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文檔簡介

作用的概念與類型使結構或構件產生內力(應力)、變形(位移、應變)和裂縫的各種原因的總稱。

◎直接作用:荷載

◎間接作用:混凝土的收縮、溫度變化、基礎的差異沉降、地震等作用在結構上并使結構產生內力(如彎矩、剪力、軸向力、扭矩等)、變形、裂縫等作用稱為作用效應或荷載效應。1.作用效應S和結構抗力R設計原理2.荷載的分類按作用時間的長短和性質,荷載分為三類:永久荷載:在結構設計使用年限內,其值不隨時間而變化,或其變化與平均值相比可以忽略不計,或其變化是單調的并能趨于限值的荷載??勺兒奢d:在結構設計基準期內其值隨時間而變化,其變化與平均值不可忽略的荷載。偶然荷載:在結構設計基準期內不一定出現,但一旦出現其值很大且作用時間很短的荷載。按作用空間位置的變異分為:固定荷載、可動荷載。按作用結構的反應分為:靜態荷載、動態荷載。設計原理直接作用或間接作用在結構內產生的內力和變形稱為作用效應。直接作用引起的稱為荷載效應,用S表示。內力:軸力、彎矩、剪力、扭矩;變形:撓度、轉角、裂縫。3.作用效應S設計原理作用效應取決于作用的方式及結構或構件的幾何尺寸及支承條件。簡支梁在跨中一集中荷載作用下跨中彎矩例:簡支梁在均布荷載作用下跨中彎矩S=(Q)c–––荷載效應系數Q–––荷載S設計原理

結構抗力是指結構或構件承受作用效應的能力,用R表示。如構件的承載能力、剛度。結構抗力的影響因素材料性能(強度、彈性模量)材料幾何參數(構件尺寸)計算模式(基本假設,計算公式)結構的抗力具有隨機性。4.結構抗力R設計原理結構的極限狀態可用下面的結構功能函數表示:

Z=R-S對應的:Z=R-S>0時,結構處于可靠狀態;Z=R-S=0時,結構達到極限狀態,此時稱為極限狀態方程;Z=R-S<0時,結構處于失效(破壞)狀態。在結構設計中,不僅僅只考慮結構的承載能力,有時還要考慮結構的適用性和耐久性,則極限狀態方程可推廣為:設計原理2.結構按概率極限狀態設計(1)可靠度、失效概率及可靠指標

由于實際結構中的不確定性,因此無論如何設計結構,都會有失效的可能性存在,只是可能性大小不同而已。為了科學定量的表示結構可靠性的大小,采用概率方法是比較合理的。

失效概率越小,表示結構可靠性越大。因此,可以用失效概率來定量表示結構可靠性的大小。當失效概率Pf小于某個值時,人們因結構失效的可能性很小而不再擔心,即可認為結構設計是可靠的。該失效概率限值稱為容許失效概率[Pf]。失效概率Pf=P(S>R)設計原理Skf(S),f(R)S,RRkS及R概率分布曲線設計原理結構的效應S及結構的抗力R均符合正態分布,因此結構的功能函數也符合正態分布。如圖:圖中Z<0部分(陰影)面積即為失效概率Pf圖2-1fz(Z)pf

z

z

zZ設計原理Pf

計算復雜,但(由圖看出)均值

Z向右移Pf

減小,可靠度加大。令

越大,Pf越小

,結構越可靠。故稱為可靠度指標。

設計原理結構功能函數

Z=R-SPf=P(S>R)=P(Z<0)b—可靠指標設計原理在確定結構的可靠指標

時,應該使結構的失效概率降低到人們可以接受的程度,做到既安全可靠又經濟合理?!督y一標準》規定:[

]稱為設計可靠指標,其取值與構件的破壞類型及結構的重要性有關。

[

](2)

目標可靠指標及安全

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