混凝土结构设计原理PPT课件第2章结构按极限状态法设计原则

结构设计计算方法的演变过程：,1.容许应力法,以弹性理论为基础，但未考虑材料的塑性。,计算在标准荷载作用下，构件任意一点的应力不大于规定的容许应力。,容许应力由材料的强度除以安全系数得到。,2.破坏阶段计算法,计算结构构件的承载力时，充分考虑了材料的塑性性能。,按材料标准极限强度计算的承载能力必须大于最大荷载产生的内力。,计算的最大荷载由规定的标准荷载乘以单一的安全系数而得到。,3.极限状态法,规定了结构的极限状态。,安全系数分为：荷载系数、材料系数、工作条件系数,部分荷载系数和材料系数基本上根据统计资料用概率来确定的。,4、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，以大量的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，确定结构的失效概率来表示结构的可靠性。,以可靠度理论为基础。,2.1概率极限状态法设计的基本概念,2.可靠度,设计基准期,正常设计正常施工正常使用,4.结构的极限状态,（1）承载能力极限状态这种极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形。,整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑动、倾覆等）；结构构件或连接处因超过材料强度而破坏；结构转变成机动体系；结构或构件丧失稳定；,（2）正常使用极限状态这种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值的状态。,影响正常使用或外观的变形；影响正常使用或耐久性能的局部损坏（如过大的裂缝宽度）影响正常使用的振动；影响正常使用的其它特定状态。,（3）破坏-安全极限状态又称为条件极限状态，超过这种极限状态而导致的破坏，允许结构发生局部的破坏，而对以发生局部破坏的结构的其它部分，应当具有适当的可靠度，能继续承受降低了的设计荷载。,2.1.3结构的失效概率与可靠度指标,影响工程结构可靠度的两个综合变量：,对功能函数作一次观测，可能出现以下三种情况（如图）：,S,结构的极限状态方程为：Z=g（R,S）=R-S=0,R和S都服从正态分布，则Z也符合正态分布，Z的概率密度为：,则结构的失效概率为：,可靠度指标：,2.1.5目标可靠度,定义：用作公路桥梁结构设计依据的可靠度。,确定方法：校准法。即根据各基本变量的统计参数和概率分布模型，运用可靠度的计算方法，揭示以往规范隐含的可靠度，以此作为确定目标可靠指标的依据。,2.2我国公路桥涵设计规范（JTGD62-2004）的计算原则,2.2.1设计状况,设计状况,2.2.2承载能力极限状态计算表达式,表达式：,按照公路桥涵的受力特点，还要求对钢筋混凝土及预应力混凝土受力构件按短暂状况设计时计算其在制作、运输及安装等施工阶段由自重、施工荷载产生的应力，并不超过规定的限值；按持久状况设计的预应力混凝土受弯构件，应计算其使用阶段的应力，并不超过限值，按照弹性理论计算。,2.3材料强度的取值,2.3.1材料强度标准的取值原则,1）材料强度的标准值,2）材料强度的设计值,混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度取1.45,热轧钢筋和精轧螺纹钢筋取1.2,高强钢丝钢绞线取1.45,轴心抗压强度标准值,2.4作用、作用代表值和作用效应组合,2.4.1公路桥涵结构上的作用分类,按其随时间的变异性和出现的可能性分为：永久作用、可变作用、偶然作用。,2.4.2作用的代表值,作用的标准值,作用的频遇值,