第九章-结构可靠度基本概念.ppt

结构的荷载效应S与结构抗力R 荷载 荷载效应 作用在 建筑结构上 轴力 剪力 弯矩 …… 挠度 转角 裂缝 …… 内力效应 变形效应 荷载效应统称为S 结构抗力R 指结构或结构构件承受荷载效应S的能力 轴向拉压杆件 受弯杆件 受扭转杆件 强度安全校核公式 荷载效应S 结构抗力R 材料特性 构件的几何特征 结构的荷载效应S与结构抗力R 建筑结构设计目标：荷载效应S ≤ 结构抗力R 单筋矩形截面抗弯计算式 R ≥ S 建筑结构设计目标：使得结构在规定的设计使用年限内以适当的可靠度且经济的方式满足规定的各项功能要求。 不能绝对满足，只在一定概率意义下满足，即： P{ R ≥S }=Ps Ps----结构可靠概率或结构可靠度 第一节 结构可靠度基本概念 ●结构的功能要求 四项基本功能： 能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用； (2) 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； (4) 在偶然事件发生时（如地震、火灾等）及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。 * 第一节 结构可靠度基本概念 ●结构的功能函数 令 Z = R – S R：结构抗力； S：结构荷载效应。 (1)、(4)为结构的安全性 (2)为结构的适用性 (3)为结构的耐久性 统称为结构的可靠性 * 第一节 结构可靠度基本概念 则有三种情况： Z 0 结构可靠 Z 0 结构失效 Z = 0 结构处于极限状态 称 Z = R – S 为结构的功能函数 Z = R – S = 0 为结构极限状态方程 由于影响荷载效应S和结构抗力R都有很多基本的 随机变量，则结构功能函数的一般形式为 * 第一节 结构可靠度基本概念 ●结构极限状态 定义：如果整个结构或结构的一部分超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。 两类极限状态——承载能力与正常使用 1.承载能力极限状态 对应于结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。 * 第一节 结构可靠度基本概念 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）； (2) 结构构件或连续因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继续承载； (3) 结构转变为机动体系； (4) 结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）。 * 第一节 结构可靠度基本概念 2.正常使用极限状态 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限值。 (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（包括裂缝）； (3) 影响正常使用的振动； (4) 影响正常使用的其他特定状态。 * 第一节 结构可靠度基本概念 ●结构可靠度 定义：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。是结构可靠性的概率量度。 规定的时间——一般指结构设计基准期。在同样的条件下，规定时间越长，结构的可靠度越低。 规定的条件——指正常设计、正常施工、正常使用条件，排除人为错误或过失因素。 * 第一节 结构可靠度基本概念 基本计算公式 可靠度 失效概率 或 如果Ｓ与Ｒ相互独立，则 * 第一节 结构可靠度基本概念 * 第一节 结构可靠度基本概念 ●结构可靠指标 如果Ｒ和Ｓ为两个相互独立的正态随机变量，则 其中 * 令 标准正态随机变量 则 Φ（?）：标准正态分布函数 * 第一节 结构可靠度基本概念 β与Pf的关系 β越大，Pf越小， Ps越大 * β与Pf的数值关系 β 　1.0 1.5 2.0 2.5 Pf 1.59x10-1 6.68x10-2 2.28x10-2 6.21x10-3 β 3.0 3.5 4.0 4.5 Pf 1.35x10-3 2.33x10-4 3.17x10-5 3.40x10-6 * P {R≥S }=ps 一、设计要求 R≥S 不能绝对满足，只能在一定概率意义下满足，即: 目标可靠度β 的确定应考虑：经济与安全的合理平衡 二、