混凝土结构极限状态详解课件

11-06 混凝土结构设计混凝土结构设计 建筑结构的功能建筑结构的功能 1.1.1 结构的功能要求结构的功能要求建筑结构的三个建筑结构的三个基本功能基本功能安全性安全性适用性适用性耐久性耐久性结构可能还会有其它附加功能要求，例如整体稳定性，是考虑突发事件结构可能还会有其它附加功能要求，例如整体稳定性，是考虑突发事件对结构提出的抗倒塌性功能要求。对结构提出的抗倒塌性功能要求。结构的可靠性结构的可靠性 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，称为结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，称为结构的可靠性构的可靠性第1页/共30页 11-06 混凝土结构设计 建筑结构的功能 1.1.11 混凝土结构设计混凝土结构设计 结构设计使用年限结构设计使用年限 1.1.2 结构的设计使用年限结构的设计使用年限 是指设计规定的一个时期，在这一规定时期内，只需进行正常的是指设计规定的一个时期，在这一规定时期内，只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用，完成预定的功能，即房屋维护而不需进行大修就能按预期目的使用，完成预定的功能，即房屋建筑在建筑在正常设计、正常施工、正常使用正常设计、正常施工、正常使用和和正常维护正常维护下所应达到的使用下所应达到的使用年限。年限。设计基准期设计基准期结构设计使用年限结构设计使用年限结构使用寿命结构使用寿命注意区分注意区分这三个名这三个名词的含义词的含义为确定可变荷载代表值而选用的时间参数为确定可变荷载代表值而选用的时间参数 或者：或者：结构设计使用年限是指计结构设计使用年限是指计算结构可靠度所依据的年限。算结构可靠度所依据的年限。建筑结构可靠度设计统一标准建筑结构可靠度设计统一标准规定：普通房屋和构筑物的设规定：普通房屋和构筑物的设计使用年限为计使用年限为50年，纪念性建筑和特别重要的建筑结构的设计使用年年，纪念性建筑和特别重要的建筑结构的设计使用年限为限为100年，临时性结构的设计使用年限为年，临时性结构的设计使用年限为5年，结构构件易于替换的年，结构构件易于替换的结构，设计使用年限为结构，设计使用年限为25年。年。第2页/共30页 混凝土结构设计 结构设计使用年限 1.1.2 结构的设计2 11-06 混凝土结构设计混凝土结构设计我国，按照建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否，将建筑结构分我国，按照建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否，将建筑结构分为三个等级：为三个等级：安全等级安全等级破坏后果的影响程度破坏后果的影响程度建筑物的类型建筑物的类型一级一级很严重很严重重要的建筑物重要的建筑物二级二级严重严重一般的建筑物一般的建筑物三级三级不严重不严重次要建筑物次要建筑物在近似概率极限状态设计法中，在近似概率极限状态设计法中，结构安全等级是用结构重要性系数结构安全等级是用结构重要性系数0来体现的来体现的。结构安全等级结构安全等级 虽然结构都必须具备三个基本功能，但是不同用途的建筑物，其要虽然结构都必须具备三个基本功能，但是不同用途的建筑物，其要求的程度可能不同，例如：电信大楼、普通民宅。求的程度可能不同，例如：电信大楼、普通民宅。1.1.3 建筑结构的安全等级建筑结构的安全等级第3页/共30页 11-06 混凝土结构设计我国，按照建筑结构破坏时可能产3 11-06 混凝土结构设计混凝土结构设计1.1.4 结构的极限状态结构的极限状态 极限状态的引出极限状态的引出 两类极限状态两类极限状态 第一类：承载能力极限状态第一类：承载能力极限状态对应的是安全性功能。对应的是安全性功能。第二类：正常使用极限状态第二类：正常使用极限状态对应的是适用性功能和耐久对应的是适用性功能和耐久性功能。性功能。整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态。的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态实质上是结构可靠或不可靠的界限，也称为极限状态实质上是结构可靠或不可靠的界限，也称为“界限状态界限状态”结构或结构构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形结构或结构构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态，称为承载能力极限状态。状态，称为承载能力极限状态。结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限度的能力，称为结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限度的能力，称为正常使用极限状态。正常使用极限状态。第4页/共30页 11-06 混凝土结构设计1.1.4 结构的极限状态 极4 1008 混凝土结构设计混凝土结构设计1.2 结构的可靠度与可靠指标结构的可靠度与可靠指标 1.2.1 概率论的有关基础知识概率论的有关基础知识 直接作用直接作用VS间接作用：间接作用：（1）直接作用：荷载、力）直接作用：荷载、力（2）间接作用：温度变化、收缩变形、基础的不均匀沉降、）间接作用：温度变化、收缩变形、基础的不均匀沉降、地震等。地震等。1.2.2 结构的可靠度结构的可靠度自学掌握自学掌握使结构产生内力与变形的原因；使结构产生内力与变形的原因；荷载效应：荷载效应：荷载对结构或构件产生的内力、变形，用荷载对结构或构件产生的内力、变形，用S表示表示 11-06第5页/共30页 1008 混凝土结构设计1.2 结构的可靠度与可靠指5 1008 混凝土结构设计混凝土结构设计 结构抗力：结构抗力：结构或构件承受荷载效应的能力，如承载力、刚度等，用结构或构件承受荷载效应的能力，如承载力、刚度等，用R表示表示 11-06荷载效应和结构抗力都具有随机性。荷载效应和结构抗力都具有随机性。结构的失效概率：结构的失效概率：可以根据极限状态函数可以根据极限状态函数Z的取值，判别结构所处的状态：的取值，判别结构所处的状态：Z0，结构可靠，结构可靠Z=0，结构处于，结构处于极限状态极限状态Z0,结构失效结构失效设设 Z=R-S结构不能完成预定功能要求的概率，即结构不能完成预定功能要求的概率，即R-S0的概率，称为失效的概率，称为失效概率，记为概率，记为第6页/共30页 1008 混凝土结构设计 结构抗力：结构或构件承受荷6 11-06 混凝土结构设计混凝土结构设计结构可靠度结构可靠度：结构在规定时间内，完成预定功能的概率，称为结：结构在规定时间内，完成预定功能的概率，称为结构的可靠度。是结构可靠性的概率度量，构的可靠度。是结构可靠性的概率度量，结构的可靠度：结构的可靠度：即为结构的可靠度。即为结构的可靠度。结构可靠性结构可靠性：结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功：结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的能力称为结构的可靠性。能的能力称为结构的可靠性。结构可靠度是结构可靠性的概率度量。结构可靠度是结构可靠性的概率度量。1.2.3 结构的可靠指标结构的可靠指标与与pf有着对应关系，有着对应关系，越小，越小，pf越大；反之亦然。越大；反之亦然。例题例题1-2，第7页/共30页 11-06 混凝土结构设计结构可靠度：结构在规定时间内，7 11-06 混凝土结构设计混凝土结构设计1.3 1.3 按近似概率的极限状态实用设计表达式按近似概率的极限状态实用设计表达式 1.3.1 目标目标可靠指标可靠指标 可靠指标与失效概率：可靠指标与失效概率：R 和和S 的概率密度分布曲线的概率密度分布曲线 由于作用效应由于作用效应 S S 和结构抗力和结构抗力 R R 都是随机变量或随机过程，因此都是随机变量或随机过程，因此要绝对地保证要绝对地保证 R R 总是大于总是大于S S 是不可能的。是不可能的。在多数情况下，在多数情况下，R R 大于大于S S 。但是，在它们概率密度曲线的重叠区（阴。但是，在它们概率密度曲线的重叠区（阴影段内）仍有可能出现影段内）仍有可能出现 R R 小于小于S S 的情况的情况第8页/共30页 11-06 混凝土结构设计1.3 按近似概率的极限状态8 11-06混凝土结构设计混凝土结构设计结构失效概率结构失效概率 ：引入可靠指标引入可靠指标 ：当当 R 和和 S 都服从正态分布都服从正态分布时，功能函数时，功能函数 Z 的概率密的概率密度曲线如图所示：度曲线如图所示：；当；当Z为线性时，且符合正态分布时：为线性时，且符合正态分布时：了了 。可靠指标。可靠指标与失效概率与失效概率可靠指标可靠指标和失效概率和失效概率有一有一 一对应关系，计算了一对应关系，计算了的对应关系：的对应关系：就相当于计算就相当于计算第9页/共30页 11-06混凝土结构设计结构失效概率 ：引91.01.5910-12.73.4710-32.02.2810-23.26.8710-4所以比较方便的方法是用所以比较方便的方法是用来进行结构设计，并以此来来进行结构设计，并以此来判断结构判断结构的可靠度。的可靠度。表表1-3 可靠指标可靠指标与失效概率与失效概率pf 的对应关系的对应关系我国规范规定的结构构件承载能力极限状态的我国规范规定的结构构件承载能力极限状态的目标可靠指标目标可靠指标 破坏类型破坏类型安安 全全 等等 级级一级一级二级二级三级三级延性破坏延性破坏3.73.73.23.22.72.7脆性破坏脆性破坏4.24.23.73.73.23.2 11-06混凝土结构设计混凝土结构设计 按极限状态按极限状态 Z=RS 0 设计，但要求超过极限状态的概率不超设计，但要求超过极限状态的概率不超过允许值，即过允许值，即pfpf，或，或 第10页/共30页1.01.5910-12.73.4710-32.02.210 11-06混凝土结构设计混凝土结构设计1.3.2 分项系数分项系数通过分离函数把可靠指标通过分离函数把可靠指标用抗力分项系数用抗力分项系数和荷载效应分项和荷载效应分项系数系数表示表示目标可靠指标目标可靠指标 用三个分项系数表达，分别是结构重要性系数用三个分项系数表达，分别是结构重要性系数，材料分项系数材料分项系数，和荷载分项系数和荷载分项系数安全等级安全等级 结构重要性系数结构重要性系数 设计使用年限（年）设计使用年限（年）一级一级1.11.1100100二级二级1.01.05050三级三级0.90.955注意：在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数注意：在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数（一）结构重要性系数（一）结构重要性系数第11页/共30页 11-06混凝土结构设计1.3.2 分项系数通过分离函数11（二）（二）材料分项系数材料分项系数 11-06混凝土结构设计混凝土结构设计材料强度的标准值材料强度的标准值是材料强度的主要依据是材料强度的主要依据 以以级钢筋为例，直径级钢筋为例，直径10102525，抽样，抽样16451645根试件，获得钢筋屈服强度频根试件，获得钢筋屈服强度频率分布图。由此可以获得率分布图。由此可以获得1.1.钢筋的强度标准值钢筋的强度标准值 热轧钢筋的强度标准值取国家标准颁热轧钢筋的强度标准值取国家标准颁布的屈服强度的废品限值布的屈服强度的废品限值，即：，即：其保证率为其保证率为 97.7597.75 预应力钢绞线、钢丝、热处理钢筋的强预应力钢绞线、钢丝、热处理钢筋的强度根据极限抗拉强度确定度根据极限抗拉强度确定，即：，即：国家有关标准给出国家有关标准给出第12页/共30页（二）材料分项系数 11-06混凝土结构设计材料强度的标12混凝土结构设计混凝土结构设计2.混凝土立方体抗压强度标准值混凝土立方体抗压强度标准值 根据根据建筑结构设计统一标准建筑结构设计统一标准的规定，取的规定，取 ；保证率为；保证率为95.095.0 3.材料分项系数材料分项系数材料分项系数等于材料强度的标准值与材料强度设计值之比值，材料分项系数等于材料强度的标准值与材料强度设计值之比值，其值大于其值大于1 1 混凝土的强度设计值：混凝土的强度设计值：钢筋的强度设计值：钢筋的强度设计值：混凝土的材料分项系数：混凝土的材料分项系数：钢筋的材料分项系数：钢筋的材料分项系数 11-06第13页/共30页混凝土结构设计2.混凝土立方体抗压强度标准值 根据建筑结构13 钢筋钢筋 钢钢 筋筋 种种 类类HPB235HPB2351.151.15HRB335,HRB400,RRB400HRB335,HRB400,RRB4001.11.1消除应力钢丝，刻痕钢丝，钢绞线，热处理钢筋消除应力钢丝，刻痕钢丝，钢绞线，热处理钢筋1.21.2钢筋的材料分项系数钢筋的材料分项系数 混凝土混凝土 材料强度设计值材料强度设计值=材料强度标准值材料强度标准值/材料强度的分项系数。材料强度的分项系数。11-06混凝土结构设计混凝土结构设计（2 2）荷载的分项系数）荷载的分项系数 荷载的种类荷载的种类荷载的基本分类也是按荷载随时间的变异情况来进行的荷载的基本分类也是按荷载随时间的变异情况来进行的第14页/共30页 钢筋 钢 筋 种 类HPB2351.15HRB335,H14 11-06 混凝土结构设计混凝土结构设计（1）永久荷载（又称恒载）永久荷载（又称恒载）按荷载作用时间的长短和性质分按荷载作用时间的长短和性质分 是指在设计使用期内，其值不随时间变化、或其变化与平均值相比是指在设计使用期内，其值不随时间变化、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。用可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。用G表示。表示。例如：结构自重、土压力、预应力等。例如：结构自重、土压力、预应力等。（2）可变荷载（又称活载）可变荷载（又称活载）是指在设计基准期内其值随时间变化，其变化与平均值相比不可忽是指在设计基准期内其值随时间变化，其变化与平均值相比不可忽略的荷载。用略的荷载。用Q表示。表示。例如：楼面活荷载、吊车荷载、预应力等。例如：楼面活荷载、吊车荷载、预应力等。（3）偶然荷载）偶然荷载 是指在设计基准期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间是指在设计基准期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。很短的荷载。例如：爆炸力、撞击力。例如：爆炸力、撞击力。第15页/共30页 11-06 混凝土结构设计（1）永久荷载（又称恒载）15 1010 混凝土结构设计混凝土结构设计 关于荷载的取值关于荷载的取值（1）荷载的不确定性）荷载的不确定性恒载恒载由施工偏差引起由施工偏差引起活荷载活荷载 偶然荷载偶然荷载（2）多荷载相遇）多荷载相遇荷载组合荷载组合确定随机变量大小的方法确定随机变量大小的方法（3）计算、分析情况的复杂）计算、分析情况的复杂例如强度计算和变形验算例如强度计算和变形验算 荷载代表值的提出荷载代表值的提出 可变荷载代表值可变荷载代表值荷载标准值荷载标准值荷载组合值荷载组合值荷载准永久值荷载准永久值荷载频遇值荷载频遇值永久荷载代表值永久荷载代表值荷载标准值荷载标准值第16页/共30页 1010 混凝土结构设计 关于荷载的取值（1）荷16 11-06混凝土结构设计混凝土结构设计荷载标准值：荷载标准值：荷载组合值：荷载组合值：荷载频遇值：荷载频遇值：荷载准永久荷载准永久值：值：是荷载的基本代表值；是指在结构的使用期间（一般结构是荷载的基本代表值；是指在结构的使用期间（一般结构的设计基准期为的设计基准期为50年）可能出现的最大值。年）可能出现的最大值。是指对于有两种和两种以上可变荷载同时作用时，使组合是指对于有两种和两种以上可变荷载同时作用时，使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率能与荷载单独作后的荷载效应在设计基准期内的超越概率能与荷载单独作用时相应超越概率趋于一致的荷载值。用时相应超越概率趋于一致的荷载值。是指在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率，是指在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率，或超越概率为规定概率的荷载值。或超越概率为规定概率的荷载值。是指在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一是指在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。半的荷载值。恒载标准值恒载标准值活荷载标准值活荷载标准值第17页/共30页 11-06混凝土结构设计荷载标准值：荷载组合值：荷载频遇17 荷载分项系数怎样确定：根据规定的目标可靠指标和可变荷载与永久荷载分项系数怎样确定：根据规定的目标可靠指标和可变荷载与永久荷载比值，对不同类型的构件进行反算后，得出相应的分项系数，从中经荷载比值，对不同类型的构件进行反算后，得出相应的分项系数，从中经过优选，得出最合适的数值而确定。过优选，得出最合适的数值而确定。可变荷载：由于目前对在设计基准期内最大荷载的概率分布能做可变荷载：由于目前对在设计基准期内最大荷载的概率分布能做出估计的荷载尚不多，所以荷载规范的荷载取值主要还是根据历史经出估计的荷载尚不多，所以荷载规范的荷载取值主要还是根据历史经验确定。验确定。荷载分项系数：荷载分项系数：组合类别组合类别 永久荷载的分项系数永久荷载的分项系数 可变荷载的分项系数可变荷载的分项系数以永久荷载效应控制的组合以永久荷载效应控制的组合1.35(1.35(不利不利)，1.01.0（有利）（有利）1.41.4（不利），（不利），0 0（有利）（有利）以可变荷载效应控制的组合以可变荷载效应控制的组合1.2(1.2(不利不利)，1.01.0（有利）（有利）1.41.4（不利），（不利），0 0（有利）（有利）荷载分项系数荷载分项系数 荷载设计值：荷载设计值荷载设计值：荷载设计值=荷载标准值荷载标准值荷载的分项系数。荷载的分项系数。荷载标准值：荷载标准值：永久荷载：取平均值。永久荷载：取平均值。11-06混凝土结构设计混凝土结构设计第18页/共30页 荷载分项系数怎样确定：根据规定的目标可靠指标和可变荷18 11-06混凝土结构设计混凝土结构设计1.3.3 设计表达式设计表达式 概率极限状态设计法的概念：概率极限状态设计法的概念：结结构构：建建筑筑物物的的骨骨架架，在在建建筑筑物物中中起起着着承承受受荷荷载载、支支撑撑建建筑物的作用。筑物的作用。对结构的认识对结构的认识 结构的结构的三个基本功能三个基本功能：1.1.安全性功能安全性功能 控制标准：控制标准：应能承受正常施工和正常使用条件下可能出现的各种荷载和变形；应能承受正常施工和正常使用条件下可能出现的各种荷载和变形；在在偶偶然然事事件件（如如地地震震、爆爆炸炸等等）发发生生时时及及发发生生后后结结构构仍仍保保持持必必需需的的整整体体稳定性，不致发生倒塌。稳定性，不致发生倒塌。2.2.适用性功能适用性功能 结构在正常使用过程中应具有良好的工作性能。结构在正常使用过程中应具有良好的工作性能。例如：吊车梁、装饰材料。例如：吊车梁、装饰材料。3.3.耐久性耐久性功能功能 在正常维护条件下，达到设计所规定的年限（一般为在正常维护条件下，达到设计所规定的年限（一般为5050年）。年）。第19页/共30页 11-06混凝土结构设计1.3.3 设计表达式 概率极限19 11-06混凝土结构设计混凝土结构设计怎样满足功能要求？怎样满足功能要求？取极限状态函数判别：取极限状态函数判别：Z=R-S Z=R-S Z Z0 0，能完成预定功能的状态，结构可靠，能完成预定功能的状态，结构可靠Z Z0 0，临界状态，临界状态，极限状态极限状态Z Z0 0，不能完成预定功能的状态，结构失效，不能完成预定功能的状态，结构失效R：抗力；：抗力；S：荷载效应：荷载效应对应对应3 3种功能提出了两类极限状态：种功能提出了两类极限状态：第一类：第一类：承载能力极限状态承载能力极限状态；第二类：第二类：正常使用极限状态正常使用极限状态。概率论实现的方法：概率论实现的方法：密度函数密度函数计算概率计算概率 怎样保证公式的可靠性？怎样保证公式的可靠性？概率论的方法概率论的方法第20页/共30页 11-06混凝土结构设计怎样满足功能要求？取极限状态函数20 用用 计算的难度计算的难度 缺乏直观性，一般的工程技术人员难缺乏直观性，一般的工程技术人员难以接受。以接受。引入分项系数，取得和力学计算相一致的表达式形式引入分项系数，取得和力学计算相一致的表达式形式 力学计算的一般表达式：力学计算的一般表达式：11-06混凝土结构设计混凝土结构设计例如，对于例如，对于承载能力极限状态承载能力极限状态：荷载标准值荷载标准值0SR荷载分项系数。荷载分项系数。抗力标准值抗力标准值抗力分项系数。抗力分项系数。承载能力极限状态承载能力极限状态的通式（一般表达式）的通式（一般表达式）承载能力极限状态的设计表达式：承载能力极限状态的设计表达式：第21页/共30页 用 计算的难度 缺乏直观性，一般的工程技术人员难以接2111-06混凝土结构设计混凝土结构设计 需要指出的是：在目前的概率极限状态分析中，只用到统计平均值需要指出的是：在目前的概率极限状态分析中，只用到统计平均值和均方差，并非实际的概率分布，并且在分离导出分项系数时还作了一和均方差，并非实际的概率分布，并且在分离导出分项系数时还作了一些假定，运算中采用了一些近似的处理方法，因而计算结果是近似的，些假定，运算中采用了一些近似的处理方法，因而计算结果是近似的，所以只能称为所以只能称为近似概率设计方法近似概率设计方法。结构计算一般是结构计算一般是按单个荷载计算按单个荷载计算的其效应的其效应 荷载效应组合的概念荷载效应组合的概念 恒荷载产生的效应恒荷载产生的效应楼面活荷载产生的效应楼面活荷载产生的效应风荷载产生的效应风荷载产生的效应采用的荷载值采用的荷载值恒荷载标准值恒荷载标准值活荷载标准值活荷载标准值风荷载标准值风荷载标准值而实际结构或结构构件是同时承受这些荷载作用的，这就产生了荷载效而实际结构或结构构件是同时承受这些荷载作用的，这就产生了荷载效应的组合问题。应的组合问题。第22页/共30页11-06混凝土结构设计 需要指出的是：在目前的22 11-06混凝土结构设计混凝土结构设计 我国荷载规范给出的几种荷载效应组合我国荷载规范给出的几种荷载效应组合 基本组合、偶然组合、标准组合、频遇组合、准永久组合基本组合、偶然组合、标准组合、频遇组合、准永久组合 各极限状态对应的荷载效应组合与一般表达式各极限状态对应的荷载效应组合与一般表达式 对于对于承载能力极限状态承载能力极限状态，应采用：，应采用：基本组合基本组合偶然组合偶然组合0SR考虑到结构安全等级或结构设计使考虑到结构安全等级或结构设计使用年限的差异，其目标可靠指标应用年限的差异，其目标可靠指标应相应提高或降低，故引入相应提高或降低，故引入0结结构重要性系数构重要性系数。对于对于正常使用极限状态正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用：，应根据不同的设计要求，采用：标准组合标准组合频遇组合频遇组合准永久组合准永久组合SkCC为结构或结构构件达到正常使用为结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，例如：变形、裂要求的规定限值，例如：变形、裂缝、振幅、加速度、应力等。缝、振幅、加速度、应力等。第23页/共30页 11-06混凝土结构设计 我国荷载规范给出的几种荷载效应23 11-06混凝土结构设计混凝土结构设计 荷载规范的有关规定荷载规范的有关规定 1.1.按承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的按承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合基本组合，必，必要时尚应考虑作用效应的要时尚应考虑作用效应的偶然组合偶然组合。2.2.对于基本组合，荷载效应组合的设计值应从由可变荷载效应控对于基本组合，荷载效应组合的设计值应从由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的两组组合中取最不利值确定。制的组合和由永久荷载效应控制的两组组合中取最不利值确定。按承载能力极限状态设计时：按承载能力极限状态设计时：应考虑作用应考虑作用效应的效应的基本组合基本组合偶然组合（必要时）偶然组合（必要时）基本组合基本组合由永久荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合由可变荷载效应控制的组合由可变荷载效应控制的组合设计中应取最不利值。设计中应取最不利值。承载能力极限状态的设计表达式：承载能力极限状态的设计表达式：第24页/共30页 11-06混凝土结构设计 荷载规范的有关规定 124 荷载效应的基本组合计算公式荷载效应的基本组合计算公式 简单表达式：简单表达式：（1 1）对由可变荷载效应控制的组合）对由可变荷载效应控制的组合 （2 2）对由永久荷载效应控制的组合）对由永久荷载效应控制的组合 （120）（121）结构重要性系数，和结构的安全等级有关。结构重要性系数，和结构的安全等级有关。安全等级安全等级 结构重要性系数结构重要性系数 设计使用年限（年）设计使用年限（年）一级一级1.11.1100100二级二级1.01.05050三级三级0.90.95511-06混凝土结构设计混凝土结构设计注意：在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数注意：在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数第25页/共30页 荷载效应的基本组合计算公式 简单表达式：（1）对由可变荷25 分别表示永久荷载标准值产生的荷载效应、可变分别表示永久荷载标准值产生的荷载效应、可变荷载标准值产生的荷载效应。荷载标准值产生的荷载效应。和和 ，一般取，一般取1.41.4。永久荷载、可变荷载永久荷载、可变荷载1 1、i i的分项系数。的分项系数。这里这里G G、Q Q分分别代表永久荷载和可变荷载别代表永久荷载和可变荷载。且。且对由可变荷载效应控制的组合，取对由可变荷载效应控制的组合，取对由永久荷载效应控制的组合，取对由永久荷载效应控制的组合，取当永久荷载效应对结构有利时，取当永久荷载效应对结构有利时，取可变荷载组合系数。可变荷载组合系数。钢材的设计强度；钢材的设计强度；混凝土的设计强度。混凝土的设计强度。11-06混凝土结构设计混凝土结构设计第26页/共30页 分别表示永久荷载标准值产生26 确定正常使用极限状态设计表达式所考虑的问题确定正常使用极限状态设计表达式所考虑的问题 按正常使用极限状态设计时，变形过大或裂缝过宽虽影响正常使用，按正常使用极限状态设计时，变形过大或裂缝过宽虽影响正常使用，但危害的程度不及承载能力引起的结构破坏造成的损失那么大，所以可适但危害的程度不及承载能力引起的结构破坏造成的损失那么大，所以可适当降低对可靠度的要求。当降低对可靠度的要求。方法方法：计算时取标准值，也不考虑：计算时取标准值，也不考虑（1 1）承载能力极限状态）承载能力极限状态与正常使用极限状态在可靠度要求上的差别与正常使用极限状态在可靠度要求上的差别（2 2）怎样考虑可变荷载的影响怎样考虑可变荷载的影响 可变荷载的最大值并非长期作用于结构之上。衡量可变荷载的大小，既可变荷载的最大值并非长期作用于结构之上。衡量可变荷载的大小，既要考虑值，还要考虑作用时间的长短。要考虑值，还要考虑作用时间的长短。11-06混凝土结构设计混凝土结构设计怎样度量可变荷载值：用超越某个值的方式来度量。怎样度量可变荷载值：用超越某个值的方式来度量。可变荷载的标准值可变荷载的标准值：是结构使用期间可能遇到的最大值，保证率：是结构使用期间可能遇到的最大值，保证率95。频遇值频遇值：根据超越的总时间或超越的次数来确定的值。：根据超越的总时间或超越的次数来确定的值。准永久值准永久值：根据达到或超过该值的总持续时间与设计基准期内总持续时：根据达到或超过该值的总持续时间与设计基准期内总持续时间的比值确定的值。间的比值确定的值。正常使用极限状态的设计表达式：正常使用极限状态的设计表达式：第27页/共30页 确定正常使用极限状态设计表达式所考虑的问题 按正27 正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式 用于，当一个极限状态被超越时将产生严重的永用于，当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性损害的情况。久性损害的情况。按荷载的标准组合时：按荷载的标准组合时：用于，当一个极限状态被超越时将产生局部损害、用于，当一个极限状态被超越时将产生局部损害、较大变形或短暂振动的情况。较大变形或短暂振动的情况。按荷载的频遇组合时：按荷载的频遇组合时：(1-23)可变荷载的组合值系数可变荷载的组合值系数 可变荷载的频遇值系数可变荷载的频遇值系数 式中式中 C结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度、应力结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂缝宽度、应力等的限值。等的限值。简单表达式：简单表达式：1035 第第10章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法10.5实用设计表达式实用设计表达式第28页/共30页 正常使用极限状态设计表达式 用于，当一个极限状态被超越时将28用于，当长期荷载效应起决定性作用的情况。用于，当长期荷载效应起决定性作用的情况。按荷载的准永久组合时：按荷载的准永久组合时：可变荷载的准永久值系数可变荷载的准永久值系数 1036 第第10章章 混凝土结构设计的一般原则和方法混凝土结构设计的一般原则和方法10.5实用设计表达式实用设计表达式 关于偶然组合关于偶然组合 偶然荷载（如爆炸力、撞击力）的代表值不乘分项系数，与偶然荷载偶然荷载（如爆炸力、撞击力）的代表值不乘分项系数，与偶然荷载可能同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。可能同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。关于荷载效应组合时应注意的问题关于荷载效应组合时应注意的问题1 1）不管何种组合，都应包括永久荷载效应；）不管何种组合，都应包括永久荷载效应；2 2）对于可变荷载效应，是否参与在一个组合中，要根据其对结构或结构）对于可变荷载效应，是否参与在一个组合中，要根据其对结构或结构构件的作用情况而定。对于建筑结构，无地震作用参与组合时，一般考构件的作用情况而定。对于建筑结构，无地震作用参与组合时，一般考虑以下三种组合情况（不包括偶然组合）：虑以下三种组合情况（不包括偶然组合）：恒恒+活活+其它活荷载其它活荷载 恒恒+活活 恒恒+风风第29页/共30页用于，当长期荷载效应起决定性作用的情况。按荷载的准永久组合时29感谢观看！感谢观看！第30页/共30页感谢观看！第30页/共30页30