
M = Mu f = [f]
M > Mu f > [f]
标准组合：
Sk SGk SQ1k ci SQik
i 2
n
频遇组合：
Sf SGk f1SQ1k qi SQik
i 2
n
Biblioteka Baidu
准永久组合： S S q Gk

i 1
n
qi
SQik

仅适用于荷载效 应为线性的情况
第四节 概率极限状态设计法
第五节、混凝土结构的耐久性 一、混凝土结构的耐久性
第二章 混凝土结构基本计算原则
本章提要： 本章主要介绍我国现行规范所采用的以概率理 论为基础的极限状态设计方法的基本概念。讲述概 率极限状态设计表达式其内涵和应用；给出了混凝 土结构耐久性的规定。
第一节 建筑结构的功能要求和极限状态 第二节 结构上的作用与作用效应S 第三节 结构抗力R 第四节 概率极限状态设计法 第五节、混凝土结构的耐久性
结构的安全等级 结构的功能要求 使用年限 建筑结构的功能 极限状态 承载能力极限状态 正常使用极限状态
按近似概率论的 极限状态设计法
极限状态方程（Z=R-S） 按近似概率论的 极限状态设计法
结构的可靠度
失效概率
分项系数
实用设计表达式
承载能力极限状态设计表达式 正常使用极限状态设计表达式
按极限状态设计时材料强度和荷载取值
fc
c
f ck
fy
f yk
s
第四节 概率极限状态设计法 一、功能函数与极限状态方程
用来描述结构构件完成 预定功能状态的函数称为功 能函数Z:
Z g R, S R S
二、结构的可靠度与失效概率

可靠概率Ps
结构能完成预定功能的概率

失效概率Pf（见下页表格）
不能完成预定功能的概率
第五节、混凝土结构的耐久性
第五节、混凝土结构的耐久性 二、混凝土结构耐久性设计规定
2、设计使用年限与耐久性等级的划分
混凝土规范把设计使用年限与耐久性结合，将 设计使用年限（耐久性）划分为四类；
第五节、混凝土结构的耐久性 3、结构耐久性对混凝土的要求
直接作用
[本章小结]
结构上的作用
间接作用
极限状态
第二节 结构上的作用与作用效应S 一、结构上的作用与荷载 2、荷载的分类和荷载效应
1、按随时间的变异分类 可变荷载 永久荷载 偶然荷载 2、按随空间位置的变异分类 固定荷载 自由荷载 3、按结构的反应特点分类 静态荷载
动态荷载
第二节 结构上的作用与作用效应S 二、结构上的荷载效应S 荷载效应是结构由于各种作用引起的内 力和变形的总称，用S表示。 三、荷载代表值
i 1
n
第四节 概率极限状态设计法 2、正常使用极限状态设计表达式：
S C
S___正常使用极限状态的荷载效应(变形\裂缝宽度等)组 合设计值 C___结构构件达到正常使用要求的规定限值
正常使用极限状态计算主要进行变形验算p388和裂缝控制 验算。P389 如：屋盖楼盖及楼梯构件，当长度小于7m时，挠度限制为 1/200；钢筋混凝土结构环境类别为一类，裂缝控制等级为 三级，即0.3mm（or 0.4mm;年平均湿度<60%时）

可靠指标β ： Z

Z

R S
2 2 R S
第四节 概率极限状态设计法 三、建筑结构的安全等级和目标可靠指标 《建筑结构可靠度设计统一标准》根据建 筑结构破坏后果的严重程度，将建筑结构划 为三个安全等级： 表2-2 结构的安全等级划分
结构安 全等级 一级 二级 三级
破坏后果
很严重 严重 不严重
可变荷载频遇值 = 可变荷载标准值×ψf
可变荷载组合值 =可变荷载标准值×ψc
第三节 结构抗力R
一、结构抗力概念
表示结构或结构构件承受和抵抗荷载效应的能 力，用R表示。如承载力、刚度、抗裂度等 二、结构构件的材料强度 材料强度标准值是结构设计时采用的材 料性能的基本代表值，以材料强度概率分布 的某一分位值来确定。 三、材料强度的设计值 材料强度的设计值用于承载力计算时的 材料强度的代表值 。P27(式2-5)
《建筑结构荷载规范》将荷载分为三类：
永久荷载 可变荷载 偶然荷载
第二节 结构上的作用与作用效应S 三、荷载的代表值 《建筑结构荷载规范》对不同功能设计的荷载 给予了相应的规定量值，这种量值，称为荷载的 代表值。 几种荷载的代表值
标 准 值 —— 由《建筑结构荷载规范》(p387)给出
可变荷载准永久值 = 可变荷载标准值×ψq
wmax< [wmax] wmax= [wmax] wmax> [wmax]
第二节 结构上的作用与作用效应S 一、结构上的作用与荷载 1、作用与荷载的定义 直接施加在结构上的力及引起结构变形 的原因统称为“作用”。 荷载的分类和荷载效应 《建筑结构可靠度设计统一标准》将结 构上的荷载作如下分类：
第一节 建筑结构的功能要求和极限状态 一、建筑结构的功能要求 建筑结构设计的目的： 使结构在正常施工和正常使用的条件 下，满足各项预定的功能要求，并取得最 佳的经济效果。

建筑结构功能要求主要包括： 安全性
适用性
耐久性
第一节 建筑结构的功能要求和极限状态 二、结构的极限状态 结构或结构的一部分超过某一特定的状 态就不能满足设计规定的某一功能要求。 极限状态分类