荷载和材料强度标准值 章

结构可靠度 本

主 概率极限状态设计法 要 内 容

作用、作用效应及结构抗力结构可靠度及安全等级 混凝土结构构件设计计算方法

3.1.1结构上的作用、作用效应及结构抗力 结构上的作用 直接作用—荷载 间接作用 作用效应 S 内力 变形 作用按时间变异的分类 永久作用 G 可变作用 Q 偶然作用 结构抗力 R 承载能力 只和几何尺寸、材料强度等因素有关

3.1.2 结构的预定功能及结构可靠度 设计基准期 为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的 时间参数。 《建筑结构可靠度设计统一标准》规定为50年。 结构的可靠性 安全性 适用性 耐久性 结构可靠度性 结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概 率。 是可靠性的概率度量。

3.1.2 结构的预定功能及结构可靠度

规定的时间 设计使用年限《建筑结构可靠度设计统一标准》规定的设计使用年限标准 类 1 别 设计使用年限(年) 5 示 临时性结构 例

23 4

2550 100

易于替换的结构构件普通房屋和构筑物 纪念性建筑和特别重要的建筑物

设计使用年限、正常作用年限、设计基准期、使用寿命、耐 久年限等概念之间的区别。 规定的条件 正常设计、正常施工、正常使用

预定功能 承受各种作用、没有过大变形和裂缝、有足够的耐久性能

3.1.3结构的安全等级 结构的安全等级(safety class) 安全等级根据结构破坏可能产生的后果，即危及人的生命、 造成的经济损失、产生社会影响等的严重程度确定。《建筑结构可靠度设计统一标准》规定的建筑结构安全等级 安全等级 一级 二级 三级 破坏后果 很严重 严 重 建筑物类型 重要的房屋 一般的房屋 次要的房屋

不严重

建筑物中各类结构构件的安全等级宜与整个结构的安全等 级相同，但允许对部分结构构件根据其重要程度和综合效 益进行适当的调整。

3.1.4 混凝土结构构件设计计算方法 混凝土结构构件设计计算方法的发展

容许应力法

[ ] Mu K

f k

按破坏阶段的设计方法M

极限状态设计法M ( kqi qik ) M u ( f ck f sk , ,As,b,h0, ) kc ks

概率极限状态设计法 水准I — 半概率法 水准Ⅱ — 近似概率法 水准Ⅲ — 全概率法

荷载标准值的确定材料强度标准值的确定 各种强度值之间的关系

3.2.1荷载标准值的确定 荷载的统计特性

永久荷载 G 是随机变量 可变荷载 Q 是随机过程 永久荷载 G 符合正态分布 楼面活荷载、风荷载和

雪荷载符合极值 I 型分布

3.2.1荷载标准值的确定

正态分布0.4 0.350.3

概率密度函数p(x) 2 ( x )2 1 p( x) e 2 2 0 x , 0 1

概率密度 p(x)

0.25

0.20.15 0.1 0.05 0 22 23 24 25 26 27 28

概率密度函数的性质

永久荷载x (kN/m3)

0

p( x)dx 1

3.2.1荷载标准值的确定

极值I型分布0.4 0.350.3

概率密度函数p(x)1 p( x) e b 0 x , a, b 0 a x e ba x b

概率密度 p(x)

0.25

0.20.15 0.1 0.05 0 -4 -2 0 2 4 6 8

概率密度函数的性质

活荷载x

0

p( x)dx 1

3.2.1荷载标准值的确定 荷载标准值

荷载标准值是 建筑结构按极 限状态设计时 采用的荷载基 本代表值。 如果荷载符合 正态分布，则 标准值Pk为 Pk P+1.645 P

0.4 0.35 0.3

概率密度 p(x)

0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0

22

23

24

P

26

Pk

28

永久荷载x

3.2.1荷载标准值的确定 荷载标准值

永久荷载标准值 Gk可按结构设计规定的尺寸和《荷载规范》 规定的材料容重平均值确定，一般相当于永久荷载概率分 布的平均值。

办公楼、住宅楼面均布活荷载标准值Qk均为2.0kN/m2。风荷载标准值是由基本风压乘以风压高度变化系数、风载

体型系数和风振系数确定的。

雪荷载标准值是由建筑物所在地的基本雪压乘以屋面积雪

分布系数确定的。

3.2.2 材料强度标准值的确定 材料强度的变异性及统计特性

钢筋屈服强度的概率分布基本符合正态分布。 混凝土立方体抗压强度的实测值也符合正态分布。

材料强度标准值

钢筋和混凝土的强度标准值 fk f a f 。0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 22

a 为与材料实际强度 f 低于 fK 的概 率有关的保 证率系数。

概率密度 p(x)

fk

24

f材料强度x

26

28

3.2.2 材料强度标准值的确定

钢筋的强度标准值 对于热轧钢筋，废品限值相当于屈服强度平均值减去 2倍 标准差，即a 2,保证率为97.73%。

《混凝土规范》规定的钢筋强度标准值具有不小于 95% 保证率。 热轧钢筋强度标准值(N/mm2)种 热 轧 钢 筋 类 符号 d/mm fyK

HPB 235(Q235)HRB 335(20MnSi) HRB 400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)

AB C

8~206~50 6~50

235335 400

RRB 400(K20MnSi)

CR

8~40

400

3.2.2 材料强度标准值的确定

混凝土的强度标准值

《混凝土规范》规定的混凝土的强度标准值为具有 95% 保证率的强度值。 立方体抗压强度标准值 fcu,k 轴心抗压强度标准值 fckfck 0.88ac1ac2 fcu,kf cu,k f cu 1.645 fcu f …… 此处隐藏：1212字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……