对于承载能力极限状态
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❖ 3.3.1 可靠度、失效概率、可靠指标 结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预 定的功能的概率,称为结构可靠度。用Ps表示。 结构不能完成预定功能,即Z<0或R<S的概率 即为失效概率。用Pf表示。 Ps +Pf =1
β称为可靠指标
3.3.2 目标可靠指标
《标准》对一般工业与民用建筑结构所规定的、作为设计
3.1.2 结构可靠度和安全等级
结构可靠性是指结构在规定的时间内(即设计使 用年限),在规定的条件下(结构正常的设计、施 工、使用和维修条件),完成预定功能(如承载力、 刚度、稳定性、抗裂性、耐久性和动力性能等) 的能力。
结构可靠度是指结构在规定的时间内,在规定 的条件下,完成预定功能的概率,即结构可靠 度是结构可靠性的概率度量。
依据的可靠指标,称为目标可靠指标[β]
3.3.3 极限状态设计表达式
1 承载能力极限状态设计表达式
S——承载能力极限状态的荷载效应(内力)组合的设计值 。 对于承载能力极限状态,结构构件应按荷载效应的基本组合
进行计算,必要时尚应按荷载效应的偶然组合进行计算。 对于基本组合,其内力组合设计值可按以下两公式中最不利
偶然作用—在设计基准期内出现或不一定出现,而一旦出现 其量值很大且持续时间很短的作用。
2.按随空间位置的变异分类
固定作用—在结构空间位置上具有固定分布的作用。 可动作用—在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布的作
用。 3.按结构的反应分类
静态作用—使结构产生的加速度可忽略不计的作用。 动态作用—使结构产生的加速度不可忽略的作用。
3.2.2 荷载代表值
建筑结构设计时,对不同荷载应采用不同的设 计值。 对永久荷载应采用标准值作为代表值; 对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、 频遇值或准永久值作为代表值; 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表 值。
1.荷载标准值 荷载的基本代表值,是指结构 在其使用期间, 正常情况下可能出现的最大荷载 值。
2.荷载频遇值 是正常使用极限状态按频遇组 合设计采用的一种可 变荷载代表值 。
3.荷载准永久值 是正常使用极限状态按准永久 组合和频遇组合设计采用的一种可变荷载代表 值。
4. 荷载组合值 是当结构承受两种或两种以上可 变荷载时,承载能力极限状态按基本组合设计 和正常使用极限状态按标准组合设计采用的可 变荷载代表值。
结构抗力——结构或结构构件承受内力和变形 的能力(如构件的承载能力、刚度等)。
结构上的作用、作用效应、结构抗力均是随机变量
结构上的作用分类
1.按随时间的变异分类:
永久作用 —在设计基准期内其量值不随时间变化,或其变化 与平均值相比可以忽略不计的作用。
可变作用—在设计基准期内其量值随时间变化,且其变化与平 均值相比不可忽略的作用。
3.2.3 材料强度标准值
❖ 具有不小于95%的保证率的材料强度值称为材料 强度标准值 1.钢材的强度标准值 《规范》将热轧钢筋的强度 标准值取为冶金部门颁布的屈服强度废品限值 , 其保证率为97.73%。 2.混凝土的强度标准值 取保证率为95%的强度值 为混凝土强度标准值
3.3 概率统计极限状态设计方法
《建筑结构可靠度设计统一标准》将结构的极 限状态分为两类:承载能力极限状态Leabharlann Baidu正常使 用极限状态。
承载能力极限状态 ——结构或结构构件达到最 大承载能力或不适于继续承载的变形。
(1) 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡,如雨 篷压重不足而倾覆、烟囱抗风不足而倾倒、挡土墙抗 滑不足在土压力作用下而整体滑移等。
3.1.5 结构的极限状态方程
结构极限状态方程可写 为: Z=R—S=0 当Z>0时, 结构处于可 靠状态, 当Z=0时, 结构处于极 限状态, 当Z<0时, 结构处于失 效状态。
3.2 荷载和材料强度的取值
3.2.1 荷载 结构上的荷载可分成三类: 永久荷载—在结构使用期内,其值随时间因素 的变化不大,或其变化与其平均值相比可以忽 略的荷载。 可变荷载—在结构使用期内,其值随时间变化, 且其变化与其平均值相比不可以忽略的荷载。 偶然荷载—在设计使用期内不一定出现,一旦 出现其值很大且持续时间很短的荷载。
(4) 影响正常使用的其它特定状态,如相对沉降量过大 等。
3.1.4 结构上的作用F、作用效应S、结
构抗力R
结构上的作用——施加在结构上的集中力或分 布力(直接作用,也称为荷载)和引起结构外 加变形或约束变形的原因(间接作用)。
作用效应——由于直接作用或间接作用作用于 结构构件上,在结构内产生的内力和变形(如轴 力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等)。
结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件
不需进行大修即可按其预定目的使用的时期 。
建筑结构的安全等级在进行建筑结构的设计时,应根
据结构破坏可能产生的各种后果(危及人的生命、造成经 济损失、产生社会影响等)的严重性,采用不同的安全等
级。
3.1.3 结构的极限状态
结构的极限状态是指整个结构或结构的一部分 超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一 功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。
正常使用极限状态 ——结构或结构构件达到正 常使用或耐久性能的某项规定限值。
(1) 影响正常使用或外观的变形,如吊车梁变形过大导 致吊车不能正常行驶、梁挠度过大影响外观等。
(2) 影响正常使用或耐久性能的局部损坏,如水池池壁 开裂漏水不能正常使用、如裂缝过宽导致钢筋锈蚀等。 (3) 影响正常使用的振动,如由于机器振动而导致结构 的振幅超过按正常使用要求所规定的限位等。
值确定:
对于一般排架和框架结构,可采用下列简化公式:
2 正常使用极限状态设计表达式
•Sd≤C C——设计对变形、裂缝等规定的相应限值。 Sd——变形、裂缝等荷载效应设计值。 标准组合:
(2) 结构构件或其连接因超过材料强度而破坏(包括疲 劳破坏),如轴心受压构件中混凝土达到了轴心抗压强 度、构件的钢筋因锚固长度不足而被拔出等;或因变 形过大而不适于继续承受荷载。
(3) 结构转变为机动体系,如构件发生三铰共线而形成 机动体系,丧失承载能力。
(4) 结构或构件丧失稳定,如细长柱到达临界荷载后压 屈失稳而破坏。
β称为可靠指标
3.3.2 目标可靠指标
《标准》对一般工业与民用建筑结构所规定的、作为设计
3.1.2 结构可靠度和安全等级
结构可靠性是指结构在规定的时间内(即设计使 用年限),在规定的条件下(结构正常的设计、施 工、使用和维修条件),完成预定功能(如承载力、 刚度、稳定性、抗裂性、耐久性和动力性能等) 的能力。
结构可靠度是指结构在规定的时间内,在规定 的条件下,完成预定功能的概率,即结构可靠 度是结构可靠性的概率度量。
依据的可靠指标,称为目标可靠指标[β]
3.3.3 极限状态设计表达式
1 承载能力极限状态设计表达式
S——承载能力极限状态的荷载效应(内力)组合的设计值 。 对于承载能力极限状态,结构构件应按荷载效应的基本组合
进行计算,必要时尚应按荷载效应的偶然组合进行计算。 对于基本组合,其内力组合设计值可按以下两公式中最不利
偶然作用—在设计基准期内出现或不一定出现,而一旦出现 其量值很大且持续时间很短的作用。
2.按随空间位置的变异分类
固定作用—在结构空间位置上具有固定分布的作用。 可动作用—在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布的作
用。 3.按结构的反应分类
静态作用—使结构产生的加速度可忽略不计的作用。 动态作用—使结构产生的加速度不可忽略的作用。
3.2.2 荷载代表值
建筑结构设计时,对不同荷载应采用不同的设 计值。 对永久荷载应采用标准值作为代表值; 对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、 频遇值或准永久值作为代表值; 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表 值。
1.荷载标准值 荷载的基本代表值,是指结构 在其使用期间, 正常情况下可能出现的最大荷载 值。
2.荷载频遇值 是正常使用极限状态按频遇组 合设计采用的一种可 变荷载代表值 。
3.荷载准永久值 是正常使用极限状态按准永久 组合和频遇组合设计采用的一种可变荷载代表 值。
4. 荷载组合值 是当结构承受两种或两种以上可 变荷载时,承载能力极限状态按基本组合设计 和正常使用极限状态按标准组合设计采用的可 变荷载代表值。
结构抗力——结构或结构构件承受内力和变形 的能力(如构件的承载能力、刚度等)。
结构上的作用、作用效应、结构抗力均是随机变量
结构上的作用分类
1.按随时间的变异分类:
永久作用 —在设计基准期内其量值不随时间变化,或其变化 与平均值相比可以忽略不计的作用。
可变作用—在设计基准期内其量值随时间变化,且其变化与平 均值相比不可忽略的作用。
3.2.3 材料强度标准值
❖ 具有不小于95%的保证率的材料强度值称为材料 强度标准值 1.钢材的强度标准值 《规范》将热轧钢筋的强度 标准值取为冶金部门颁布的屈服强度废品限值 , 其保证率为97.73%。 2.混凝土的强度标准值 取保证率为95%的强度值 为混凝土强度标准值
3.3 概率统计极限状态设计方法
《建筑结构可靠度设计统一标准》将结构的极 限状态分为两类:承载能力极限状态Leabharlann Baidu正常使 用极限状态。
承载能力极限状态 ——结构或结构构件达到最 大承载能力或不适于继续承载的变形。
(1) 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡,如雨 篷压重不足而倾覆、烟囱抗风不足而倾倒、挡土墙抗 滑不足在土压力作用下而整体滑移等。
3.1.5 结构的极限状态方程
结构极限状态方程可写 为: Z=R—S=0 当Z>0时, 结构处于可 靠状态, 当Z=0时, 结构处于极 限状态, 当Z<0时, 结构处于失 效状态。
3.2 荷载和材料强度的取值
3.2.1 荷载 结构上的荷载可分成三类: 永久荷载—在结构使用期内,其值随时间因素 的变化不大,或其变化与其平均值相比可以忽 略的荷载。 可变荷载—在结构使用期内,其值随时间变化, 且其变化与其平均值相比不可以忽略的荷载。 偶然荷载—在设计使用期内不一定出现,一旦 出现其值很大且持续时间很短的荷载。
(4) 影响正常使用的其它特定状态,如相对沉降量过大 等。
3.1.4 结构上的作用F、作用效应S、结
构抗力R
结构上的作用——施加在结构上的集中力或分 布力(直接作用,也称为荷载)和引起结构外 加变形或约束变形的原因(间接作用)。
作用效应——由于直接作用或间接作用作用于 结构构件上,在结构内产生的内力和变形(如轴 力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等)。
结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件
不需进行大修即可按其预定目的使用的时期 。
建筑结构的安全等级在进行建筑结构的设计时,应根
据结构破坏可能产生的各种后果(危及人的生命、造成经 济损失、产生社会影响等)的严重性,采用不同的安全等
级。
3.1.3 结构的极限状态
结构的极限状态是指整个结构或结构的一部分 超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一 功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。
正常使用极限状态 ——结构或结构构件达到正 常使用或耐久性能的某项规定限值。
(1) 影响正常使用或外观的变形,如吊车梁变形过大导 致吊车不能正常行驶、梁挠度过大影响外观等。
(2) 影响正常使用或耐久性能的局部损坏,如水池池壁 开裂漏水不能正常使用、如裂缝过宽导致钢筋锈蚀等。 (3) 影响正常使用的振动,如由于机器振动而导致结构 的振幅超过按正常使用要求所规定的限位等。
值确定:
对于一般排架和框架结构,可采用下列简化公式:
2 正常使用极限状态设计表达式
•Sd≤C C——设计对变形、裂缝等规定的相应限值。 Sd——变形、裂缝等荷载效应设计值。 标准组合:
(2) 结构构件或其连接因超过材料强度而破坏(包括疲 劳破坏),如轴心受压构件中混凝土达到了轴心抗压强 度、构件的钢筋因锚固长度不足而被拔出等;或因变 形过大而不适于继续承受荷载。
(3) 结构转变为机动体系,如构件发生三铰共线而形成 机动体系,丧失承载能力。
(4) 结构或构件丧失稳定,如细长柱到达临界荷载后压 屈失稳而破坏。