工程结构的设计需要保证安全可靠、经济合理
◆ 由于实际工程结构中存在多种不确定性
◆ 对工程结构的安全可靠可能会产生不利影响
◆ 截面或材料用量增加越多,安全可靠程度就越高,不安全的可能性就越小,但工程结构造价也越大
◆ 结构设计方法就是研究工程设计中的各种不确定性问 题,取得安全可靠与经济合理之间的均衡
结构设计的要求
1、结构的功能要求
2、结构的极限状态
3、结构的设计使用年限
结构的作用、作用效应和结构抗力
1、结构的作用与作用效应
2、结构抗力
结构按概率极限状态设计
按承载能力极限状态设计
按正常使用极限状态计算
结构的可靠性 reliability
1、可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称
2、 就是指结构在规定的使用期限内(设计工作寿命=50年),在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护),完成预定结构功能的能力。
3、结构可靠性越高,建设造价投资越大。 如何在结构可靠与经济之间取得均衡,就是设计方法要解决的问题。
4、显然这种可靠与经济的均衡受到多方面的影响,如国家经济实力、设计工作寿命、维护和修复等。
5、规范规定的设计方法,是这种均衡的最低限度,也是国家法律。
6、设计人员可以根据具体工程的重要程度、使用环境和情况,以及业主的要求,提高设计水准,增加结构的可靠度。
7、经济的概念不仅包括第一次建设费用,还应考虑维修,损失及修复的费用
承载能力极限状态 Ultimate Limit State
超过该极限状态,结构就不能满足预定的安全性功能要求
1、结构或构件达到最大承载力(包括疲劳)
2、结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、滑移)
3、结构塑性变形过大而不适于继续使用
4、 结构形成几何可变体系(超静定结构中出现足够多塑性铰)
5、结构或构件丧失稳定(如细长受压构件的压曲失稳)
6、 结构因局部破坏而发生连续倒塌
7、地基丧失承载力而破坏