文档介绍：结构设计基本原理结构设计基本原理本章主要内容与重点本章主要内容与重点主要内容:主要内容:结构可靠度及结构设计方法荷载和材料强度的取值概率极限状态设计法极限状态设计表达式重点:重点:结构设计基本原理结构设计基本原理结构可靠度及结构设计方法荷载和材料强度的取值概率极限状态设计法结构设计基本原理结构设计基本原理结构可靠度及结构设计方法结构可靠度及结构设计方法1 结构上的作用和作用效应结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布力,以及引起结构外加变形或约束变形的原因(地震、基础差异沉降、温度变化、混凝土收缩等)。(1)按随时间的变异可分为三类:永久作用可变作用偶然作用结构上的作用可按下列性质分类: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。如结构自重、土压力、预应力、地基沉降、焊接等。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。在设计基准期内不一定出现,而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。如楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、温度变化等。如爆炸力、撞击力、罕遇的地震等。————————————结构设计基本原理结构设计基本原理结构可靠度及结构设计方法结构可靠度及结构设计方法(2)按随空间位置的变异可分为二类:固定作用自由作用1 结构上的作用(action)和作用效应(effect of an action) 在结构上具有固定分布的作用。其特点是在结构上出现的空间位置固定不变,但其量值可能具有随机性。在结构上一定范围内可以任意分布的作用。如房屋建筑楼面上位置固定的设备荷载、屋盖上的水箱等。如楼面的人员荷载、吊车荷载等。————————结构设计基本原理结构设计基本原理结构可靠度及结构设计方法结构可靠度及结构设计方法静态作用动态作用(3)按结构的反应特点可分为二类:上述各种作用作用在结构或结构构件上,由此在结构内产生的内力和变形(如轴力、剪力、弯矩以及挠度、转角和裂缝等)称为作用效应。使结构产生的加速度可以忽略不计的作用。使结构产生的加速度不可忽略不计的作用。在结构分析时一般均应考虑其动力效应。如结构自重、住宅或办公楼的楼面活荷载如吊车荷载、地震作用、大型动力设备的作用、高耸结构上的风荷载等。————————1 结构上的作用和作用效应结构设计基本原理结构设计基本原理结构可靠度及结构设计方法结构可靠度及结构设计方法2 结构抗力结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应(即内力和变形)的能力。影响抗力的主要因素有:材料性能的不确定性几何参数的不确定性计算模式的不确定性强度、变形模量等——构件尺寸等——抗力计算所采用的基本假设和计算公式不够精确等——结构设计基本原理结构设计基本原理结构可靠度及结构设计方法结构可靠度及结构设计方法3 结构可靠性及可靠度结构可靠性是指结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力。结构可靠度就是结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。规定的时间是指设计使用年限。规定的条件是指正常设计、正常施工和正常使用的条件。预定功能指满足结构的安全性、适用性和耐久性要求。结构设计基本原理结构设计基本原理结构可靠度及结构设计方法结构可靠度及结构设计方法4 设计使用年限和设计基准期设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期,即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。设计使用年限的概念不同于实际寿命、耐久年限或设计基准期。《建筑结构可靠度设计统一标准》规定了各类建筑结构的设计使用年限。类别类别设计使用年限(年)设计使用年限(年)示例示例1155临时性结构临时性结构222525易于替换的结构构件易于替换的结构构件335050普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物44100100纪念性建筑和特别重要的建筑物纪念性建筑和特别重要的建筑物设计使用年限分类设计基准期指为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。《统一标准》规定设计基准期为50年。结构设计基本原理结构设计基本原理结构可靠度及结构设计方法结构可靠度及结构设计方法5 结构的安全等级结构的安全等级根据结构破坏可能产生的后果,即危及人的生命、造成的经济损失、产生社会影响等的严重程度确定。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重要的房屋重要的房屋二级二级严严重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建筑结构的安全等级建筑物中各类结构构件的安全等级宜与整个结构的安全等级相同,但允许对部分结构构件根据其重要程度和综合效益进行适当的调整。结构设计基本原理结构设计基本原理结构可靠度及结构设计方法结构可靠度及结构设计方法6 混凝土结构构件设计计算方法容许应力法:最早的