第三章混凝土结构设计的基本原则

时间：2025-07-08

第三章混凝土结构设计的基本原则

1 结构的功能要求 1)设计使用年限设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的时期。即可按预定目的使用的时期。结构的设计使用年限应按表结构的设计使用年限应按表3-1采用。采用。 2)设计基准期设计基准期是计算结构可靠度时考虑各项基本变量与时间关系所取用的基准时间。基本变量与时间关系所取用的基准时间。

注意: 注意:设计基准期与建筑结构使用寿命的区别设计基准期不能简单地等同于建筑结构的实际寿命或耐久年限。际寿命或耐久年限。我国规范的设计基准期取为50 50年我国规范的设计基准期取为50年。必须指出，设计基准期只是计算结构可靠度的必须指出，参考时间坐标，即在此时间区域内计算结果有效。参考时间坐标，即在此时间区域内计算结果有效。当结构的使用年限超过设计基准期后，当结构的使用年限超过设计基准期后，并不等于结构立即丧失其功能或报废，而意味着结构的可靠度构立即丧失其功能或报废，将会较设计的预期值减小。将会较设计的预期值减小。

3)结构的功能要求 (1)能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用，在偶然事件发生时及发生后，出现的各种作用，在偶然事件发生时及发生后，仍然保持必须的整体稳定性。仍然保持必须的整体稳定性。 (2)在正常使用时具有良好的工作性能。在正常使用时具有良好的工作性能。 (3)在正常维护下具有足够的耐久性能。在正常维护下具有足够的耐久性能。第1项为安全性，第2项为适用性，第3项为项为安全性，项为适用性，耐久性。统称为可靠性。耐久性。统称为可靠性。

2 结构的极限状态 1)极限状态：整个结构或结构的一部分超极限状态：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。能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态。

2)极限状态的分类 (1)承载能力极限状态结构或结构构件达到最大的承载能力、疲结构或结构构件达到最大的承载能力、劳破坏或不适于继续承载的变形。劳破坏或不适于继续承载的变形。 (2)正常使用极限状态结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定的限值。的某项规定的限值。

1)作用效应-S 作用效应作用：施加在结构上的集中或分布荷载，作用：施加在结构上的集中或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形的原因，引起结构外加变形或约束变形的原因，均称为结构上的作用。结构上的作用。作用效应：结构上的作用在结构或

其构件某一作用效应：截面上产生的内力和变形。截面上产生的内力和变形。 2)结构抗力-R 结构抗力结构或构件承受作用效应的能力。如承载力、结构或构件承受作用效应的能力。如承载力、刚度、抗裂能力等。刚度、抗裂能力等。

(2)作用的分类(按随时间的变异分类) 作用的分类(按随时间的变异分类) 永久作用： ① 永久作用：在设计基准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。间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计。可变作用： ② 可变作用：在设计基准期内其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略。变化，且其变化与平均值相比不可忽略。偶然作用：在设计基准期内不一定出现， ③ 偶然作用：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。而一旦出现，其量值很大且持续时间很短。

3 极限状态方程U = R S U >0 U <0 U =0结构可靠结构失效结构处于极限状态

4)可靠度可靠度：在规定的时间，规定的条件下，可靠度：在规定的时间，规定的条件下，完成预定功能的概率。成预定功能的概率。可靠性：在规定的时间，规定的条件下，可靠性：在规定的时间，规定的条件下，完成预定功能的可能性。预定功能的可能性。可靠度的度量:结构失效概率与可靠概率。可靠度的度量:结构失效概率与可靠概率。

Pf = P [U = R S < 0] = ∫

∞

f (U )dU

(3 6)

图3-3

图3-4

4 可靠指标和目标可靠指标 1)可靠指标 µU β= σU ( µ R µS ) β= 2 2 σR +σS

(3 7 )

( 3 8)

β 与 Pf 具有一定的对应关系表3-2 图3-4

有关， σ 有关。 β 不仅与µR、µS 有关，而且与σ S、 R 有关。 3)目标可靠指标和安全等级 (1)目标可靠指标：作为设计依据的可靠目标可靠指标：指标。指标。 (2)安全等级：根据结构破坏可能产生的安全等级：后果的严重性，分为三个等级。后果的严重性，分为三个等级。表3-3

表3 -3