第二章混凝土結構的設計方法結構設計的要求混凝土結構的耐久性極限狀態設計法主要內容：重點：作用、作用效應和抗力的概念及其隨機特性

；

混凝土結構設計方法的理論基礎——可靠度理論；極限狀態設計法表達式的基本概念及應用；極限狀態設計表達式第二章混凝土結構的設計方法結構設計的要求混凝土結構的1第二章混凝土結構的設計方法2.1.1結構的功能要求§

2.1結構設計的要求第二章混凝土結構的設計方法2.1.1結構的功能要求§2可靠性——安全性、適用性和耐久性的總稱在規定的時間內，規定的條件下，完成預定功能的能力。結構可靠性越高，建設造價投資越大。■如何在可靠與經濟之間取得均衡，就是設計方法要解決的問題。

2.1.1結構的功能要求第二章混凝土結構的設計方法可靠性——安全性、適用性和耐久性的總稱2.1.1結構的功能32.1.2結構上的作用、作用效應、結構抗力1.作用：使結構產生內力、變形的原因。直接作用：荷載

間接作用：不均勻沉降、溫度變形、收縮變形、地震

直接作用（重力）間接作用（升溫）第二章混凝土結構的設計方法2.1.2結構上的作用、作用效應、結構抗力直接作用（重力4作用分類永久作用：可變作用：偶然作用：構件自重、土壓力、預應力樓面活荷載、風荷載、雪荷載地震、爆炸、撞擊等第二章混凝土結構的設計方法作用分類構件自重、土壓力、預應力樓面活荷載、風荷載、雪荷載地52.作用效應作用效應（S）：作用產生的后果

M、N、V、T、f、w

作用效應具有隨機性

第二章混凝土結構的設計方法2.作用效應作用效應（S）：作用產生的后果作用效應63.結構抗力結構抗力（R）：結構抵抗作用效應的能力

。Mu、Vu、[f]、[w]

結構抗力的影響因素

材料性能的不確定性

構件幾何參數的不確定性

計算模式的不確定性

第二章混凝土結構的設計方法3.結構抗力結構抗力的影響因素7第二章混凝土結構的設計方法第二章混凝土結構的設計方法8

2.2.1結構的極限狀態◆

區分結構“可靠”與“失效”的臨界工作狀態稱為“極限狀態”第二章混凝土結構的設計方法§

2.2極限狀態設計法2.2.1結構的極限狀態◆區分結構“可靠”與“9

承載力極限狀態超過該極限狀態，不能滿足安全性要求◆

結構或構件達到最大承載力◆

結構整體或其中一部分作為剛體失去平衡◆

結構塑性變形過大而不適于繼續使用◆

結構形成幾何可變體系◆

結構或構件喪失穩定第二章混凝土結構的設計方法承載力極限狀態超過該極限狀態，不能滿足安全性10

正常使用極限狀態

超過該極限狀態，不能滿足適用性和耐久性的要求。

◆

過大的變形、側移；◆

過大的裂縫；◆

過大的振動；◆

其他正常使用要求。第二章混凝土結構的設計方法正常使用極限狀態超過該極限狀態，不112.2.2結構的極限狀態方程結構的功能函數Z=R-S（隨機變量）Z=R-S>0，可靠Z=R-S=0，極限狀態Z=R-S<0，失效Z=0稱為結構的極限狀態方程第二章混凝土結構的設計方法2.2.2結構的極限狀態方程第二章混凝土結構的設計方法122.2.3

可靠度和可靠指標

可靠度：可靠性的概率度量。

1.可靠概率PS2.失效概率Pf第二章混凝土結構的設計方法2.2.3可靠度和可靠指標可靠度：可靠性的概率度量。133.可靠指標βb

—可靠指標第二章混凝土結構的設計方法3.可靠指標βb—可靠指標第二章混凝土結構的設計方法144.目標可靠指標

按可靠指標的設計方法

按承載力極限狀態設計時

按正常使用極限狀態設計時

根據其可逆程度可取0～1.5

第二章混凝土結構的設計方法4.目標可靠指標按可靠指標的設計方法按承載力極限狀態設15§2.3極限狀態設計表達式第二章混凝土結構的設計方法概率極限狀態設計法與過去采用的其他各種方法相比更為科學合理，但計算繁復，某些統計數據也不齊全。實用設計表達式中采用了以荷載和材料強度的標準值以及相應的“分項系數”來表示的方式。具體措施§2.3極限狀態設計表達式第二章混凝土結構的設計162.3.1承載力極限狀態設計表達式0.9三級1.0二級1.1一級重要性系數安全等級結構的重要性系數第二章混凝土結構的設計方法2.3.1承載力極限狀態設計表達式0.9三級1.0二級1.171、基本組合

（1）由可變荷載效應控制的組合（2）由永久荷載效應控制的組合2、偶然組合

第二章混凝土結構的設計方法1、基本組合（2）由永久荷載效應控制的組合2、偶然組合第182.3.2正常使用極限狀態設計表達式

S≤C

第二章混凝土結構的設計方法2.3.2正常使用極限狀態設計表達式第二章混凝土結構的19荷載效應組合Ⅱ.頻遇組合

Ⅲ.準永久組合

第二章混凝土結構的設計方法Ⅰ.標準組合：荷載效應組合Ⅱ.頻遇組合Ⅲ.準永久組合第二章混凝20§2.4混凝土結構的耐久性2.4.1耐久性的概念指結構在設計使用年限內，在正常維護條件下，不需要進行大修和加固，而滿足正常使用和安全功能要求的能力。第二章混凝土結構的設計方法§2.4混凝土結構的耐久性2.4.1耐久性的概念第二章212.4.2《規范》對混凝土耐久性要求的規定基本原則根據結構的環境類別和設計使用年限進行設計。第二章混凝土結構的設計方法2.4.2《規范》對混凝土耐久性要求的規定基本原則第二章222.保證耐久性的措施（1）最小保護層厚度

第二章混凝土結構的設計方法2.保證耐久性的措施（1）最小保護層厚度第二章混凝土23（2）裂縫控制一級：嚴格要求不出現裂縫二級：一般要求不出現裂縫三級：允許出現裂縫第二章混凝土結構的設計方法（2）裂縫控制第二章混凝土結構的設計方法24（3）混凝土的基本要求第二章混凝土結構的設計方法（3）混凝土的基本要求第二章混凝土結構的設計方法25（4）其他措施◆對于結構中使用環境較差的構件，宜設計成可更換或易更換的構件。◆對于暴露在侵蝕性環境中的結構和構件，宜采用帶肋環氧涂層鋼筋，預應力鋼筋應有防護措施。◆采用有利提高耐久性的高強混凝土。第二章混凝土結構的設計方法（4）其他措施第二章混凝土結構的設計方法26第二章混凝土結構的設計方法結構設計的要求混凝土結構的耐久性極限狀態設計法主要內容：重點：作用、作用效應和抗力的概念及其隨機特性

；

混凝土結構設計方法的理論基礎——可靠度理論；極限狀態設計法表達式的基本概念及應用；極限狀態設計表達式第二章混凝土結構的設計方法結構設計的要求混凝土結構的27第二章混凝土結構的設計方法2.1.1結構的功能要求§

2.1結構設計的要求第二章混凝土結構的設計方法2.1.1結構的功能要求§28可靠性——安全性、適用性和耐久性的總稱在規定的時間內，規定的條件下，完成預定功能的能力。結構可靠性越高，建設造價投資越大。■如何在可靠與經濟之間取得均衡，就是設計方法要解決的問題。

2.1.1結構的功能要求第二章混凝土結構的設計方法可靠性——安全性、適用性和耐久性的總稱2.1.1結構的功能292.1.2結構上的作用、作用效應、結構抗力1.作用：使結構產生內力、變形的原因。直接作用：荷載

間接作用：不均勻沉降、溫度變形、收縮變形、地震

直接作用（重力）間接作用（升溫）第二章混凝土結構的設計方法2.1.2結構上的作用、作用效應、結構抗力直接作用（重力30作用分類永久作用：可變作用：偶然作用：構件自重、土壓力、預應力樓面活荷載、風荷載、雪荷載地震、爆炸、撞擊等第二章混凝土結構的設計方法作用分類構件自重、土壓力、預應力樓面活荷載、風荷載、雪荷載地312.作用效應作用效應（S）：作用產生的后果

M、N、V、T、f、w

作用效應具有隨機性

第二章混凝土結構的設計方法2.作用效應作用效應（S）：作用產生的后果作用效應323.結構抗力結構抗力（R）：結構抵抗作用效應的能力

。Mu、Vu、[f]、[w]

結構抗力的影響因素

材料性能的不確定性

構件幾何參數的不確定性

計算模式的不確定性

第二章混凝土結構的設計方法3.結構抗力結構抗力的影響因素33第二章混凝土結構的設計方法第二章混凝土結構的設計方法34

2.2.1結構的極限狀態◆

區分結構“可靠”與“失效”的臨界工作狀態稱為“極限狀態”第二章混凝土結構的設計方法§

2.2極限狀態設計法2.2.1結構的極限狀態◆區分結構“可靠”與“35

承載力極限狀態超過該極限狀態，不能滿足安全性要求◆

結構或構件達到最大承載力◆

結構整體或其中一部分作為剛體失去平衡◆

結構塑性變形過大而不適于繼續使用◆

結構形成幾何可變體系◆

結構或構件喪失穩定第二章混凝土結構的設計方法承載力極限狀態超過該極限狀態，不能滿足安全性36

正常使用極限狀態

超過該極限狀態，不能滿足適用性和耐久性的要求。

◆

過大的變形、側移；◆

過大的裂縫；◆

過大的振動；◆

其他正常使用要求。第二章混凝土結構的設計方法正常使用極限狀態超過該極限狀態，不372.2.2結構的極限狀態方程結構的功能函數Z=R-S（隨機變量）Z=R-S>0，可靠Z=R-S=0，極限狀態Z=R-S<0，失效Z=0稱為結構的極限狀態方程第二章混凝土結構的設計方法2.2.2結構的極限狀態方程第二章混凝土結構的設計方法382.2.3

可靠度和可靠指標

可靠度：可靠性的概率度量。

1.可靠概率PS2.失效概率Pf第二章混凝土結構的設計方法2.2.3可靠度和可靠指標可靠度：可靠性的概率度量。393.可靠指標βb

—可靠指標第二章混凝土結構的設計方法3.可靠指標βb—可靠指標第二章混凝土結構的設計方法404.目標可靠指標

按可靠指標的設計方法

按承載力極限狀態設計時

按正常使用極限狀態設計時

根據其可逆程度可取0～1.5

第二章混凝土結構的設計方法4.目標可靠指標按可靠指標的設計方法按承載力極限狀態設41§2.3極限狀態設計表達式第二章混凝土結構的設計方法概率極限狀態設計法與過去采用的其他各種方法相比更為科學合理，但計算繁復，某些統計數據也不齊全。實用設計表達式中采用了以荷載和材料強度的標準值以及相應的“分項系數”來表示的方式。具體措施§2.3極限狀態設計表達式第二章混凝土結構的設計422.3.1承載力極限狀態設計表達式0.9三級1.0二級1.1一級重要性系數安全等級結構的重要性系數第二章混凝土結構的設計方法2.3.1承載力極限狀態設計表達式0.9三級1.0二級1.431、基本組合

（1）由可變荷載效應控制的組合（2）由永久荷載效應控制的組合2、偶然組合

第二章混凝土結構的設計方法1、基本組合（2）由永久荷載效應控制的組合2、偶然組合第442.3.2正常使用極限狀態設計表達式

S≤C

第二章混凝土結構的設計方法2.3.2正常使用極限狀態設計表達式第二章混凝土結構的45荷載效應組合Ⅱ.頻遇組合

Ⅲ.準永久組合

第二章混