文档介绍：第三章按近似概率理论
极限状态设计法
第三章按近似概率理论的极限状态设计法
极限状态
§ 极限状态
结构上的作用
◎直接作用:荷载
◎间接作用:混凝土的收缩、温度变化、基础的差异沉降、地震等
作用在结构上并使结构产生内力(如弯矩、剪力、轴向力、扭矩等)、变形、裂缝等作用称为作用效应或荷载效应。
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极限状态
§ 极限状态
◎荷载的分类
按作用时间的长短和性质,荷载分为三类:
,其值不随时间而变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计,或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。
,其变化与平均值不可忽略的荷载。
,但一旦出现其值很大且作用时间很短的荷载。
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§ 极限状态
◎荷载的标准值
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具有一定概率的最大荷载值
;
,在缺少大量统计材料的条件下,可近似按随机变量来考虑;
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§ 极限状态
结构的功能要求
1. 结构的安全等级
安全等级
破坏后的影响程度
建筑物的类型
一级
很严重
重要的建筑物
二级
严重
一般的建筑物
三级
不严重
次要的建筑物
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§ 极限状态
2. 结构的设计使用年限
结构的设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需要进行大修即可按达到其预定功能的使用时期。
设计年限可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定,也可经过主管部门的批准按业主的要求确定。一般建筑结构的设计使用年限为50年。
注意:区别建筑物的设计使用年限与建筑物的使用寿命。
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极限状态
3. 结构的功能
◆安全性
◎如(M≤Mu)
◎结构在预定的使用期间内(一般为50年),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。
◎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,不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。
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极限状态
◆适用性
◎如(f ≤[ f ])
◎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)、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。
◆耐久性
◎如(wmax≤[ wmax])
◎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(混凝土碳化、钢筋锈蚀),结构的承载力和刚度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用性,降低使用寿命。
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◆结构的可靠性
■可靠性——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(设计工作寿命=50年),在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护),完成预定结构功能的能力。
■结构可靠性越高,建设造价投资越大。
■如何在结构可靠与经济之间取得均衡,就是设计方法要解决的问题。
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极限状态
■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。
■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。
■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,增加结构的可靠度。
■经济的概念不仅包括第一次建设费用,还应考虑维修,损失及修复的费用