第二章

概率極限狀態設計法結構設計原理01§2.1概述02§2.2概率極限狀態法的概念03§2.3我國規范規定的計算方法目錄第二章概率極限狀態設計法§2.3我國規范規定的計算方法第二章概率極限狀態設計法重點作用的分類和作用組合的計算結構的設計狀況和作用的代表值

※熟悉結構的設計狀況和作用的代表值；※掌握作用的分類和作用組合的計算。

教學目標難點《公路橋涵設計通用規范JTGD60-2015》規定的結構設計狀況有以下四類：持久狀況：考慮在結構使用過程中一定出現且持續時間很長的設計狀況，其持續時間一般與設計使用年限為同一數量級。例如橋涵建成后承受自重、車輛荷載等作用。該狀況是指橋梁的使用階段。——進行承載能力極限狀態和正常使用極限狀態的設計。一、橋涵結構的設計概況《公路橋涵設計通用規范JTGD60-2015》規定的結構設計狀況有以下四類：短暫狀況：考慮在結構施工或使用過程中出現概率較大，而與設計使用年限相比，其持續時間很短的設計狀況。例如橋涵施工或維修加固過程中承受的臨時性荷載。——一般只進行承載能力極限狀態設計，可根據需要進行正常使用極限狀態的設計。一、橋涵結構的設計概況《公路橋涵設計通用規范JTGD60-2015》規定的結構設計狀況有以下四類：偶然狀況：

考慮結構在使用過程中出現概率極小且持續時間極短的異常情況的設計狀況。例如橋涵使用過程中遭受的撞擊、火災、爆炸等異常情況。——只進行承載能力極限狀態設計。地震狀況：考慮在結構遭受地震時的設計狀況。對于公路橋梁，在抗震設防地區必須考慮地震狀況。——只進行承載能力極限狀態設計。一、橋涵結構的設計概況二、作用及作用代表值1.作用的分類永久作用：在結構設計基準期內始終存在，且其量值不隨時間變化，或其變化與平均值相比可忽略不計的作用。結構自重預加力二、作用及作用代表值1.作用的分類可變作用：在結構設計基準期內，其量值隨時間變化，且其變化值與平均值相比較不可忽略的作用。汽車荷載風荷載二、作用及作用代表值1.作用的分類偶然作用：在結構設計基準期內，出現的概率小，一旦出現其值很大且持續時間很短的作用。撞擊火災二、作用及作用代表值1.作用的分類地震作用：發生地震時對結構所產生的作用。二、作用及作用代表值1.作用的分類常見作用所屬類別編號作用分類作用名稱1可變作用汽車荷載2汽車沖擊力3汽車離心力4汽車引起的土側壓力5人群荷載6風荷載7汽車制動力8流水壓力9冰壓力10溫度影響力11支座摩阻力（公路橋）12列車橫向搖擺力（鐵路橋）13凍脹力（鐵路橋）二、作用及作用代表值1.作用的分類常見作用所屬類別編號作用分類作用名稱14永久作用（恒載）結構重力（包括結構附加重力）15預加應力16土的重力17土側壓力18混凝土收縮及徐變作用19水的浮力20基礎變位作用21偶然作用汽車、船只或飄流物撞擊力22施工荷載（鐵路橋）23地震作用地震作用二、作用及作用代表值2.作用的代表值標準值：指結構或構件設計時，采用的各種作用的基本代表值。其值可根據作用在設計基準期內最大概率分布的某一分位值確定，若無充分資料時，可根據工程經驗經分析后確定。《公路橋涵設計通用規范》（JTGD60-2015）規定：（1）永久作用的代表值為其標準值。永久作用的標準值可根據統計、計算，并結合工程經驗綜合分析確定。（2）地震作用的代表值為其標準值。地震作用的標準值應根據現行《公路工程抗震規范》（JTGB02）的規定確定。二、作用及作用代表值2.作用的代表值可變作用的組合值：當橋涵結構或結構構件承受兩種或兩種以上的可變作用時，考慮到這些可變作用不可能同時以其最大值（即標準值）出現，因此，除了一個主要的可變作用（公路和城市橋涵結構上一般為汽車荷載，也稱為主導可變作用）取標準值外，其余的可變作用都取組合值。這樣，即便有多種可變作用參與，可以使結構構件具有大致相同的可靠指標。

三、作用組合1.承載能力極限狀態計算表達式γ0——結構構件的重要性系數，按照公路橋梁結構的安全等級分別為1.1、1.0、0.9；Sud——承載能力極限狀態下，作用基本組合的效應設計值；R——結構或構件承載力設計值。三、作用組合2.承載能力極限狀態計算時作用組合基本組合：指永久作用設計值和可變作用設計值的組合，當作用與作用效應可按線性關系考慮的時候，作用基本組合的效應設計值計算表達式為：γGi——第i個永久作用分項系數，其取值參見相關規范；Gik——第i個永久作用的標準值；

三、作用組合永久荷載分項系數序號作用類別永久作用分項系數對結構的承載力不利時對結構的承載力有利時1混凝土和圬工結構重力（包括結構附加重力）1.21.0鋼結構重力（包括結構附加重力）1.1或1.22預加力1.21.03土的重力1.21.04混凝土的收縮及徐變作用1.01.05土側壓力1.41.06水的浮力1.01.07基礎變位作用混凝土和圬工結構0.50.5鋼結構1.01.0三、作用組合3.正常使用極限狀態計算表達式S——正常使用極限狀態作用組合的效應設計值；C——結構構件達到正常使用要求所規定的限值。三、作用組合2.正常使用極限狀態計算時作用組合頻遇組合：永久作用的標準值與汽車荷載的頻遇值、其他可變作用準永久值相組合，當作用與作用效應可按線性關系考慮的時候，作