(2014-9-18)3.混凝土结构设计方法

1、 第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法3.1 结构可靠度结构可靠度3.2 荷载和材料强度荷载和材料强度3.3 极限状态设计法极限状态设计法3.4 极限状态设计表达式极限状态设计表达式 第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 结构上的作用、作用效应和结构抗力；结构上的作用、作用效应和结构抗力； 荷载和材料强度取值；荷载和材料强度取值； 结构设计方法的理论基础；结构设计方法的理论基础；规范推荐的设计方法；规范推荐的设计方法；本本章章知知识识要要点点3.1 结构可靠度（结构可靠度（reliability degrees）3.1.1 结构上的作用、作用效应及结构抗力结构上

2、的作用、作用效应及结构抗力 (action、action effect、resistance)第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法1. 结构上的作用和作用效应结构上的作用和作用效应结构上的作用结构上的作用施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，也称为荷载，如恒荷载等）和引起结构外加变形或约束变形的也称为荷载，如恒荷载等）和引起结构外加变形或约束变形的原因（间接作用，如温度变化、基础沉降等）。原因（间接作用，如温度变化、基础沉降等）。 按随时间的变异分类：按随时间的变异分类： 永久作用永久作用在设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均

3、值相在设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用；如自重，土压力、预压力等。比可以忽略不计的作用；如自重，土压力、预压力等。 可变作用可变作用在设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比在设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用；如楼面活荷载、风荷载、雪荷载等。不可忽略的作用；如楼面活荷载、风荷载、雪荷载等。 偶然作用偶然作用在设计基准期内出现或不一定出现，而一旦出现其量值很大在设计基准期内出现或不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用；如地震、爆炸、撞击等。且持续时间很短的作用；如地震、爆炸、撞击等。第第3 3章章 混凝

4、土结构设计方法混凝土结构设计方法 按随空间位置的变异分类按随空间位置的变异分类 固定作用固定作用在结构空间位置上具有固定分布的作用。在结构空间位置上具有固定分布的作用。 可动作用可动作用在结构空间位置上一定范围内可以任意分布的作用。在结构空间位置上一定范围内可以任意分布的作用。 按结构的反应分类按结构的反应分类 静态作用静态作用使结构产生的加速度可忽略不计的作用。使结构产生的加速度可忽略不计的作用。 动态作用动态作用使结构产生的加速度不可忽略的作用。使结构产生的加速度不可忽略的作用。 2.作用效应作用效应 由于直接作用或间接作用作用于结构构件上，由于直接作用或间接作用作用于结构构件上，在结构内

5、产生的在结构内产生的内力内力（如轴力、弯矩、剪力、扭矩）和（如轴力、弯矩、剪力、扭矩）和变形变形（如挠度、转角和裂缝等）。如挠度、转角和裂缝等）。 当为荷载时，其效应称为荷载效应，通常用当为荷载时，其效应称为荷载效应，通常用S表示。荷载和表示。荷载和荷载效应之间一般近似按荷载效应之间一般近似按线性关系线性关系考虑。考虑。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。件。简支梁在跨中一集中荷载作用简支梁在跨中一集中荷载作用P下跨中弯矩下跨中弯矩PlM41 例：简支梁在均布荷载作用例：简支梁在均布荷载作用q下跨中弯矩下跨中弯矩S =

6、 cQc 荷载效应系数荷载效应系数Q 荷载荷载281qlM 第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法s 荷载效应荷载效应第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法结构抗力结构抗力 结构或结构构件承受作用效应（内力和变形）的结构或结构构件承受作用效应（内力和变形）的能力（如构件的承载能力、刚度等）。能力（如构件的承载能力、刚度等）。 结构上的作用、作用效应、结构抗力均是随机变量。结构上的作用、作用效应、结构抗力均是随机变量。2. 结构抗力结构抗力结构抗结构抗力力的影响因素：的影响因素：材料性能的不确定性材料性能的不确定性材料几何参数的不确定性材料几何参数的不确定性计算模式的

7、不确定性计算模式的不确定性设计基准期设计基准期为确定为确定可变作用可变作用及与时间有关的材料性能等取及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。我国值而选用的时间参数。我国GB50068-2001建筑结构可靠度建筑结构可靠度设计统一标准设计统一标准规定的设计基准期为规定的设计基准期为50年年。设计使用年限设计使用年限(design working life) ：定义：定义：为设计规定的结构或构件不需要进行大修加固为设计规定的结构或构件不需要进行大修加固即可按其预定目的使用的时期。即可按其预定目的使用的时期。 设计使用年限是房屋建筑在设计使用年限是房屋建筑在正常设计、正常施工、正常设计、正常施

8、工、正常使用和维护正常使用和维护下所能达到的使用年限，如达不到这下所能达到的使用年限，如达不到这一年限，意味着在设计、施工、使用和维护的某一环一年限，意味着在设计、施工、使用和维护的某一环节出现了非正常情况。所谓正常维护包括必要的检测、节出现了非正常情况。所谓正常维护包括必要的检测、防护及维修。防护及维修。类类别别设 计 使 用 年 限设 计 使 用 年 限（年）（年）示例示例15临时性建筑临时性建筑225易于替换的结构构件易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建纪念性建筑和特别重要的建筑结构筑结构1.安全性安全性 建筑结构在其设计使用年限内应能

9、够承受可能出现的建筑结构在其设计使用年限内应能够承受可能出现的各种作用。且在设计规定的偶然事件发生时及发生后，结构应各种作用。且在设计规定的偶然事件发生时及发生后，结构应能保持必需的整体稳定性，不致倒塌。能保持必需的整体稳定性，不致倒塌。结构的功能要求结构的功能要求2.适用性适用性 建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使用要建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使用要求，有良好的工作性能，其变形、裂缝或振动等性能均不超过求，有良好的工作性能，其变形、裂缝或振动等性能均不超过规定的限度等。规定的限度等。3.耐久性耐久性 建筑结构在其设计使用年限内应有足够的耐久性。例建筑结构在其设计使用年限

10、内应有足够的耐久性。例如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀等。如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀等。3.1.2 结构的预定功能及结构可靠度结构的预定功能及结构可靠度 (required performance functions)第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法结构可靠性结构可靠性结构在规定的结构在规定的时间时间内（即设计使用年限），在规内（即设计使用年限），在规定的定的条件条件下（结构正常的设计、施工、使用和维修条件），完下（结构正常的设计、施工、使用和维修条件），完成预定成预定功能功能（如承载力、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性和动（如承载力、刚度

11、、稳定性、抗裂性、耐久性和动力性能等）的能力。力性能等）的能力。 第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 结构可靠度结构可靠度结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的定功能的概率概率，即结构可靠度是结构可靠性的，即结构可靠度是结构可靠性的概率度量概率度量。 “结构的可靠性是结构的可靠性是、适用性适用性和和耐久性耐久性的统的统一一”。 建筑结构的安全等级建筑结构的安全等级在进行建筑结构的设计时，应根据结在进行建筑结构的设计时，应根据结构破坏可能产生的各种后果构破坏可能产生的各种后果( (危及人的生命、造成经济损失、危及人的生命、造

12、成经济损失、产生社会影响等产生社会影响等) )的严重性，采用不同的安全等级的严重性，采用不同的安全等级。3.1.3 结构的安全等级结构的安全等级 (safety classes)第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法安全等级安全等级破坏后果破坏后果建筑物类型建筑物类型一级一级很严重很严重一般的房屋一般的房屋二级二级严重严重一般的房屋一般的房屋三级三级不严重不严重次要的房屋次要的房屋3.2 荷载和材料强度（荷载和材料强度（loads and material strengths ）3.2.1 荷载代表值荷载代表值第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法1. 荷载的分类及

13、统计特性荷载的分类及统计特性 永久荷载永久荷载G 在在结构结构设计基准期内，其值随时间因素的变化不大，或其变化与设计基准期内，其值随时间因素的变化不大，或其变化与其平均值相比可以忽略的荷载，如自重，通常称为恒荷载。永久荷载其平均值相比可以忽略的荷载，如自重，通常称为恒荷载。永久荷载这一随机变量符合这一随机变量符合正态分布正态分布。可变荷载可变荷载Q 在结构在结构设计基准期设计基准期内，其值随时间变化，且其变化与其平均值相内，其值随时间变化，且其变化与其平均值相比不可以忽略的荷载比不可以忽略的荷载，如楼面活荷载、风荷载、雪荷载等。可变荷载，如楼面活荷载、风荷载、雪荷载等。可变荷载的概率分布可认为

14、是的概率分布可认为是极值极值型分布型分布。(3) 偶然荷载偶然荷载2. 荷载代表值荷载代表值第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 荷载代表值荷载代表值是是结构或构件设计时采用的荷载取值结构或构件设计时采用的荷载取值，它包，它包括标准值、准永久值和组合值等。设计时应根据不同极限状态括标准值、准永久值和组合值等。设计时应根据不同极限状态的设计要求来确定采用哪一种荷载值。的设计要求来确定采用哪一种荷载值。 规范规范给出的荷载代表值给出的荷载代表值荷载标准值荷载标准值荷载组合值荷载组合值荷载频遇值荷载频遇值荷载准永久值荷载准永久值3. 荷载标准值荷载标准值第第3 3章章 混凝土结构设计

15、方法混凝土结构设计方法 荷载标准值荷载标准值是建筑结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值。是建筑结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值。荷载标准值可由设计基准期（一般统一规定为荷载标准值可由设计基准期（一般统一规定为50年）最大荷载概率分年）最大荷载概率分布的布的某一分位值某一分位值确定。确定。 永久荷载标准值永久荷载标准值Gk 可按结构设计规定的尺寸和可按结构设计规定的尺寸和荷载规范荷载规范规定的材料容重（或单规定的材料容重（或单位面积的自重）平均值确定，一般相当于永久荷载概率分布的位面积的自重）平均值确定，一般相当于永久荷载概率分布的平均值平均值。对于自重变异性较大材料，可根据荷载对结

16、构不利或有利，分别取。对于自重变异性较大材料，可根据荷载对结构不利或有利，分别取其自重的上限值或下限值。其自重的上限值或下限值。可变荷载标准值可变荷载标准值Q k 荷载规范荷载规范规定：办公楼、住宅楼面均布活荷载标准值均为规定：办公楼、住宅楼面均布活荷载标准值均为2.0kN/m2。永久荷载只有标准值作为它的唯一代表值。永久荷载只有标准值作为它的唯一代表值。4. 荷载的组合值荷载的组合值第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法可变荷载的组合值可变荷载的组合值，为了使结构在多种可变荷载参与组合的情况下，为了使结构在多种可变荷载参与组合的情况下，与仅有一种可变荷载的情况具有大体相同的可靠

17、指标，需引入可，与仅有一种可变荷载的情况具有大体相同的可靠指标，需引入可变荷载的组合值系数，对荷载标准值进行折减。变荷载的组合值系数，对荷载标准值进行折减。（1） 荷载的频率值荷载的频率值可变荷载的频遇值可变荷载的频遇值，正常使用极限状态按频遇组合设计所采用，正常使用极限状态按频遇组合设计所采用的一种可变荷载代表值。在设计基准期内，荷载达到和超过该的一种可变荷载代表值。在设计基准期内，荷载达到和超过该值的总持续时间仅为设计基准期的一小部分。值的总持续时间仅为设计基准期的一小部分。kCCQQC 可变荷载组合值系数可变荷载组合值系数f 可变荷载频遇值系数可变荷载频遇值系数kffQQ（1） 荷载的组

18、合值荷载的组合值（2） 荷载的准永久值荷载的准永久值第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法可变荷载的准永久值可变荷载的准永久值，如果达到或超过某一值的可变荷载出现次如果达到或超过某一值的可变荷载出现次数较多，持续时间较长以致其累计总持续时间占整个设计基准数较多，持续时间较长以致其累计总持续时间占整个设计基准期的一半以上，则称为可变荷载的准永久值。其实质是考虑荷期的一半以上，则称为可变荷载的准永久值。其实质是考虑荷载长期作用效应而对标准值的一种折减。载长期作用效应而对标准值的一种折减。kqqQQq 可变荷载准永久值系数可变荷载准永久值系数荷载准永久值相当于任意时点荷载概率密度函数荷

19、载准永久值相当于任意时点荷载概率密度函数50的分位值。的分位值。 荷载的设计值荷载的设计值=荷载标准值荷载标准值*荷载分项系数荷载分项系数第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法5. 荷载的设计值荷载的设计值第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法荷载的设计值荷载的设计值=荷载的标准值荷载的标准值*荷载分项系数荷载分项系数。 （1）永久荷载分项系数）永久荷载分项系数 G当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合，应取当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2；对由永久荷载效应控制的组合取对由永久

20、荷载效应控制的组合取1.35。当其效应对结构有利时，一。当其效应对结构有利时，一般情况取般情况取1.0,对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。 （2）可变荷载分项系数）可变荷载分项系数 Q一般情况下取一般情况下取1.4,对标准值大于的工业房屋楼面结构的活荷载取对标准值大于的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3，对某些特殊情况，可按建筑结构有关设计规范的规定确定。，对某些特殊情况，可按建筑结构有关设计规范的规定确定。QkQGkGSSS3.2.2 材料强度标准值的确定材料强度标准值的确定 (characteristic values of material str

21、engths)第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法1. 材料强度的变异性及统计特性材料强度的变异性及统计特性 钢筋强度钢筋强度 钢筋强度的概率分布符合正态分布。钢筋强度的概率分布符合正态分布。混凝土强度混凝土强度 混凝土强度的概率分布符合正态分布。混凝土强度的概率分布符合正态分布。O200300400O152545第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法2. 材料强度标准值材料强度标准值 钢筋的强度标准值钢筋的强度标准值 钢材的强度标准值钢材的强度标准值 规范将热轧钢筋的强度标准值取为冶规范将热轧钢筋的强度标准值取为冶金部门颁布的金部门颁布的屈服强度屈服强度废品限值

22、废品限值 ，其保证率为，其保证率为97.73。 混凝土的强度标准值混凝土的强度标准值 混凝土的强度标准值取保证率为混凝土的强度标准值取保证率为95%的强度值为混凝土强度的强度值为混凝土强度标准值标准值 。钢筋和混凝土的强度标准值钢筋和混凝土的强度标准值是钢筋混凝土结构按极限状态设计是钢筋混凝土结构按极限状态设计时采用的材料强度基本代表值。材料强度标准值应根据符合规时采用的材料强度基本代表值。材料强度标准值应根据符合规定质量的材料强度的概率分布的某一分位值确定。定质量的材料强度的概率分布的某一分位值确定。第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法3. 材料强度设计值材料强度设计值材料强

23、度的设计值材料强度的设计值=材料强度标准值材料强度标准值/材料分项系数材料分项系数。 c 、 s的确定方法：的确定方法：对钢筋混凝土轴心受拉构件进行可靠度分析，此时构件承载力对钢筋混凝土轴心受拉构件进行可靠度分析，此时构件承载力仅与钢筋有关，属于仅与钢筋有关，属于延性破坏延性破坏， =3.2，求得钢筋的材料分项系，求得钢筋的材料分项系数数 s；根据已经确定的根据已经确定的 s ，对钢筋混凝土轴心受压构件进行可靠度分，对钢筋混凝土轴心受压构件进行可靠度分析，此时构件承载力不仅与钢筋有关，而且与混凝土有关，属于析，此时构件承载力不仅与钢筋有关，而且与混凝土有关，属于脆性破坏脆性破坏， =3.7，求

24、得混凝土的材料分项系数，求得混凝土的材料分项系数 c。混凝土的材料分项系数混凝土的材料分项系数 c=1.4，热轧钢筋的材料分项系数，热轧钢筋的材料分项系数 s=1.1，预应力钢筋的材料分项系数预应力钢筋的材料分项系数 s=1.2。sykycckcffff ,3.3 极限状态设计法（极限状态设计法（limit states）3.3.1 结构的极限状态结构的极限状态第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法结构的极限状态结构的极限状态是指整个结构或结构的一部分超过某一特是指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要求，此特定状态称为定状态就不能满足设计规定的某一

25、功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。该功能的极限状态。 结构的极限状态分为两类：结构的极限状态分为两类：承载能力极限状态承载能力极限状态（ultimate limit states） 结构或结构构件结构或结构构件达到最大承载能力、出现疲劳破坏、或不适于继续承载的变形。达到最大承载能力、出现疲劳破坏、或不适于继续承载的变形。正常使用极限状态正常使用极限状态 （serviceability limit states） 结构或结构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。构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。超过承载能力极限状态的情形：超过承载能力极限状态的情形：第第3 3章章

26、混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 整个结构或结构的一部分作为刚体整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡失去平衡，如雨篷，如雨篷压重不足而倾覆、烟囱抗风不足而倾倒、挡土墙抗滑不足在土压重不足而倾覆、烟囱抗风不足而倾倒、挡土墙抗滑不足在土压力作用下而整体滑移等。压力作用下而整体滑移等。 结构构件或其连接因超过材料强度而结构构件或其连接因超过材料强度而破坏破坏（包括疲劳（包括疲劳破坏），如轴心受压构件中混凝土达到了轴心抗压强度、构件破坏），如轴心受压构件中混凝土达到了轴心抗压强度、构件的钢筋因锚固长度不足而被拔出等；或因变形过大而不适于继的钢筋因锚固长度不足而被拔出等；或因变形过大而不适于继续承

27、受荷载。续承受荷载。 结构转变为结构转变为机动体系机动体系，如构件发生三铰共线而形成机，如构件发生三铰共线而形成机动体系，丧失承载能力。动体系，丧失承载能力。 结构或构件结构或构件丧失稳定丧失稳定，如细长柱到达临界荷载后压屈，如细长柱到达临界荷载后压屈失稳而破坏。失稳而破坏。超过正常使用极限状态的情形：超过正常使用极限状态的情形：第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 影响正常使用或外观的影响正常使用或外观的变形变形，如吊车梁变形过大导致吊，如吊车梁变形过大导致吊车不能正常行驶、梁挠度过大影响外观等。车不能正常行驶、梁挠度过大影响外观等。 影响正常使用或耐久性能的影响正常使用或耐

28、久性能的局部损坏局部损坏，如水池池壁开裂，如水池池壁开裂漏水不能正常使用、如裂缝过宽导致钢筋锈蚀等。漏水不能正常使用、如裂缝过宽导致钢筋锈蚀等。 影响正常使用的其它影响正常使用的其它特定状态特定状态，如相对沉降量过大等。，如相对沉降量过大等。 影响正常使用的影响正常使用的振动振动，如由于机器振动而导致结构的振，如由于机器振动而导致结构的振幅超过按正常使用要求所规定的限位等。幅超过按正常使用要求所规定的限位等。 第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法3.3.2 结构的设计状况（结构的设计状况（design situations）设计状况：设计状况：持久状况持久状况：在结构使用过程中

29、一定出现，其持续期很久的状：在结构使用过程中一定出现，其持续期很久的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级，如房屋结构承况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级，如房屋结构承受家具和正常人员荷载的状况。受家具和正常人员荷载的状况。短暂状况短暂状况：在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设：在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续时间很短的状况。如结构施工和维修时计使用年限相比，持续时间很短的状况。如结构施工和维修时承受堆料和施工荷载的状况。承受堆料和施工荷载的状况。偶然状况偶然状况：在结构使用过程中出现概率很小，其持续期很短：在结构使用过程中出现概率很小，其持续期很

30、短的状况。如结构遭受火灾、爆炸、撞击、罕遇地震等作用的状的状况。如结构遭受火灾、爆炸、撞击、罕遇地震等作用的状况。况。第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法3.3.3 结构的功能函数和极限状态方程（结构的功能函数和极限状态方程（performance function） 结构或构件能否完成预定功能与结构的荷载效应结构或构件能否完成预定功能与结构的荷载效应S和和结构的结构的抗力抗力R有关。有关。结构的功能函数结构的功能函数：Z=R-S当当Z0时，时， 结构处于可靠状态，结构处于可靠状态， 当当Z0时，时， 结构处于极限状态，结构处于极限状态， 当当Z0时，时， 结构处于失效状态。结

31、构处于失效状态。 RSO结构可靠结构可靠Z0结构失效结构失效Z0极限状极限状Z=0450第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法3.3.4 结构可靠度的计算（结构可靠度的计算（reliability degrees）结构的功能函数结构的功能函数Z=R-S0的概率称为结构构件的失效概率的概率称为结构构件的失效概率pf 。1. 结构的失效概率结构的失效概率 pf当结构的效应当结构的效应S及结构的抗力及结构的抗力R均符合正态分布均符合正态分布时时，结构的，结构的功能函数功能函数Z=R-S也符合正态分也符合正态分布布，其平均值其平均值 Z= R- S ，标准差标准差22SRZ fz(Z)

32、z zZzpfO功能函数功能函数Z的概率密度函数的概率密度函数222)(exp21)(ZZZZZf 结构可靠度结构可靠度是指结构在规定的是指结构在规定的时间时间内，在规定的内，在规定的条件条件下，完成下，完成预定预定功能功能的概率，即结构可靠度是结构可靠性的概率度量，的概率，即结构可靠度是结构可靠性的概率度量，用用ps表示，则有表示，则有ps +pf =1 。 ZZZZfZPpZZZfd 2)(exp21d 00220 第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法ZZZt ZZZZftttPpZZ d2exp212 （）为标准正态分布函数。）为标准正态分布函数。 ZZZZ 1第第3 3

33、章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法2. 结构构件的可靠度指标结构构件的可靠度指标 可靠指标可靠指标 令令22SRSRZZ ZZfp fp 越大，越大，pf 就越小，即结构越可靠。就越小，即结构越可靠。可靠指标可靠指标 与失效概率与失效概率 pf 的对应关系的对应关系 1.01.52.02.52.73.23.74.2pf1.5910-16.6810-22.2810-26.2110-33.510-36.910-41.110-41.310-5第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法 设计可靠指标设计可靠指标 结构构件结构构件承载能力极限状态承载能力极限状态的设计可靠指标的设计可靠

34、指标 设计可靠指标设计可靠指标 设计规范规定的、作为设计结构或结构构设计规范规定的、作为设计结构或结构构件时所应达到的可靠指标，亦称为件时所应达到的可靠指标，亦称为目标可靠指标目标可靠指标。一般采用。一般采用“校准法校准法”确定。确定。校准法校准法通过对原有规范可靠度的反演计算和综合分析，确定通过对原有规范可靠度的反演计算和综合分析，确定以后设计时所采用的结构构件的可靠指标。以后设计时所采用的结构构件的可靠指标。破坏类型破坏类型安全等级安全等级一级一级二级二级三级三级延性破坏延性破坏3.73.22.7脆性破坏脆性破坏4.23.73.2统一标准统一标准规定规定 ： 3.4 极限状态设计表达式极限

35、状态设计表达式3.4.1 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第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法1. 1. 基本表达式基本表达式 对于承载能力极限状态，结构构件应按荷载效应的对于承载能力极限状态，结构构件应按荷载效应的基本组合基本组合进行计算，必要时尚应按荷载效应的进行计算，必要时尚应按荷载效应的偶然组合偶然组合进行计算。进行计算。 0 S R式中式中 S 荷载效应荷载效应组合设计值组合设计值 0 结构重要性系数结构重要性系数，对对安全等级分别为安全等级分别为一级一级（或设计使用年限（或设计使用年限100年）年）、二级、二级（50年）年）、三级、三级（5年以下

36、）的结构构件年以下）的结构构件分别分别取取1.1， 1.0，0.9 R 结构构件的承载力设计值结构构件的承载力设计值 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： 2. . 荷载效应组合设计值荷载效应组合设计值S式中式中 G 永久荷载分项系数永久荷载分项系数；SGk 按按永久荷载标准值永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值；计算的荷载效应值；第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法由由可变可变荷载效应控制的组合荷载效应控制的组合由由永久永久荷载效应控制的组合荷载效应控制的组合 niQikciQiGkGSSS1 niQikciQikQQGkGSSSS211SQik 按可变按可

37、变荷载标准值荷载标准值Qik计算的荷载效应值；其中计算的荷载效应值；其中SQ1k为诸可变荷载效应中起控制作用者；为诸可变荷载效应中起控制作用者； ci 第第i个可变荷载个可变荷载Qi的组合系数的组合系数。 Qi 第第i个可变个可变荷载分项系数荷载分项系数；当考虑以竖向永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于当考虑以竖向永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载。竖向荷载。对于一般排架、刚架结构，基本组合可采用简化规则，按下列对于一般排架、刚架结构，基本组合可采用简化规则，按下列组合值中最不利确定。组合值中最不利确定。第第3 3章章 混凝土结构设计方法混凝土结构设计方法

38、由可变荷载效应控制的组合由可变荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合 niQikciQiGkGSSS1 kQQGkGSSS11 结构设计时，应根据所考虑的设计状况，选用不同的组合；结构设计时，应根据所考虑的设计状况，选用不同的组合；对对持久和短暂设计状况，应采用基本组合；对偶然设计状况，应持久和短暂设计状况，应采用基本组合；对偶然设计状况，应采用偶然组合采用偶然组合。对于对于偶然组合偶然组合，荷载效应组合的设计值按下列规定确定：，荷载效应组合的设计值按下列规定确定：偶然偶然荷载的代表值不乘分项系数；荷载的代表值不乘分项系数；与偶然荷载同时出现的其他荷载与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。 niQikQiGkGSSS19 . 0 1.荷载标