混凝土结构设计的基本原理

1、第二章第二章 混凝土结构设计的基本原理混凝土结构设计的基本原理 返回主目录 前进后退end 主要内容及要求主要内容及要求 1掌握工程结构极限状态的基本概念，包括结构上的作 用、对结构的功能要求、设计基准期、两类极限状态 等。 2了解结构可靠度的基本原理。 3熟悉近似概率极限状态设计法在混凝土结构设计中的 应用。 返回主目录 前进后退end 本章主要内容本章主要内容 什么是结构（结构定义） 2.1结构设计方法中的几个基本概念 2.2 结构设计方法的发展 2.3近似概率极限状态设计法的基本原理 2.4 近似概率极限状态设计法的 实用表达式 返回主目录 前进后退end 什么是结构（结构定义） 用来形

2、成一定空间及造型，并具有抵御人为和自然界施加的用来形成一定空间及造型，并具有抵御人为和自然界施加的 各种作用力，得以安全使用的骨架。各种作用力，得以安全使用的骨架。 结构设计的目的 1、满足使用的要求（可靠） 2、经济 返回主目录 前进后退end 1、 共性问题：结构应具备何种功能，结 构安全可靠的标准是什么，如何保证实 现以上标准，设计过程中如何对荷载、 材料强度计算取值等。 2、对各种不同构件进行具体设计和计算， 以及采取什么构造措施保证具体构件的 可靠性。 本章涉 及的问 题 以后章节涉 及的问题 混凝土结构设计遇到两类问题： 返回主目录 前进后退end 2.1结构设计方法中的结构设计方

3、法中的几个基本概念几个基本概念 一、结构的功能要求一、结构的功能要求 二、结构的可靠性二、结构的可靠性 三、结构上的作用和作用效应三、结构上的作用和作用效应 四、结构的抗力四、结构的抗力 五、结构功能的极限状态五、结构功能的极限状态 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 一、结构的功能要求一、结构的功能要求 1、安全性 结构在预定的使用期间内（结构在预定的使用期间内（一般为一般为5050年年），）， 应能承受在正常施工、正常使用情况下可能应能承受在正常施工、正常使用情况下可能 出现的各种荷载、外加变形（如超静定结构出现的各种荷载、外加变形（如超静定结构 的支座不均匀沉降）、约束变形（如温度

4、和的支座不均匀沉降）、约束变形（如温度和 收缩变形受到约束时）等的作用。收缩变形受到约束时）等的作用。 在偶然事件（如地震、爆炸）发生时和在偶然事件（如地震、爆炸）发生时和 发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发 生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损 失。失。 不会破坏。不会破坏。 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 2、适用性、适用性 一、结构的功能要求一、结构的功能要求 结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如 不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、不发生

5、影响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、 振动（频率、振幅），或产生让使用者感到不安的振动（频率、振幅），或产生让使用者感到不安的 过大的裂缝宽度。过大的裂缝宽度。 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 一、结构的功能要求一、结构的功能要求 3、耐久性、耐久性 结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的 耐久性。即在各种因素的影响下（耐久性。即在各种因素的影响下（混凝土碳化、钢筋混凝土碳化、钢筋 锈蚀锈蚀），），结构的承载力和刚度结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降不应随时间有过大的降 低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适低，而导致

6、结构在其预定使用期间内丧失安全性和适 用性，降低使用寿命。用性，降低使用寿命。 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 可靠性可靠性安全性、适用性和耐久性的总称安全性、适用性和耐久性的总称 就是指结构在规定的使用期限内（就是指结构在规定的使用期限内（设计工作寿命，一设计工作寿命，一 般为般为5050年年），在规定的条件下（），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常设计、正常施工、 正常使用和维护正常使用和维护），完成预定结构功能（），完成预定结构功能（安全性、耐安全性、耐 久性、适用性久性、适用性）的能力。）的能力。 结构可靠性越高，建设造价投资越大。结构可靠性越高，建设造价投资越大。 如

7、何在结构可靠与经济之间取得均衡如何在结构可靠与经济之间取得均衡，就是，就是 设计方法要解决的问题。设计方法要解决的问题。 二、结构的可靠性二、结构的可靠性 返回上级目录 显然这种可靠与经济的均衡受到多方面的影响，如国显然这种可靠与经济的均衡受到多方面的影响，如国 家经济实力、设计工作寿命、维护和修复等。家经济实力、设计工作寿命、维护和修复等。 规范规定的设计方法，是这种均衡的最低限度，也是规范规定的设计方法，是这种均衡的最低限度，也是 国家法律。国家法律。 设计人员可以根据具体工程的重要程度、使用环境和设计人员可以根据具体工程的重要程度、使用环境和 情况，以及业主的要求，提高设计水准，增加结构

8、的情况，以及业主的要求，提高设计水准，增加结构的 可靠度。可靠度。 经济的概念不仅包括第一次建设费用，还应考虑维修，经济的概念不仅包括第一次建设费用，还应考虑维修， 损失及修复的费用损失及修复的费用 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 三、结构上的作用和作用效应三、结构上的作用和作用效应 定义： 结构在施工和使用期间要承受的各种使结构产 生内力和变形的所有因素的总称。 1、结构上的作用 分类 按作按作 用形用形 式式 以力的形式作用于结构上的因素，一 般又称为结构的荷载。如结构自重、 楼面活载、屋面的雪载有及墙面的风 荷载、桥面车辆荷载、土的重力及侧 压力等 间接作用 直接作用 以变形形

9、式作用于结构上的因素，习 惯上又称为结构的外加变形或约束变 形：如地震、地基沉降、砼收缩、温 度变化、焊接变形等。 返回上级目录 按承 受时 间的 变异 性 永久作用永久作用在设计基准期内，其值不随时间变化 或变化与平均值相比可以忽略不计的作用：有结 构自重、土压力、预加应力、地基沉降以及焊接 变形等。 可变作用可变作用在设计基准期内，其值随时间变化、 且其变化值与平均值相比不可忽略的作用安装荷 载、楼面活荷载、风荷载、温度变化等 偶然作用偶然作用在设计基准期内，其值不一定出现， 而一旦出现，其量值则很大，且持续时间很短的 作用：地震、爆炸、冲击等。 返回上级目录 按空按空 间位间位 置变置变

10、 异异 固定作用固定作用 可动作用可动作用 按结按结 构的构的 反应反应 分分 静态作用静态作用 动态作用动态作用 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 2、作用效应 施加在结构上的各种作用对结构构件产生的效果。如内 力（n、v、m、t）变形（挠度、侧移）、裂缝等，常用 “s”表示。 当作用力为直接作用时，称荷载效应 v作用效应是随机变量（作用的不确定） 三、结构上的作用和作用效应 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 结构抵抗作用效应的能力，常用“r”表示。 v结构的抗力为随机变量（受材料变异、 构件几何特征和计算模式的不定性）。 四、结构的抗力 返回上级目录 返回主目录 前进后退e

11、nd 五、结构功能的极限状态 1、极限状态概念：如果整个结构或结构的一部分超如果整个结构或结构的一部分超 过某一特定状态，就不能满足预定功能的某一功能要过某一特定状态，就不能满足预定功能的某一功能要 求，此特定状态称为该功能的极限状态。求，此特定状态称为该功能的极限状态。 结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构 是是“可靠可靠”的或的或“有效有效”的。反之，则结构为的。反之，则结构为“不可不可 靠靠”或或“失效失效”。 区分结构区分结构“可靠可靠”与与“失效失效”的临界工作状态称的临界工作状态称 为为“极限状态极限状态” s r 失效失效 不同的功

12、能要求，有不同的极限状态。不同的功能要求，有不同的极限状态。 确定结构在极限状确定结构在极限状 态时的抗力态时的抗力r，则，则 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 1）承载力能力极限状态）承载力能力极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求 达到承载能力极限状态的标志达到承载能力极限状态的标志 结构或构件达到最大承载力（包括疲劳）结构或构件达到最大承载力（包括疲劳） 结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移） 结构塑性变形过大而不适于继续使用结构塑性变形过大而

13、不适于继续使用 结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰）结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰） 结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳） 五、结构功能的极限状态 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 2 2）正常使用极限状态）正常使用极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性 的功能要求。的功能要求。 达到正常使用极限状态发标志达到正常使用极限状态发标志 过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、

14、不能 正常使用（吊车）等）；正常使用（吊车）等）； 过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）；过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； 过大的振动（不舒适）；过大的振动（不舒适）； 其他正常使用要求。其他正常使用要求。 五、结构功能的极限状态 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 2、三种设计状况及极限状态设计要求、三种设计状况及极限状态设计要求 （1）持久状况：结构使用过程中一定出现其持续很长的状 况，持续期间设计使用年限为同一数量级。 （2）短暂状况：结构施工和使用过程中出现概率较大，与 设计使年限相比持续期很短的状况，如施工和维修。 （3）偶然状况：在结构使用过程中出现概率很小，且

15、持续 时间很短的状况，如火灾爆炸。 设计状况 极限状态设计要求 1、 对三种设计状况，均应进行承载能力极限状态设计； 2、 对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计； 3、 对短暂状况，可根据需要进行正常使用极根状态设计。 五、结构功能的极限状态五、结构功能的极限状态 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 由于结构工程中的不确定性，为取得安全可靠与经济由于结构工程中的不确定性，为取得安全可靠与经济 合理的均衡，在设计中需要考虑这些不确定性的影响。合理的均衡，在设计中需要考虑这些不确定性的影响。 结构设计方法就是处理这种安全可靠与经济合理的矛盾。结构设计方法就是处理这种安全可靠与经济合理的矛

16、盾。 2.2 2.2 结构设计方法的发展结构设计方法的发展 结构设计方法经历了： 容许应容许应 力法力法 破损阶破损阶 段法段法 极限状极限状 态法态法 以概率理论为基以概率理论为基 础的极限状态法础的极限状态法 返回主目录 前进后退end 容许应力设计法容许应力设计法 k f 钢筋混凝土结构的受力性能不是弹性的；钢筋混凝土结构的受力性能不是弹性的； 结构中一点达到容许应力，结构即认为失效；结构中一点达到容许应力，结构即认为失效； 没有考虑结构功能的多样性要求；没有考虑结构功能的多样性要求； 安全系数是凭经验确定的，缺乏科学依据。安全系数是凭经验确定的，缺乏科学依据。 k m m u 整个截面

17、达到极限承载力才认为失效，考虑了材料塑性整个截面达到极限承载力才认为失效，考虑了材料塑性 和强度的充分发挥，极限荷载可以直接由试验验证，构件和强度的充分发挥，极限荷载可以直接由试验验证，构件 的总安全度较为明确。的总安全度较为明确。 但安全系数但安全系数k k仍然凭经验确定，仍然凭经验确定， 没有考虑结构功能的多样性要求的问题。没有考虑结构功能的多样性要求的问题。 破损阶段设计法破损阶段设计法 返回主目录 前进后退end 除要求对承载力极限状态进行设计外，还包括的挠度和裂 缝宽度（适用性）的极限状态的设计。 对于承载力极限状态，针对荷载、材料的不同变异性，不 再采用单一的安全系数，而采用的多系

18、数表达， )()( 0 ，hba k f k f mqkm s s sk c ck uikqi 材料强度 fck 和 fsk 是根据统计后按一定保证率取其下限 分位值，反映的材料强度的变异性。 荷载值 qik 也尽可能根据各种荷载的统计资料，按一定保 证率取其上限分位值。 荷载系数 kqi ，材料强度系数 kc 和 ks 仍按经验确定，但 对于不同荷载的变异大小，可取不同的荷载系数。 极限状态设计法极限状态设计法 返回主目录 前进后退end 由于实际结构中的不确定性，因此无论如何设计结构，都 会有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。 为了科学定量的表示结构可靠性的大小，采用概率方法是 比

19、较合理的。 失效概率越小，表示结构可靠性越大。因此，可以用失 效概率来定量表示结构可靠性的大小。结构可靠性的概率度 量称为结构可靠度。 当失效概率pf小于某个值时，人们因结构失效的可能性 很小而不再担心，即可认为结构设计是可靠的。该失效概率 限值称为容许失效概率pf。 失效概率失效概率pf = p (s r) 以概率理论为基础的极限状态设计法以概率理论为基础的极限状态设计法 返回主目录 前进后退end 返回主目录 前进后退end 2.3近似概率极限状态设计法的基本原理近似概率极限状态设计法的基本原理 思路 正态分布曲线的特点 一、结构功能函数 二、失效概率 三、可靠指标与目标可靠指标 概率极限

20、状态设计法举例 返回主目录 前进后退end 2.3近似概率极限状态设计法的基本原理近似概率极限状态设计法的基本原理 设计思想：控制可靠概率或失效概率。 只考虑结构抗力（r）和作用效应（s）对结构功能的影响。 1 1、确定结构抗力（、确定结构抗力（r r）和作用效应（）和作用效应（s s）的分布规律）的分布规律 简化为正态分布简化为正态分布 2 2、确定功能函数、确定功能函数z z的分布规律的分布规律 也为正态分布也为正态分布 3 3、计算可靠概率或失效概率、计算可靠概率或失效概率 4 4、与可以接受的概率比较，确定是否满足可靠性要求。、与可以接受的概率比较，确定是否满足可靠性要求。 返回上级目

21、录 返回主目录 前进后退end 正态分布曲线的特点正态分布曲线的特点 对称轴 )(xf频率密度 x随机变量 2 2 )( 2 1 )( x exf 正态分布曲线有以下几个特点： 有且只有一个高峰； 有一根对称轴； 当 x 趋于+ 或 - 时， 曲线的纵坐标均趋向于零； 对称轴左右两边各有一个反 弯点，反弯点也对称于对称 轴。 （2）特征值 正态分布曲线有三个特征值： 平均值平均值 标准差标准差 变异系数变异系数 返回上级目录 平均值 越大，分布曲线的高峰点离开纵坐标轴的水平距离越远。 标准差 在几何意义上表示分布曲线顶点到曲线反弯点间的水平距 离，标准差 愈大时，分布曲线愈扁平，说明分布曲线的

22、变量分 布的离散性愈大。 变异系数 是衡量一批数据中各观测值的相对离散程度的一种特征数。 如果有两批数据，它们的标准差相同，但平均值不相同，则平 均值较小的这组数据中，各观测值的相对离散程度较大。 三个特征值决定正态分布曲线的基本形状。 nx n i i 1 1 1 2 n x n i i 返回上级目录 特殊概率22图 )1 (s、r p 0 )1 ( =1.0，保证率为84.13% =1.645，保证率为95% =2.0，保证率为97.7% 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 用作用效应s和结构抗力r关系式描述结构构件工作状 态的函数。 z=r-s（随机变量） z=r-s0 结构可靠

23、z=r-s0 结构的极限状态方程 （极限状态） z=r-s0 结构失效 保证结构可靠的条件保证结构可靠的条件z=r-s0，是一非确定性的问，是一非确定性的问 题。只有用概率来加以解决。题。只有用概率来加以解决。 一、结构功能函数一、结构功能函数 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 二、失效概率二、失效概率 s、 r r-s sr p 0 dzzfp f 0 （z0的概率） 工程结构可靠度设计 统一标准规定： 结构的失效概率不得超 过下值： 延性破坏结构： pf=6.910-4 脆性破坏结构： pf=1.1 10-4 f(z) z z pf z=r - s 返回上级目录 返回主目录 前进后

24、退end 三、可靠指标三、可靠指标与目标可靠指标与目标可靠指标 取 22 sr sr zz zz 结构功能函数z的平均值与标准差之比 越大，失效概率越小 与pf有一一对应关系 衡量结构可 靠性的简化 指标 值2.73.23.74.2 失效概率 pf3.510-36.910-41.110-41.310-5 可靠指标可靠指标 f(z) z z pf z=r - s 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 目标可靠指标 可以接受的失效概率所对应的可靠指标。 与结构的重要程度及破坏类型有关。 破坏类型安全等级 一级二级三级 延性破坏3.73.22.7 脆性破坏4.23.73.2 要求： 返回上级目录

25、 返回主目录 前进后退end 概率极限状态设计法举例概率极限状态设计法举例 某钢筋混凝土轴心受拉杆件，已知其荷载效应s和结构 抗力r均服从正态分布，s=16000n，s=3200n， r=34000n，r=5000n。试求可靠指标与结构失效概 率。该结构满足可靠性要求吗？ 解： 求可靠指标 03. 3 5936 18000 32005000 1600034000 2222 sr sr 相应的失效概率为 pf=1.2510-3 根据统一标准 pf =1.110-4 =3.7 f p 该结构不满足可靠性要求。 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 2.4 近似概率极限状态设计法的实用表达式近似

26、概率极限状态设计法的实用表达式 一、可靠指标转化为分项系数表示的实用表达式 二、规范中的实用表达式 返回主目录 前进后退end 一、可靠指标转化为分项系数表示的实用表达式一、可靠指标转化为分项系数表示的实用表达式 1、基本概念 2、作用效应标准值sk 3、结构抗力标准值rk 4、荷载效应设计值与结构抗力设计值 返回上级目录 返回主目录 前进后退end f (s)，f(r) s，r sk rk 1、基本概念、基本概念 一、可靠指标转化为分项系数表示的实用表达式 返回上级目录 返回主目录 前进后退end sk f (s)，f(r) s，r rk 一、可靠指标转化为分项系数表示的实用表达式 返回上级

27、目录 返回主目录 前进后退end sk f (s)，f(r) s，r rk 一、可靠指标转化为分项系数表示的实用表达式 返回上级目录 返回主目录 前进后退end sk f (s)，f(r) s，r rk 设计验算点设计验算点 s*=r* pf = pf 一、可靠指标转化为分项系数表示的实用表达式 *s *r ks s r k r 或= 返回上级目录 返回主目录 前进后退end s*r* pf 返回上级目录 返回主目录 前进后退end s*r* pf pf sk f (s)，f(r) s，r rk 一、可靠指标转化为分项系数表示的实用表达式 或 返回上级目录 返回主目录 前进后退end *rs

28、ff pp ks ss*作用效应设计值，作用效应设计值， s作用效应分项系数作用效应分项系数 r k r r * 结构抗力设计值，结构抗力设计值， r结构抗力分项系数结构抗力分项系数 一、可靠指标转化为分项系数表示的实用表达式 s、 r：大小与：大小与pf有关有关。 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 变换为： 22 sr sr z z )( 22 22 22 22 z s z r sr sr srsr 分项系数的理论推导分项系数的理论推导 假定影响结构功能的只有结构抗力r和作用效应s 两个随机变量 令功能函数为 z=r-s 则有 返回上级目录 z s s z r r 22 移项有： )

29、 1 (11 r ）（）（ z ss s z rr 变化得： )1 (rk rrr 取抗力的特征点值 定义为标准值 取作用效应的特征点值)1 ( sssk s 有 rr k r 1 r ss k s 1 s 代入（1）得 )2()1 ( 1 )1 ( -1 r k z ss ss k z rr rr s 返回上级目录 令 z rr rr r 1 1 定义为抗力分项系数 （材料分项系数） ss z ss s 1 1 定义为荷载分项系数 （3）式变为 ks r k s r sr 即 当时，依上推有： ) 3()1 ( 1 )1 ( -1 r k z ss ss k z rr rr s 定义为荷载效

30、应设计值定义为荷载效应设计值 定义为结构抗力设计值定义为结构抗力设计值 返回上级目录 作用效应作用效应s s的不确定性就主要取决于结构上作用的不确定性就主要取决于结构上作用q q的不确定性的不确定性 qcs 1 1 qcgcs qg 永久荷载永久荷载g g 可变荷载可变荷载q q 偶然荷载（作用）偶然荷载（作用） 不同的荷载，其变异情况不同。根据统计分析可以确定一个不同的荷载，其变异情况不同。根据统计分析可以确定一个 具有一定保证率（如具有一定保证率（如95%95%）的上限荷载分位值，该特征值称为）的上限荷载分位值，该特征值称为 荷载标准值（符号荷载标准值（符号g gk k，qiqik k）。

31、）。 按荷载标准值确定的荷载效应，称为荷载效应标准值按荷载标准值确定的荷载效应，称为荷载效应标准值s sk k 有多个可变荷载同时作用的情况，考虑到它们同时达到标准有多个可变荷载同时作用的情况，考虑到它们同时达到标准 值的可能性较小，考虑小于值的可能性较小，考虑小于1 1的荷载组合系数的荷载组合系数y y， n i kqiqikqkgk qicqcgcs 2 1 1 2、作用效应标准值、作用效应标准值sk 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 荷载的标准值荷载的标准值 1.定义定义 将荷载视为随机变量，采用数理统计的方法加以处理而得到将荷载视为随机变量，采用数理统计的方法加以处理而得到 的

32、具有一定概率的最大荷载值。的具有一定概率的最大荷载值。是结构在使用期间可能出现是结构在使用期间可能出现 的最大荷载值。的最大荷载值。 2.确定确定 a.结构的自重可根据结构的设计尺寸和材料的重力密度确定；结构的自重可根据结构的设计尺寸和材料的重力密度确定； b.可变荷载常与时间有关，在缺少大量统计材料的条件下，可变荷载常与时间有关，在缺少大量统计材料的条件下， 可近似按随机变量来考虑；可近似按随机变量来考虑； 荷载的设计值荷载的设计值 荷载标准值乘荷载分项系数得到的荷载值荷载标准值乘荷载分项系数得到的荷载值 荷载的标准值与设计值荷载的标准值与设计值 返回上级目录 返回主目录 前进后退end )

33、( 0 ，hbaffrr sskckk fck、fsk分别为混凝土和钢筋的强度标准值，截面尺寸分别为混凝土和钢筋的强度标准值，截面尺寸b、h0 和配筋和配筋as取设计值。取设计值。 rk的的具体表达形式是本课程的主要内容。具体表达形式是本课程的主要内容。 f(s) ssk f(r) rrk 3、结构抗力标准值、结构抗力标准值rk 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 材料强度标准值与设计值 材料强度标准值材料强度标准值 为保证设计时材料强度取值的可靠性，一般对同一等级的为保证设计时材料强度取值的可靠性，一般对同一等级的 材料，取具有一定保证率的强度值作为该等级强度的标准材料，取具有一定保证

34、率的强度值作为该等级强度的标准 值。值。 规范规范规定材料强度的标准值规定材料强度的标准值fk应具有不小于应具有不小于95%的的 保证率保证率, 即即 材料强度设计值 材料强度标准值除以材料强度分项系数后得到的强度指标。材料强度标准值除以材料强度分项系数后得到的强度指标。 混凝土为 1.4 普通钢筋为 1.1 预应力钢筋 为1.2 返回上级目录 返回主目录 前进后退end ks ss* 荷载效应设计值，荷载效应设计值， s作用效应分项系数作用效应分项系数 n j k jqjqjqjkqqkigigi m i ks qcqcgcss 2 11 1 1* n j qjkqjqjkqqgikgi m

35、 i ks sssss 2 11 1 * 当荷载效应与荷载值成线形关系时，可表示为当荷载效应与荷载值成线形关系时，可表示为 荷载效应设计值荷载效应设计值 第i个永久 作用效应 的分项系 数 第j个可变 作用效应 第1个永 久作用效 应的分项 系数 第1个可 变作用效 应（起控 制作用的 可变作用） 第i个永久 作用效应 第j个可变 作用效应 的分项系 数 第j个可变作 用效应的组 合系数 第i个永久 作用的标 准值 第i个永久作 用的作用效应 系数 第1个可变作 用的作用效应 系数 第1个可变 作用的标 准值 第j个可变 作用的标 准值 第j个可变作 用的作用效应 系数 4、荷载效应设计值与结

36、构抗力设计值、荷载效应设计值与结构抗力设计值 返回上级目录 返回主目录 前进后退end r k r r * 结构抗力设计值，结构抗力设计值， r结构抗力分项系数结构抗力分项系数 )(* 0 ，hba ff r r r s s sk c ck r k 结构抗力设计值结构抗力设计值 只考虑材料强度的随机性，有只考虑材料强度的随机性，有 抗力函数 混凝土强度 标准值 钢筋强度标 准值 钢筋 面积 截面 宽度 截面 高度 混凝土 材料分 项系数 钢筋材 料分项 系数 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 恒载g 活载q 可能出现安全 方面的问题 正截面破坏 斜截面破坏 可能出现的使 用方面的问题

37、裂缝过宽 挠度过大 承载力极限状态控制 正常使用极限状态控制 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 二、规范中的实用表达式二、规范中的实用表达式 （一）.承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式 （二）正常使用极限状态设计表达式 建筑工程统一设计标准中实用表达式 举例 返回上级目录 返回主目录 前进后退end （一）. 承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式 rs o v0 0结构重要性系数结构重要性系数 安全等级为一级安全等级为一级=1.1 安全等级为二级安全等级为二级=1.0 安全等级为三级安全等级为三级=0.9 s荷载效应组合的设计值，如m、v、t、n等；

38、r结构构件抗力的设计值。构件能承担的m、v、t、n等。 表达式 二、二、规范中的实用表达式规范中的实用表达式 返回上级目录 v荷载效应组合的设计值s n j qjkcjqjkqq m i gikig ssss 2 11 1 基本组合 gi gi、 、 qj qj 、 、 q1 q1分别为第 分别为第i i个永久荷载的分项系数个永久荷载的分项系数 、第第j j个可变个可变 荷载的分项系数荷载的分项系数 、第第1 1个可变荷载的分项系数个可变荷载的分项系数 cj cj 第 第j j个可变荷载组合系数个可变荷载组合系数 s sgik gik、 、s sq1k q1k、 、s sqjk qjk分别为第

39、 分别为第i i个永久荷载标准值、个永久荷载标准值、 第一个可变荷载第一个可变荷载 标准值、第标准值、第j j个可变荷载标准值产生的荷载效应个可变荷载标准值产生的荷载效应 s sgi gi、 、s sq1 q1、 、s sqj qj分别为第 分别为第i i个永久荷载设计值、个永久荷载设计值、 第一个可变荷载第一个可变荷载 设计值、第设计值、第j j个可变荷载设计值产生的荷载效应个可变荷载设计值产生的荷载效应 偶然组合：偶然组合：另课程讲述另课程讲述 返回上级目录 v结构构件抗力（承载力)设计值r k s yk c ck a f f fr, 与受力特征、截面尺寸、材料强度有关。 其中只考虑材料强

40、度作为随机变量 以后章节中讨论 返回上级目录 返回主目录 前进后退end sc c结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值， 如变形、裂缝、振幅、应力等的限值，应按各有关建 筑结构设计规范的规定采用。 正常使用极限状态下的荷载效应组合 s 表达式 荷载效应标准组合荷载效应标准组合（短期效应组合） n j qjkcjkq m i gikk ssss 2 1 1 正常使用极限状态，正常使用极限状态，可靠度要求可适当降低，所有分项系数取可靠度要求可适当降低，所有分项系数取1.0 （二）正常使用极限状态设计表达式 返回上级目录 荷载效应的准永久组合（长期效应组合） n j qjkqj m i gik sssq 11 qj：第j个可变荷载的准永久值系数 注意： 1、该极限状态，无重要性系数 2、分项系数都为1.0，荷载及材料强度都取用标准值 3、准永久值系数、组合系数不同时出现 返回上级目录 返回主目录 前进后退end 建筑工程统一设计标准中实用表达式建筑工程