第三章按近似概率理论的极限状态设计法.ppt
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1、第三章 按近似概率理论的极限状态设计法,混凝土结构原理,台州学院 建筑工程系 邱战洪,3.1.1 结构的功能要求,安全性:结构在正常施工和使用时应能承受可能出现的各种荷载及外部作用,以及在偶然事件发生时及发生后能保持必需的整体稳定性。,安全性、适用性、耐久性,适用性:结构在正常使用时有良好的工作性能。,耐久性:结构在正常维护下,材料性能虽随时间变化,但仍能满足预定功能要求。,3.1 结构的功能要求,3.1.2 结构上的作用、结构抗力,“作用”:使结构或构件产生内力、变形和裂缝的原因。,3.1 结构的功能要求,结构由于各种原因,引起内力和变形称为作用效应。,内力:轴力、弯矩、剪力、扭矩;,变形:
2、挠度、转角、裂缝。,3.1 结构的功能要求,作用效应取决于作用的方式及结构或构件的几何尺寸及支承条件。(见下例),简支梁在跨中一集中荷载作用下跨中弯矩,例:,简支梁在均布荷载作用下跨中弯矩,S = cQ,c 荷载效应系数,Q 荷载,3.1 结构的功能要求,结构抗力是指结构或构件承受作用效应的能力。,结构抗力的影响因素:,材料性能的不确定性,材料几何参数的不确定性,计算模式的不确定性,3.1 结构的功能要求,是结构或其构件能够满足前述某一功能要求的临界状态。超过这一界限,结构或其构件就不能满足设计规定的该项功能要求而进入失效状态。,3.2.1 极限状态的定义:,3.2 结构极限状态,极限状态的分
3、类:,承载能力极限状态,正常使用极限状态,极限状态的 表现形式:,(承):刚体失去平衡,材料强度不足,结构转变为机构,失稳,(正):过大的变形,影响正常使用或耐久性能的局部损坏,过大的振动,3.2 结构极限状态,结构或构件能否完成预定功能与结构的荷载效应S与结构的抗力R有关。,3.2.2 极限状态分类,3.2 结构极限状态,可靠概率有多大?,Z 0,,即RS 结构可靠,Z = 0,,即R=S 结构处于极限状态。,即RS 结构失效,Z 0,,失效概率有多大?,3.2 结构极限状态,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。,所有结构构件均应进行承载力计算,对某些构件还需进行变形和裂
4、缝宽度的验算。,3.3.1结构的可靠度,规范规定:,3.3 概率极限状态设计方法,结构的效应S及结构的抗力R均符合正态分布,因此结构的功能函数也符合正态分布。如图:,图中Z0部分(阴影)面积即为失效概率Pf,3.3 概率极限状态设计方法,Pf 计算复杂,但(由图看出)均值Z向右移Pf 减小,可靠度加大。,令, 越大, Pf 越小 ,结构越可靠。,3.3 概率极限状态设计方法,在确定结构的可靠指标 时,应该使结构的失效概率降低到人们可以接受的程度,做到既安全可靠又经济合理。,统一标准规定 :, 的取值与构件的破坏类型及结构的重要性有关。, ,3.3.2 结构目标可靠度,3.3 概率极限状态设计方
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