第二章概率极限状态设计法结构设计原理15课件讲解

第二章

概率极限状态设计法结构设计原理01§2.1概述02§2.2概率极限状态法的概念03§2.3我国规范规定的计算方法目录第二章概率极限状态设计法§2.3我国规范规定的计算方法第二章概率极限状态设计法重点作用的分类和作用组合的计算结构的设计状况和作用的代表值

※熟悉结构的设计状况和作用的代表值；※掌握作用的分类和作用组合的计算。

教学目标难点《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015》规定的结构设计状况有以下四类：持久状况：考虑在结构使用过程中一定出现且持续时间很长的设计状况，其持续时间一般与设计使用年限为同一数量级。例如桥涵建成后承受自重、车辆荷载等作用。该状况是指桥梁的使用阶段。——进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计。一、桥涵结构的设计概况《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015》规定的结构设计状况有以下四类：短暂状况：考虑在结构施工或使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，其持续时间很短的设计状况。例如桥涵施工或维修加固过程中承受的临时性荷载。——一般只进行承载能力极限状态设计，可根据需要进行正常使用极限状态的设计。一、桥涵结构的设计概况《公路桥涵设计通用规范JTGD60-2015》规定的结构设计状况有以下四类：偶然状况：

考虑结构在使用过程中出现概率极小且持续时间极短的异常情况的设计状况。例如桥涵使用过程中遭受的撞击、火灾、爆炸等异常情况。——只进行承载能力极限状态设计。地震状况：考虑在结构遭受地震时的设计状况。对于公路桥梁，在抗震设防地区必须考虑地震状况。——只进行承载能力极限状态设计。一、桥涵结构的设计概况二、作用及作用代表值1.作用的分类永久作用：在结构设计基准期内始终存在，且其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用。结构自重预加力二、作用及作用代表值1.作用的分类可变作用：在结构设计基准期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用。汽车荷载风荷载二、作用及作用代表值1.作用的分类偶然作用：在结构设计基准期内，出现的概率小，一旦出现其值很大且持续时间很短的作用。撞击火灾二、作用及作用代表值1.作用的分类地震作用：发生地震时对结构所产生的作用。二、作用及作用代表值1.作用的分类常见作用所属类别编号作用分类作用名称1可变作用汽车荷载2汽车冲击力3汽车离心力4汽车引起的土侧压力5人群荷载6风荷载7汽车制动力8流水压力9冰压力10温度影响力11支座摩阻力（公路桥）12列车横向摇摆力（铁路桥）13冻胀力（铁路桥）二、作用及作用代表值1.作用的分类常见作用所属类别编号作用分类作用名称14永久作用（恒载）结构重力（包括结构附加重力）15预加应力16土的重力17土侧压力18混凝土收缩及徐变作用19水的浮力20基础变位作用21偶然作用汽车、船只或飘流物撞击力22施工荷载（铁路桥）23地震作用地震作用二、作用及作用代表值2.作用的代表值标准值：指结构或构件设计时，采用的各种作用的基本代表值。其值可根据作用在设计基准期内最大概率分布的某一分位值确定，若无充分资料时，可根据工程经验经分析后确定。《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）规定：（1）永久作用的代表值为其标准值。永久作用的标准值可根据统计、计算，并结合工程经验综合分析确定。（2）地震作用的代表值为其标准值。地震作用的标准值应根据现行《公路工程抗震规范》（JTGB02）的规定确定。二、作用及作用代表值2.作用的代表值可变作用的组合值：当桥涵结构或结构构件承受两种或两种以上的可变作用时，考虑到这些可变作用不可能同时以其最大值（即标准值）出现，因此，除了一个主要的可变作用（公路和城市桥涵结构上一般为汽车荷载，也称为主导可变作用）取标准值外，其余的可变作用都取组合值。这样，即便有多种可变作用参与，可以使结构构件具有大致相同的可靠指标。

三、作用组合1.承载能力极限状态计算表达式γ0——结构构件的重要性系数，按照公路桥梁结构的安全等级分别为1.1、1.0、0.9；Sud——承载能力极限状态下，作用基本组合的效应设计值；R——结构或构件承载力设计值。三、作用组合2.承载能力极限状态计算时作用组合基本组合：指永久作用设计值和可变作用设计值的组合，当作用与作用效应可按线性关系考虑的时候，作用基本组合的效应设计值计算表达式为：γGi——第i个永久作用分项系数，其取值参见相关规范；Gik——第i个永久作用的标准值；

三、作用组合永久荷载分项系数序号作用类别永久作用分项系数对结构的承载力不利时对结构的承载力有利时1混凝土和圬工结构重力（包括结构附加重力）1.21.0钢结构重力（包括结构附加重力）1.1或1.22预加力1.21.03土的重力1.21.04混凝土的收缩及徐变作用1.01.05土侧压力1.41.06水的浮力1.01.07基础变位作用混凝土和圬工结构0.50.5钢结构1.01.0三、作用组合3.正常使用极限状态计算表达式S——正常使用极限状态作用组合的效应设计值；C——结构构件达到正常使用要求所规定的限值。三、作用组合2.正常使用极限状态计算时作用组合频遇组合：永久作用的标准值与汽车荷载的频遇值、其他可变作用准永久值相组合，当作用与作用效应可按线性关系考虑的时候，作