工程结构设计原理讲稿第三讲

结构设计原理第三讲第三讲：计算原则（1）

上一讲的主要内容1、混凝土结构组成及工作原理：由钢筋和混凝土结合成一体，共同发挥作用。发挥材料优势（混凝土的压、钢筋的拉），取长补短。是一种复合材料构件，工作过程相对复杂。2、钢结构组成及工作原理：单一材料构件，材料理想，工作原理简单。3、砌体结构组成及工作原理：用砂浆等胶结材料把砖、石或砌块等砌筑成一体的结构。是一种复合材料构件，工作过程相对复杂。第三讲：结构基本计算原则（1/28）一、结构上的作用二、结构的抗力三、结构的功能和极限状态四、设计的基本原则五、基于近似概率法的设计表达式六、本章要点第三讲：计算原则（2/28）

一、结构上的作用（1/5）1、作用及作用效应(1)作用引起结构内力和变形的一切原因。直接作用：直接以力的不同集结形式作用于结构，也称为荷载；间接作用：不是直接以力出现，但是对结构产生内力。(2)作用效应作用在结构上产生的内力和变形等。

由直接作用(荷载)引起的效应称为荷载效应。第三肿讲：计算医原则严（3委/锻2望8）一、顷结构版上的饱作用踢（2畏/锈5）2、除作征用小的贵分侨类(畜1疫)按红照疯随耻时植间邀的节变树异碑性没分遗类永灯久桂作购用理：火不蓬随用时英间闲变冈化更，倾或眠变瞧化状幅眨度摊可肠以像忽失略买；可变盼作用绕：随值时间捏变化订，且渣变化负幅度壶不可丽以忽哲略；偶其然镰作碎用驳：犁可耗能旦，盾但掘不强一羡定紫出越现霉，慕一始旦友出牌现驳效默应互很判大庄。(威2绑)按照铸随位赢置的弊变异撑性分治类固甘定撕作匪用羞：纪在袜结冠构纱空属间拉位本置询上怒具泪有香固插定闭的朱分伴布次；可动蕉作用碎：在距结构尘空间摇位置捎一定英范围俘内可蛇以任只意分类布。(3之)按照捧结构稠的反侧应分梢类：静态广作用钞：对狮结构破不产录生动急力效岔应，验或小地的可成以忽固略；动态江作用腹：对运结构心产生自动力济效应谦，且佛不可雨以忽罗略。第三宽讲：计伟算值原镰则峡（4/驾28）一极、揭结描构绒上变的策作抱用舱（3/璃5）3、荷沃载的牧随机响性与血概率揭模式(穴1户)永久芬荷载性质滔：其滋量值修是不隆确定额的，所其量繁值不幕随时鞭间变征化数稻学姻描叶述出：跑随粥机奏变替量啦概亲率峰模榨式贸，惯基姐本床服尊从圈正帆态卫分亿布(扔2老)可变驾荷载性余质卸：吐其磨量售值姿是联不伞确隔定教的盯，挠其迅量季值切也杆随趣时内间栋变过化数双学话描详述亏：砍把鞋随贤机门过啊程及模批式冤简方化叙成梯随杜机牢变寨量拜模诵式简物化终方尝法袍：堆分掌析腐荷护载今最饺大陆值君分讽布袭规跪律挺，隙是贤一育随触机鞭变壳量分布刃规律美：极磁值I型杏概浪率集分脸布战模窜式第三香讲：计命算菊原盯则格（5光/葛2染8）一、办结构当上的宾作用卸（4/狠5）4荷肠载效的汽代据表裕值(静1酷)实质亭：以苦确定县值（返代表迈值）湿表达柔不确寨定的恋随机香变量慢，便碧于更设兴计诵时帅，扩定猾量欲描叶述油和防运饱算稠。(2习)取值毁原则梦：根努据荷宿载概国率分馒布特外征,控音制查保群证庸率积。第三焰讲：计券算团原薄则督（6坦/部2矛8）一叙、唯结四构牺上漂的絮作沸用索（5计/央5）(2览)代躺表齐值矩取仰值永勿久舱荷骂载锦的读代镇表踩值标丑准杏值西：概取域分殊布待的持平劲均贺值宁，敌保唐证际率5属0咬%；可变俯荷载丸的代袄表值标准尝值：钓基本妥代表嘱值，窗保证蚊率尚芝未统滨一；准虽永羞久绿值教：架对秀可淹变样荷危载穗稳属定吃性喝的截描太述走，等于阀标准羽值乘么准永昂久值密系数配；组室合贴值洞：阶两毛种膊或皱（俱以秒上美）穗可牛变砖荷适载雪作负用完时毒，铅都眠以鸽标语准陶值隙出羞现派的秒概夹率元小震，岂因理此岂对林标勿准忽值俊乘浊以料组刑合泪系爸数芹进杜行涌折板减川。第三祥讲：计绣算和原科则县（1）下一窜讲的蓄主要益内容1、抗已力的耀不定汉因素胁及取岂值2、结形构的习功能3、剃极妙限蹦状种态结构百设计怜原理第因四宋讲主讲冶教师壁：搏曹双据寅勒舒赣虾平东南症大学挂远程霸教育第志四怒讲疫：茂计渗算蹲原研则吸（2）上棍一暖讲西的孙主炮要盛内津容1、炮作胀用折及拉作猫用韵效缴应作怕用彼：搞引舱起臭结挑构辰内蛮力富和破变凉形相的受一黎切熟原纪因述。作桐用锋效独应康：盆作宏用笨在君结侦构虑上谎产物生悦的记内痛力姜和热变咽形眠等命。2、作巷用的欢分类按时吐间分：烧永少久袄作镜用眠；肆可己变灯作汽用拍；彼偶活然咱作慎用去。按巷位枝置四分市：璃固阔定飘作饥用袖、帅可辣动基作常用私。按反困应分透：静跑态作乐用、鉴动态妻作用蜡：3、必荷仔载束的梢随邪机并性心及腿代纠表湿值目的就：以考确定稀值（事代表促值）佩表达涨不确照定的赶随机叙变量叹；种类勉：允标准排值、沈准永梨久值翠、乓组合殊值。第哈四美讲方：计算杯原则丧（7/昌28）二、虽结构溉的抗杨力建（1狗/地2）1、抗租力及之其不填定因鼓素抗力保：抵胆抗作鼻用效骑应的吐能力性呢质用：胳与滔时狮间凯有姥关甩的屠随户机亭过转程材料酬的性夸能，嚼结构捷尺寸稍等都件是随来机变柜量；有趟些纠材滤料纺的玩力劳学匙性酒能弹是膝随衔时迎间废变鼓化进的师。简化键：忽语略随途时间参的变丹化，究用随螺机变才量模私型描互述。抗力烘不定扮性主董要因枕素：材躬料陵性掠能质的劲不千定洋性几参抛数的努不定趋性计疾算磨模扔式险的植不尸定震性第快四亭讲臂：计翻算尽原靠则崭（8/难28）二、辈结构案的抗井力辣（2似/稻2）2、版材料较强度辅的标障准值(1茧)实尘质昌：合以午确货定梢值欺（瓜标哨准胖值纲）青表质达信不饰确今定谈值肌，丛便羞于吃应止用愁。(俩2诞)标轻准振值刊取豆值宗：非根等据解材妨料挥强而度取概轰率厦分楚布延的0踏.沸0艰5分鞭位申值孕，即9斑5侦%保苗证厦率乳的尼要检求擦确辣定缘瑞。3、止抗贪力约的该概愁率标分议布仓模抬式(假设)对网数殃正孕态昼分档布第统四办讲绵：计算猎原则民（9谣/靠2杠8）三、服结构密功能练和极染限状贩态（1贫/四2）1、结辞构的冈功能（1）宜安吊全遥性妻：捞要誓求拐结富构房诚承勉担宝正贩常铁施酬工辣和蛋正旷常川使宴用桶条甩件阀下滨，削可筛能培出夹现陶的涛各后种抗作沿用项，亮而拥不梁产女生站破奸坏梳。滔并鸣且零在葡偶宜然懂事灿件抗发迁生躺时辛以烦及恩发惜生弦后触，里能隶保洪持锡必欺需拳的农整帐体完稳乞定锻性他，扁不宇至剪于哨因智局德部最损廊坏浩而扬产订生谣连炊续榜破疤坏控。（2）适蒸用性赴：要攀求结弓构在掀正常岔使用兔时满乡丰足正肥常的损要求者，具有良小好的坑工作详性能徒。（3）泽耐为久应性杏要意求戚结僵构规在打正珠常床使劳用涉和纺维弯护财下镜，趟在忙规晚定扫的补使用期耗内，盏能够刑满足图安全推和使咬用功诊能要市求。愈如材猜料街的凤老院化竞、赠腐涌蚀挖等饿不脚能饼超奔过竭规鞋定蛛的缺限睁制场等津。第四惕讲：计算钱原则纸（1势0悔/威2轨8）三诊、寺结敢构婚功吓能忘和纠极纯限兵状喜态庆（2搅/话2）2、讨极牲限啊状淡态(敲1蚕)定走义乖：虾极嘉限峰状挥态暑是熔判伶别晨结落构沾是佣否涝能魔够理满鲁足晋其榴功筒能摔要含求线的标撕准熔，彻指逮结经构阀或娱结慕构航一女部慌分笼处惯于士失汤效答边隔缘疲的洪状曾态讨。(天2替)分类饶：承载等能力围极限挖状态是困判能别哲结肾构肚是影否献满顿足删安敬全暑性倾要瞧求尸的核标遥准市，正指珠结法构赖或障结骆构构画件对达投到遮最捕大趁承旬载租能靠力及或亲不锋适政于今继桨续柜加棚载短的纸变故形扮。正常屠使用瓶极限攀状态坟：是释判弱别产结姿构向是纷否犹满项足骑正搁常禾使洋用尚和之耐务久僵性五要申求菊的胀标临准负，指结井构或海构件涝达到帆正常简使用庸或耐番久性耻的某掉些规者定限钞值。第四筹讲：计算倚原则齿（2）下止一必讲针的谦主缴要贩内旦容1、功遭能函帮数与庙极限派状态抄方程2、结醒构滚可镜靠铺度责的召概舟念结构牌设计住原理第鹅五栗讲主逗讲当教卡师赛：夜曹乳双克寅洗舒件赣扁平东弄南携大征学枣远量程宏教父育第善五膛讲补：尝计送算未原厚则造（3）上一求讲的疏主要贤内容1、抗叹力及某其不钟定因阴素及澡材料从强度嗓的标上准值标准邪值的钥实质榨：以塔确定投值表饺达不袍确定伪值，泉便于狂应用棚。标准独值取染值：歇具有95怖%保证展率的唤强度醒值。2、裁结宵构挨的港功捆能安寸全须性厌、戏适未用派性服和柱耐阔久赶性3、极迟限江状额态目盖的巡寿：昼判窄别仍结章构创是摸否津能李够棒满却足言功子能途要胸求佣；分弓类冈：易承风载摔能驱力猜极侄限朋状疮态原和权正前常浮使泼用搁极形限事状族态绣。第戒五走讲项：计寄算趁原令则每（1称1李/茅2灵8）四验、借设肃计使计绣算番原叉则柄（1哗/结1粥1）1、寄功议能场函犁数觉与龙极渠限增状雹态防方巴程(1誓)功事能制函淘数Z炊=兄R器-窜S惩=匀g蹄(妖X1,X2,钓X3…罗.Xn)(洗2启)结果探分析Z灯=贞R增-缝S迁>哲0：处挨于吼可饥靠中状孕态蔽；Z销=附R即-蓝S纳<攀0：处于嗓不可候靠状阳态，进即失蛋效；Z=消R-吐S=突0：处过于徐极剂限嚷状挨态安，百此罩方啊程麻称篇极获限览状渡态岭方慢程2、结您构的头可靠烘性(1跃)关铃于仔结啊构往设派计本质既：对哭比、揉控制R和S，即保猾证R-凶S>帝0问逆题俩：R和S为随炭机变鸡量，才功能条函数研值Z是随况机变届量绝对级保证R大于S不刊可宴能莫！第五跳讲：计算五原则老（12辨/2鸭8）四、级设计浩计算岔原则井（2/婚11）解杆决伯方禾法扬：撑控固制锡可皆靠肤度双，袍绝童大内多巷数僵情邮况司下漂：R贞>威S允许晒极少娇数情合况下农：R碑<炭S(樱2预)结构滔可靠歌度和替失效恭概率可靠眠度(可框靠烟概认率)：驼是接结烛构宪在滨规备定拍的饿时绘间堂内可，贯在以规吸定指的条件农下，苹完成刷预定普功能夏的概为率，瓜以Ps表示固。失尼效群概侨率渴：农结灾构蚕不扑能崖完败成浆预混定典功串能既的洪概爸率粮，危以Pf表替示连。第五胃讲：计算写原则邮（13径/2荐8）四赢、袍设池计吼计剪算岔原叼则芝（3哄/诉1汤1）(钉3达)可贵靠续度彼三赌个胁水迹准水准I：是用晃随机升变量尽的一响阶矩社（平盘均值叛）加闷以概府括;水富准I鲜I：用园随泳机乖变止量食的当一扛阶吐矩贝和拨二筝阶茫矩井来因描蚁述;水准I调I凉I：也园称窜为粘全萍概穷率戚法强，盼是挑以吹真崇实恋分担布悟进机行吐计谋算吗。第能五鲜讲毛：计算续原则胳（3）下一今讲的巧主要裁内容1、可悠靠性栋的计柴算及两可靠塔指标结团构惑设习计居原拆理第菊六钞讲主讲殿教师比：统曹双才寅辅舒赣内平东蚁南柜大激学搅远室程卡教丝式育第旱六准讲顿：馆计颈算基原端则裕（4）上一劈燕讲的企主要僚内容1、功内能函初数和贸极限躁状态救方程Z=刚R-真S2、结构县可靠颈性概势念功能捏函数练值Z可裤能<0（麦失必效辫）受、补也哀可诞能>麦0（可肥靠）践。因此顶要用货概率阁控制嘴。3、俱可抄靠叠概灾率乱和殖失陷效趋概尺率4、可慰靠度设的水祸准：I、I觉I、II批I第狐六竟讲徐：计细算咽原红则俭（14促/2第8）四、味设计毁计算执原则偏（4杂/俭1终1）3、可刷靠度唯的计倡算方方法及泪可靠爬指标(1荣)可靠伏指标简托单东分眯析愁：乏假北设召只懂有亏两愧个牌随旦机祖变抹量R和S，相志互炎独鉴立挨，均服只从正植态分均布，济已知竭平均赖值和设均方勺差。功灯能着函福数Z婚:第矿六度讲裂：计启算组原倒则肆（15咽/2渐8）四、痰设计妹计算白原则起（5/存11）计算衫结构孩失效强概率进行这数学爆变换转得（寨把Z由纵正扰态摆分纤布戏变仓换杀成扁标矿准脂正怪态铅分报布露）定旧义可协靠药度帆指颗标拒：则谷：第六厌讲：计算兴原则简（1汇6碰/龄2需8）四、劲设计排计算吧原则博（6李/1坛1）分析诵：可梯靠指响标与德可靠鞋度（锡失效蜘概率带）相臂关，丘可靠季指标越滔大巴，结构葵越可眯靠；可敞靠搭指堤标越无小辩，碎结慈构况越转不外可广靠翅。优最点丝式：倡用蜓统溉计妈特正征彻值渠来节反途映奇可测靠成度帅，砖不案直箭接乓用帆概跪率哄。可秤靠束度丘指凑标恐取省值确母定乳方猛法柔：剩校狱核袄法勒、侨类帽比固法音协佛商佳给膨定父法取搂值身：联与刘安匀全旧等幼级外、宿截衰面蹄破夏坏届形刊态奥、肝极晓限叙状挺态痒有针关亦：安全超等级按越高姻，可沫靠指绘标越授大（0.苍5）特；脆皆性坐破锡坏趟高钥于祖延伴性纱破榨坏矛（0.嘱5）坛；承载峰力极恋限状乞态高锅于正驳常使谷用极兄限状搅态。第返六梢讲吹：计颜算网原掏则短（4）下一从讲的埋主要湿内容1、傅可卡靠跃指刊标锁的斧计跃算允方逝法-中心畏点法结构堤设计威原理第郊七坐讲主跪讲氧教失师发：剧曹佩双饰寅到舒律赣相平东南且大学浆远程域教育第七凯讲：锦计算进原则息（5）上一贩讲的营主要恩内容1、辞可开靠争概焰率亏和帖失间效茂概岗率雷的皆计辫算用数岔学方稠法可奇以计姿算但揭计算水工作夺量大释。2、耳可析靠黎指浆标变的劳定俘义泳及陈计剩算取值帝：安扬全贱等叮级技、摸截磨面遭破短坏减形杀态其、韵极兰限贷状棍态络有扁关第棋七闯讲猎：计算难原则注（1训7扁/鼻2谊8）四、茶设计乏计算忽原则免（7/醉11）(2麦)计饥算渡方忆法叶之败一贱：结中舰心鞋点设法假设亭：Z中陆所悦有沸随李机凶量蜻是仙相幅互镜独燃立勤的申，乏均断服货从泉正雨态章分计布将Z在平州均值惯处按喜泰勒锈级数筹展开铅，忽爷略二池次以糖上项确竞定Z的特业征值求可忆靠指稳标适用会条件迅：基颂本变见量的拿正态锄分布丢；功最能函颗数是搁线性屠的。特音点叉：改直薄接掌用破特古征净值验；渣概来念演清稳楚戏，希应需用龄简惜便断；骂误轮差鹊较厘大尿。第七土讲：计租算抄原稀则柜（18得/2坛8）四疏、丸设告计枪计躲算删原吗则机（8/悲11）例服题醒：拿某倍轴顿心林受继压插短通柱砖，区按阁中拴心怖点脏法臭求胆构考件户可煮靠执指跪标米已域知厨：抗压境承载等力：字恒载掏产生赖的压雀力：活验载捡产祸生浇的莲轴帅向全压预力据：建装立错功医能步函绍数:求Z的音特逢征暮值转：求可更靠指背标第七欣讲：计算架原则茅（19竹/2思8）四、胁设计丹计算午原则鄙（9尘/鱼1翅1）例题择：上漆题中它，要床求可问靠指鸭标3.午7，夺在提其弊它巧条电件餐不炎变柴的山条并件哲下,用中甚心点乓法求早该柱性应具绣有的关承载制能力劳平均滋值。建狭立池功密能臣函创数求Z的剪特纸征理值求可薯靠指蹲标承载炭能力陈平均拢值第雄七疲讲深：计肠算驾原低则损（4）下一从讲的慨主要膊内容1、可蚀靠指读标的史计算椒方法-验殖算芹点此法结构欲设计虏原理第切八铅讲主讲击教师皱：鸡曹双勿寅腾舒赣铸平东南贤大学隆远程交教育第八朱讲：组计算士原则甚（6）上再一历讲符的警主橡要冶内善容1、中死心点嘴法的碎原理假设基本清变量熄均符是合正恼态分狱布，洲功能纳函数川是线颈性方纤程；利用宰按泰漠勒级蚁数展喉开（梢忽略膊二次奸及以律上项若）经数垄学推迁导，套可靠佛指标票可以挑直接守用平鸟均值阻和均摆方差学表示睡；2、中雁心点湖法的能特点直接浪用变耕量的树特征狐值计陈算；概念能清楚孙，应雨用简不便；计苗算挑结侧果绞误循差扇较戚大锄。第仿八蚕讲诉：计算房诚原则胀（20贩/2够8）四、宽设计饥计算炉原则偏（1茅0晃/陵1拍1）(3织)计聚算公方遮法抬之南二盼：启验用算彻点饶法贝介烧绍中歉心客点陈法中的终缺减陷闪：锯非后正熟态被分缠布弯？韵非浊线铲形哀方晶程必？辜误富差妖！处佩理臂办广法聪：灿对替中估心农点停法骡进补行蚕了客改职进简单幅分析：仅间考虑胸两个茅相互环独立乌的正怠态分盯布变勤量R和S极迟限具状烘态宝方墙程视为床：标准像化变辞换，萄令以肃和肾表述撒的极仁限状材态第氧八雹讲耳：计拜算族原也则鸟（2悠1童/烦2墓8）四、糕设计菜计算溉原则筒（11朋/1扇1）即煎：可横靠待指碧标朴的裁实拐质泪：测标著准抵正摸态炼坐钢标肾系硬中芹原亿点嫁到关极穴限恼状虫态先方写程膜直劈燕线债的拌最便短终距桃离票。验罢算点傻定义侵：P点非俘正炭态去变赤量狐的歉当部量向正具态辽化深原球则在验掏算点柔处，杰当量泄前后阀分布扎函数值锦相等先；当梁量前惠后概粉率密协度函叫数伴值贸相事等堪。第八弯讲：计算闪原则赠（6）下苏一违讲遗的览主舞要凳内苗容1、爪近歉似隐概仪率酸的懂设钓计竟表张达胆式结喷构醉设哲计搁原枝理第拣九盾讲主讲内教师号：须曹双娃寅传舒赣白平东南之大学迁远程希教育第侄九亚讲絮：束计翁算移原洗则锣（7）上一旗讲的蹄主要劈燕内容1、验公算点分法的幸原理是对冰中心翻点法帆的修呀正：对午非艰正值态腰变烛量酱等宏效像正甚态思化鸟；通凤过匙数傻学塑变秀化吓寻驶找迷验饥算蒜点畅；2、础验赴算贝点喇法魔的荡特事点计算峡结果立比较苹准确宵；计算社复杂阀，与丝式随机核变量伤的分裙布有冷关；当随命机变亚量为李正态睛分布持，功钉能函劳数是蔬线形妈方程侦时，震计算结性果框和民中盗心咸点算法薄相富同躲。第九庆讲：计算突原则举（2扣2若/闯2雅8）五、最近似恒概率临法设饼计表乡丰达式(旅1析/庆6拜)1、一圆般方纷法(辉1驾)结途构绕可箱靠缺性绒设旁计弱需才要魔解调决章的哪问猜题感：理论画模式艺问题浑：失义效标打准、绝概率递模式婶和计暑算方牙法等妥。社会桐认同酱问题怒：设议计可铸靠指供标的胜取值浴能否品被社只会接舍受。应肿用碎方治法泉问字题英：狱所表采语用古的皮设盐计午表炊达弓式螺的捞形东式努问毛题应。(2董)安探全指系速数撤法答简架单锁示帆例如：设Z只胸有声两件个翠独壳立娃的朱正船态概变蓬量R和S，根越据晶定都义得劝：第足九老讲叫：计权算减原位则层（23温/2紫8）五、差近似滚概率露法设姜计表弹达式(2注/6芳)即解吼得秃：定义辅安全怜系数械：则刮：安娇全渠系邻数军法叛设劳计威表另达赌式美：第九助讲：计算毯原则歌（2脆4块/盾2富8）五、绞近似驻概率法法设荣计表尾达式(响3证/议6森)(轧3靠)分项夸系数弱法简畜单示姑例当功支能函邻数有郊两个凉随机慨变量R和S时整理路可得羡：以骂标至准锄值些代缩慧入重整隶理心得敞：当功惰能函欠数有垫三个窄随机肥变量R和SG和SQ时整理评可得以醒标碎准梢值柴代鸦入:分项稀系数全法设印计表跑达式第年九杜讲语：计宪算添原谜则努（7）下驱一全讲沉的转主仰要广内译容1、现男行设费计表铁达式结场构养设冈计灯原鸽理第炕十断讲主讲驼教师劳：绢曹双然寅脑舒赣闭平东捷南哲大姐学些远宵程续教叙育第娱十朵讲讲：弟计济算脆原掀则赠（8）上一甲讲的封主要眼内容1、掠安访全酱系晃数板法经俗过慢变绘化避设芦计唐表闸达牵式叫可诸以岔表涂示肆成糊：安抚全袖系镇数K与可兄靠指庄标和茧随机售变量赠的数遣字特陆征有漫关2、分舅项系体数法经谊过忘变篮化葵设众计粪表捐达堪式拦可他以腿表戚示哭成涛：分控项文系情数爷法扛与耗可会靠肢指狗标别和贸随狐机赵变部量展的剖数番字侵特皱征哗有疾关洲。第十撑讲：计算诞原则屈（25未/2冤8）五、脉近似条概率检法设捉计表制达式(4绪/6耳)2、我明国现修行规扁范采伍用的曲基本崭设计耗表达迁式(赔1左)承辩载归能险力结极泼限辰状腾态斑设稻计览表唇达就式组爪合丙情鉴况平：基本刺组合户：永倒久荷写载和菌最大努的可描变荷喝载以格标准刚值作朋为代枕表廊值牙，猎其傲它标可拾变汉荷拒载勒以照组乖合触值粒为琴代用表尘值锁。偶然键组合基薄本辅组萄合稳承身载悼能笼力吵设租计陕采降用