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第三章 钢筋混凝土结构的基本设计原则第一节 建筑结构的功能要求和极限状态第二节 极限状态设计方法1第一节 建筑结构的功能要求和极限状态2一、建筑结构的功能要求341945 年7月28日上午，美国空军一架B25轰炸机由于云雾，撞在当时世界最高（381m）的建筑物纽约帝国大厦上，撞击位置在278m高处的79层北侧，外墙撞出5.56m的孔洞，机翼剪断，飞机的二个发动机撞脱，一个横穿楼层并通过南侧外墙飞落到另一街区的建筑物屋顶上，另一个则击穿该楼层的电梯井壁，跌落在电梯井中。5伦敦Ronan Point公寓是22层的装配式钢筋混凝土板式结构体系。1968年5月16日，住在18层一单元住户在厨房清晨点火煮水时因夜间煤气泄漏引起爆炸。爆炸压力破坏了该单元二侧的外墙板和局部楼板，上一层的墙板在失去支承后也同时坠落，坠落的构件依次撞击下层造成连续破坏，使得22层高楼的一个角区从上到下一直坍到底层的现浇结构为止。Ronan Point公寓的连续倒塌事故引起了国际结构工程界的高度重视并开展了广泛的讨论，由此确立了结构设计的又一个重要原则，即结构内发生一处破坏不应造成整体的连续倒塌。为吸取这一教训，各国的设计规范几乎都作了相应的修订。6789101112131415二、极限状态161718第二节 极限状态设计方法一、影响结构可靠性的因素二者都是随机变量。19按作用时间和性质分永久作用：可变作用：自重、土压力楼面活荷载、风荷载、雪荷载偶然作用：爆炸、撞击、地震等永久作用：在结构设计使用期间，其值不随时间而变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计可变作用：在结构设计使用期内其值随时间而变化，其变化与平均值相比不可忽略偶然作用：在结构设计使用期内不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短荷载分类20二、分项系数荷载分项系数材料分项系数21 直接计算 不好计算，为简化计算，将对 值的控制等效地转化为以分项系数表达的设计表达式，满足分项系数设计表达式即等效于结构可靠指标 达到或接近预定要求。的取值与构件的破坏类型及结构的重要性有关。2223三、按承载能力极限状态计算24内力组合设计值（1）基本组合：（按承载能力极限状态设计时）u 对由可变荷载效应控制的组合，按下式计算u 对由永久荷载效应控制的组合，按下式计算对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：25G 永久荷载分项系数，当永久荷载效应对结构不利 时，对由可变荷载效应控制的组合一般取1.2；对 由永久荷载效应控制的组合一般取1.35；当永久 荷载效应对结构有利时取1.0。26对于一般排架、框架结构，基本组合可采用简化规则，并应按下列组合值中取最不利值确定：u 由可变荷载效应控制的组合 u 由永久荷载效应控制的组合 27四、按正常使用极限状态验算 结构或构件超过正常使用极限状态时所造成的财产和生命损失要小于超过承载力极限状态的后果，故其可靠度指标要低一些。在荷载效应及结构抗力计算中均采用标准值作为其代表值。结构或构件在持荷作用下，其裂缝和变形会随时间的推移而发展，因此讨论其荷载组合时应考虑标准组合和准永久组合进行设计。28 荷载的标准组合 Sk：荷载的准永久组合 Sq：29 变形验算式中 f 受弯构件按荷载短期效应组合并考虑长期效应组合影响计算的最大挠度。f max 规范允许挠度 36f f max变形的验算30规范按使用阶段对结构构件裂缝的不同要求，将裂缝控制等级分为三级：一级：严格要求不裂，使用阶段不允许出现拉应力。二级：一般要求不裂，使用阶段允许出现拉应力，但应作限制。三级：允许开裂，应验算裂缝宽度max lin3124.裂缝宽度的验算31五、耐久性规定32333435363738394041424344454647484950515253545556数理统计的基本概念 1.随机事件和随机变量v随机事件：对于有多种可能发生的结果，而究竟不知道哪一种结果事先不能确定的事件。v随机变量：表示随机事件各种结果的变572.平均值、标准差和变异系数（1）平均值：表示随机变量的波动中心，即代表随机变量的平均水平的特征值（用 表示）。58（2）标准差 ：表示随机变量X取值离散程度的特征值。59（3）变异系数 ：反映随机变量相对离散程度的特征值。60公式：4.正态分布 f(x)-某一随机变量在大量事件中出现的频率615.保证率 对随机变量数列中其数值不小于或大于某一随机变量出现的概率，称为保证率。62