结构按极限状态法设计计算的原则.ppt

2 结构按极限状态法设计计算的原则,1、 概率极限状态设计法的基本概念 2、 我国公路桥涵设计规范的计算原则 3、 材料强度的取值 4、 作用、作用的代表值和作用效应组合,主要内容,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.1 概率极限状态设计法的基本概念,设计：在预定的作用及材料性能下，确定构件按功能要求所需要的截面 尺寸、配筋及构造要求。,设计计算方法的发展： 容许应力计算法 破坏阶段法 极限状态计算法,概率极限状态设计法：把影响结构可靠性的各种因素均视为随机 变量，以大量现场实测资料和实验数据为 基础，运用统计数学的方法，寻求各变量 的统计规律，确定结构的可靠度来度量结 构的可靠性。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.1 概率极限状态设计法的基本概念,2.1.1 结构可靠性和可靠度 （1）结构的四大功能,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.1 概率极限状态设计法的基本概念,2.1.1 结构可靠性和可靠度 （2） 结构的三大性能 安全性、适用性和耐久性。 （3） 结构的可靠度 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成上述预 定功能的概率。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.1 概率极限状态设计法的基本概念,2.1.1 结构可靠度与极限状态 （1） 极限状态 当整个结构或一部分超过某一特定状态 而不能满足设计规定的某 一功能要求时，这个特定状态。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.1 概率极限状态设计法的基本概念,2.1.2 结构可靠度与极限状态 （2）三种极限状态 承载能力极限状态、正常使用极限状态、 破坏-安全极限状态,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.1 概率极限状态设计法的基本概念,2.1.2 结构可靠度与极限状态,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.1 概率极限状态设计法的基本概念,2.1.2 结构可靠度与极限状态,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.1 概率极限状态设计法的基本概念,2.1.2 结构可靠度与极限状态,（1）作用 结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。 直接作用 ：施加在结构上的集中荷载和分布荷载。 间接作用 ：引起结构外加变形和约束变形的因素。如地震，基 础沉降，混凝土收缩，温度变化等。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.1 概率极限状态设计法的基本概念,2.1.2 结构可靠度与极限状态,（2）作用效应（s） 作用于结构构件上，在结构内产生的内力和变形。 (3) 结构抗力（R） 指结构构件承受内力和变形的能力。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.2 我国公路桥涵设计规范（JTG D62-2004）的计算原则,2.2.1 三种设计状况,1）持久状况：在结构使用过程中一定出现，持续时间很长的状 况。必须进行承载能力极限状态和正常使用极限 状态的验算。 2）短暂状况：施工和使用过程中出现的状况。进行承载力极限 状态限状态验算，需要时才进行正常使用极限状 态的验算。 3）偶然状况：遇到地震等状况。只进行承载能力极限状态。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.2 我国公路桥涵设计规范（JTG D62-2004）的计算原则,2.2.2 承载能力极限状态计算表达式,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.2 我国公路桥涵设计规范（JTG D62-2004）的计算原则,2.2.2 承载能力极限状态计算表达式,基本表达式,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.2 我国公路桥涵设计规范（JTG D62-2004）的计算原则,2.2.3 持久状况正常使用极限状态计算表达式,基本表达式,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.3 材料强度的取值,2.3.1 材料强度指标的取值原则,1）材料强度的标准值fk 基本代表值。在符合规定质量的材料强度实测值的总体中，材 料的强度标准值具有不小于95%的保证率。,2）材料强度的设计值fd 标准值除以材料性能分项系数,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.3 材料强度的取值,2.3.2 混凝土强度标准值和强度设计值,1）立方体抗压强度标准值fcu,k C20-C80，以5MPa进级，共13级。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.3 材料强度的取值,2.3.2 混凝土强度标准值和强度设计值,2）轴心抗压强度标准值fck和抗压强度标准值ftk,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.3 材料强度的取值,2.3.2 混凝土强度标准值和强度设计值,3）轴心抗压强度设计值fcd和抗压强度设计值ftd 标准值/1.45 见P493表1-1。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.3 材料强度的取值,2.3.3 钢筋强度标准值和强度设计值,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.4 作用、作用的代表值和作用效应组合,2.4.1 公路桥涵结构上作用的分类,1永久荷载：在设计使用期内，其值不随时间变化，或其变化与 平均值相比可忽略不计的荷载。 2可变荷载：在设计使用期内，其值随时间变化，且其变化与平 均值相比不可忽略的荷载。 3. 偶然荷载：在设计使用期内，不一定出现，但一旦出现，其值 很大且持续时间很短的荷载。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.4 作用、作用的代表值和作用效应组合,2.4.2 作用的代表值,1）作用的标准值 基本代表值。最大概率分布的数值。 永久作用采用标准值作为代表值。可变作用也有代表值。,2）可变作用的频遇值 结构上较频繁出现且量值较大的荷载作用取值 可变作用标准值乘以频遇系数。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.4 作用、作用的代表值和作用效应组合,2.4.2 作用的代表值,3）可变作用的准永久值 结构上经常出现且量值较小的荷载作用取值 可变作用标准值乘以准永久系数。,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.4 作用、作用的代表值和作用效应组合,2.4.3 作用效应组合,1）承载能力极限状态作用效应组合,基本组合,偶然组合,2 结构按极限状态法设计计算的原则,2.4 作用、作用的代表值和作用效应组合,2.4.3 作用效应组合,2）正常使用极限状态