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文档之家› 第一章 混凝土结构按近似概率的极限状态设计方法
第一章 混凝土结构按近似概率的极限状态设计方法
能计算简支梁、板的竖向荷载和跨中正截面的弯矩 标准值、设计值和标准值。
目录
1
混凝土结构的极限状态
2
结构的可靠度与可靠指标
3 混凝土结构按近似概率的极限状态实用表达式
§1.1 混凝土结构的极限状态
1.1.1 结构的功能要求与结构的可靠性
一、结构的功能要求
使所设计的结构能满足 各种预定的功能要求。
安全性
事件A发生可能性的大小,称为事件A的概率。以P(A)表示。
【如】:
1.如果一个骰子是公C平lic的k ,t a那d么d掷tit一le次i骰n 子he会re以等可能(概率
1/6,6种可能之一)得到1至6点的中的每一个点。
4
2.抛一个公平的硬币,则以等可能(概率1/2)出现正面或反面。
§1.2 结构的可靠度与可靠指标 频率直方图
§1.2 结构的可靠度与可靠指标
1.2.1 概率论的有关基础知识
确定性现象 在一定条件下必然会发生或者必然不发生的现象。 【如】:水100ºC沸腾;同性电荷必不相互吸引。
随机现象 在一定条件下,并不总是出现相同结果的现象。 【如】:(1)掷一枚硬币,出现正面或反面? (2)一批产品中,不合格品的数量; (3)机械加工中出现的误差;
§1.2 结构的可靠度与可靠指标
随机事件 随机现象的某些样本点构成的集合,称为事件,用大写英文字
母A、B、…、表示。
【如】:(1)掷一颗骰子,出现奇数点。
A ={ 1,3,5 };
随机变量 表示随机现象各种结果的变量。 如:抛一枚硬币, X表示正面出现的次数,它是随机变量,可
取0或1两个值。结构设计中的荷载、材料强度等
极限状态
承载力极限状态 正常使用极限状态
1.1.4 混凝土结构的极限状态
一、承载能力极限状态 结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状
态,称为承载能力极限状态。超过承载能力极限状态后,结构或构件 就不能满足安全性的要求。
当结构或 结构构件 出现下列 状态之一 时,即认 为超过了 承载能力 极限状态:
Chap1 混凝土结构按近似概 率的极限状态设计法
自考大纲
应用
理解,融会贯通,能用来解 决实际复杂问题
领会
理解,能够解释其原因
识记
记住,会背
识记
领会 应用
极限状态:①结构的功能要求;②结构的可靠性;③ 设计使用年限;④混凝土结构的两类极限状态。
概率论:①随机现象、随机变量、随机事件;②频率 和概率;③频率直方图;④平均值、标准差、变异系数; ⑤概率密度函数、概率分布函数和特征值。
正常使用极限状态对应于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。这一状态对应于适用性或耐久性的功能。
当结构或结构 构件出现下列 状态之一时, 即认为超过了 正常使用极限 状态:
1 影响正常使用或外观的变形 2 过大的裂缝(钢筋锈蚀、不安全感、漏水等) 3 过大的振动(机器振动导致结构振幅过大引起不舒适) 4 影响正常使用的其他特定状态,如相对沉降量过大等
25
易于替换的结构构件
50
普通房屋和构筑物
100
纪念性建筑和 特别重要的建筑结构
注 意
当结构的使用年 限超过设计使用 年限后,并不意 味着结构就要报 废,但其可靠性 将逐渐降低。
1.1.3建筑结构的安全等级
结构设计时,应根据房屋的重要性,采用不同的可靠度水准。 《统一标准》用结构的安全等级来表示房屋的重要性程度。划分依据 为结构破坏可能产生的后果,即危及人的生命、造成经济损失、产生 社会影响等的严重程度。
表1-1 建筑结构的安全等级
安全等级 一级 二级 三级
破坏后的影响程度 很严重 严重 不严重
建筑物的类型 重要的建筑物 一般的建筑物 次要的建筑物
1.1.4 混凝土结构的极限状态
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(安全性、适用性、耐 久性)要求,该特定状态称为该功能的极限状态。
设计工作寿命 =50年
常施工、正常 使用和维护
结构可靠性越高,建设造价投资越大。
如何在结构可靠与经济之间取得均衡,就是设计方法要解决的问题。
1.1.2结构的设计使用年限
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。
结构的设计使用年限分类
设计 使用年限
5
示例
临时性结构
①结构可靠度的概念、定义;②用失效概率来描述可 靠度的方法;③用可靠指标β来度量结构可靠度的主要原则; ④可靠指标β的实用性与近似性。
①目标可靠度[β]的概念;②用分项系数表达的方法等。
用分项系数表达的极限状态实用设计表达式的主要精 神,包括:①按近似概率的极限状态设计方法的基本思路; ②承载能力极限状态实用设计表达式的 内容及各符号的意 义;③正常使用极限状态中荷载效应的标准组合、荷载效 应的准永久组合的具体内容及各符号的意义。
结构的功能 要求
建筑结构在正常施工和正常使
用时应能承受可能出现的各种 荷载、外加变形、约束变形的 作用,以及在偶然事件(地震 、火灾、冲撞)发生时及发生 后,仍能保持必须的整体稳定 性,不发生倒塌或连续破坏。
适用性
建筑结构在正常使用 时,应能满足预定的 使用要求,如不发生 影响指标
如,测定某钢厂生产的一批HRB335级钢筋的抗拉 强度,这一现象就是随机现象,钢筋抗拉强度是随 机变量,钢筋抗拉强度的某个试验值就是随机事件。
§1.2 结构的可靠度与可靠指标
频率和概率
如果进行n次重复试验,事件A发生的次数为k,则称k/n为事 件A的发生频率。K称为频数。
建筑结构在正常维护下
耐久性
,材料性能虽随时间变 化,如不发生由于保护
层碳化或裂缝宽度开展
过多导致钢筋锈蚀,混
凝土不发生严重风化、
老化、腐蚀而影响结构
的使用寿命。
1.1.1 结构的功能要求与结构的可靠性
二. 结构的可靠性
结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能
的能力,称为结构的可靠性。
正常设计、正
1 结构或构件达到最大承载力(包括疲劳) 2 结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、滑移) 3 结构塑性变形过大而不适于继续使用 4 结构形成几何可变体系(超静定结构中出现足够多塑性铰) 5 结构或构件丧失稳定(如细长受压构件的压曲失稳)
1.1.4 混凝土结构的极限状态
二、正常使用极限状态