《结构设计原理》第二章 结构按极限状态法设计原则

第二章结构按极限状态 法设计原则

第二章 结构按极限状态 法设计原则

结构设计计算方法发展过程 1.容许应力法:以弹性理论为基础,但未考虑材料 的塑性。 2.破坏阶段法:考虑了材料的塑性,但仅仅用一个 笼统的安全系数考虑超载,材料的变异等。 3.极限状态法:用三个分项系数把不同的荷载、不 同材料及不同构件的受力性质等用不同的安全系 数区别开来。目前《公路桥规》采用该方法

结构设计计算方法发展过程： 1.容许应力法：以弹性理论为基础，但未考虑材料 的塑性。 2.破坏阶段法：考虑了材料的塑性，但仅仅用一个 笼统的安全系数考虑超载，材料的变异等。 3.极限状态法：用三个分项系数把不同的荷载、不 同材料及不同构件的受力性质等用不同的安全系 数区别开来。目前《公路桥规》采用该方法

第一节:极限状态法设计的基本概念 1结构的功能要求 安全性,适用性,耐久性 2结构的可靠度 结构在规定的时间内,在 规定的条件下,完成上述预定功能的概率

第一节：极限状态法设计的基本概念 1 结构的功能要求： 安全性，适用性，耐久性 2 结构的可靠度： 结构在规定的时间内，在 规定的条件下，完成上述预定功能的概率

3结构的极限状态 (1)承载能力极限状态这种极限状态对应于结构或构 件达到最大承载力或不适于继续承载的变形。当结构或构 件出现下列状态之一时,即认为超过了承载力极限状态: ①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如滑动、 倾覆等) ②结构构件或连接处因超过材料强度而破坏 ③结构转变成机动体系; ④结构或构件丧失稳定; ⑤由于材料的塑性或徐变变形过大,或由于截面开裂而 引起过大的几何变形等,致使结构或结构不再能继续承载 和使用

3 结构的极限状态 （1）承载能力极限状态 这种极限状态对应于结构或构 件达到最大承载力或不适于继续承载的变形。当结构或构 件出现下列状态之一时，即认为超过了承载力极限状态 ： ①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑动、 倾覆等）； ②结构构件或连接处因超过材料强度而破坏； ③结构转变成机动体系； ④结构或构件丧失稳定； ⑤由于材料的塑性或徐变变形过大，或由于截面开裂而 引起过大的几何变形等，致使结构或结构不再能继续承载 和使用

2)正常使用极限状态这种极限状态对应于结构或结 构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值。当结构或 构件出现下列状态之一时,即认为超过了正常使用极限状 ①影响正常使用或外观的变形 ②影响正常使用或耐久性能的局部损坏(如过大的裂 缝宽度) ③影响正常使用的振动; ④影响正常使用的其它特定状态

（2）正常使用极限状态 这种极限状态对应于结构或结 构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定值。当结构或 构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状 态： ①影响正常使用或外观的变形； ②影响正常使用或耐久性能的局部损坏（如过大的裂 缝宽度） ③影响正常使用的振动； ④影响正常使用的其它特定状态

4结构的失效概率与可靠指标 (1)作用作用是指结构产生内力、变形、应力、 应变的所有原因。 ①直接作用系指施加在结构上的集中荷载和 分布荷载。 ②间接作用指引起结构外加变形和约束变形 的因素。如地震,基础沉降,混凝土收缩,温度 变化等

4 结构的失效概率与可靠指标 （1）作用 作用是指结构产生内力、变形、应力、 应变的所有原因。 ①直接作用 系指施加在结构上的集中荷载和 分布荷载。 ②间接作用 指引起结构外加变形和约束变形 的因素。如地震，基础沉降，混凝土收缩，温度 变化等

(2)作用效应(s)作用作用于结构构件 上,在结构内产生的内力和变形。 (3)结构抗力(R)指结构构件承受内力 和变形的能力。 (4)结构极限状态方程Z=g(R,S)=RS=0

（2）作用效应（s） 作用作用于结构构件 上，在结构内产生的内力和变形。 (3) 结构抗力（R） 指结构构件承受内力 和变形的能力。 （4）结构极限状态方程 Z=g(R,S)=R-S=0

第二节结构设计原则(现行规范) 承载能力极限状态计算原则 承载能力极限状态的计算以塑性理论为基 础。设计计算原则是:作用效应不利组合 的设计值,不大于结构抗力的设计值,即 R Sa(yG,y29)≤ybRa(

第二节 结构设计原则（现行规范） 一、承载能力极限状态计算原则 承载能力极限状态的计算以塑性理论为基 础。设计计算原则是：作用效应不利组合 的设计值，不大于结构抗力的设计值，即 ( ; ) ( , ) s s c c d g q b d R R S G Q R       

正常使用极限状计算原则 设计计算理论基础:弹性理论或弹性性理论 正常使用极限状态的计算主要进行下列三x° 方面的验算 1.限制应力 2.短期荷载下的变形 3.各种荷载组合作用下的裂缝宽度

二、正常使用极限状计算原则 设计计算理论基础：弹性理论或弹性性理论。 正常使用极限状态的计算主要进行下列三个 方面的验算： 1．限制应力 2．短期荷载下的变形 3．各种荷载组合作用下的裂缝宽度  d  2 d c f  f  d  c

第三节材料的设计强度与荷载效应组合 材料的设计强度 1.钢筋的设计强度 RD=-20 2.混凝土的设计强度 (1)混凝土抗压强度棱柱体抗压强度平均值 与立方体抗压强度平均值近似为 R=0.7R (2)混凝土的抗拉强度=023

第三节 材料的设计强度与荷载效应组合 一、材料的设计强度 1．钢筋的设计强度 = s −2 b Rg 2．混凝土的设计强度 （1）混凝土抗压强度 棱柱体抗压强度平均值 与立方体抗压强度平均值近似为： Ra = 0.7R （2）混凝土的抗拉强度 2/3 Rl = 0.232R