合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提2.1結構的功能要求和極限狀態結構的功能要求◆①．結構在預定的使用期間內（一般為50年），應能承受在正常施工、正常使用情況下可能出現的各種荷載、外加變形（如超靜定結構的支座不均勻沉降）、約束變形（如溫度和收縮變形受到約束時）等的作用。②．在偶然事件（如地震、爆炸）發生時和發生后，結構應能保持整體穩定性，不應發生倒塌或連續破壞而造成生命財產的嚴重損失。第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提◆適用性結構在正常使用期間，具有良好的工作性能。如不發生影響正常使用的過大的變形（撓度、側移）、振動（頻率、振幅），或產生讓使用者感到不安的過大的裂縫寬度。◆耐久性結構在正常使用和正常維護條件下，應具有足夠的耐久性。即在各種因素的影響下（混凝土碳化、鋼筋銹蝕），結構的承載力和剛度不應隨時間有過大的降低，而導致結構在其預定使用期間內喪失安全性和適用性，降低使用壽命。第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提◆結構的可靠性●可靠性——安全性、適用性和耐久性的總稱●結構在規定的使用期限內（設計工作壽命=50年），在規定的條件下（正常設計、正常施工、正常使用和維護），完成預定結構功能的能力。●結構可靠性越高，建設造價投資越大。●如何在結構可靠與經濟之間取得均衡，就是設計方法要解決的問題。第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提2.1.2結構功能的極限狀態◆

結構能夠滿足功能要求而良好地工作，則稱結構是“可靠”的或“有效”的。反之，則結構為“不可靠”或“失效”。◆區分結構“可靠”與“失效”的臨界工作狀態稱為“極限狀態”第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提※承載力能力極限狀態超過該極限狀態，結構就不能滿足預定的安全性功能要求▲結構或構件達到最大承載力（包括疲勞）▲結構整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移）▲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（超靜定結構中出現足夠多塑性鉸）▲結構或構件喪失穩定（如細長受壓構件的壓曲失穩）第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提※正常使用極限狀態

超過該極限狀態，結構就不能滿足預定的適用性和耐久性的功能要求。▲過大的變形、側移（影響非結構構件、不安全感、不能正常使用（吊車）等）；▲過大的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）；▲過大的振動（不舒適）；▲其他正常使用要求。第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提2.2結構上的作用

作用和作用效應◆直接作用：荷載◆間接作用：混凝土的收縮

溫度變化

基礎的差異沉降

地震等作用在結構上并使結構產生內力（如彎矩、剪力、軸向力、扭矩等）、變形、裂縫等作用稱為作用效應或荷載效應。第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提◆荷載的分類按作用時間的長短和性質，荷載分為三類：1.永久荷載在結構設計使用年限內，其值不隨時間而變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調的并能趨于限值的荷載。2.可變荷載在結構設計基準期內其值隨時間而變化，其變化與平均值不可忽略的荷載。3.偶然荷載在結構設計基準期內不一定出現，但一旦出現其值很大且作用時間很短的荷載。第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提荷載代表值◆荷載的標準值1.定義將荷載視為隨機變量，采用數理統計的方法加以處理而得到的具有一定概率的最大荷載值2.確定⑴.結構的自重可根據結構的設計尺寸和材料的重力密度確定；⑵.可變荷載常與時間有關，在缺少大量統計材料的條件下，可近似按隨機變量來考慮；第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提可變荷載組合值：所謂荷載組合值是將多種可變荷載中的第一個可變荷載（產生荷載效應為最大的荷載，取其標準值）以外的其它可變荷載標準值乘以荷載組合值系數，它是承載力極限狀態設計和正常使用極限狀態標準組合設計時的荷載代表值。可變荷載準永久值：可變荷載準永久值是按正常使用極限狀態設計時采用的荷載代表值，它是在結構預定使用期內經常作用達到和超過的可變荷載值，它對結構的影響，在性質上類似于永久荷載。第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提可變荷載頻遇值：對可變荷載，在基準期內，其超越的總時間為規定的比較小比率或超越頻數為規定頻率的荷載值為可變荷載頻遇值。荷載分項系數及荷載設計值第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提荷載效應組合1.承載能力極限狀態的荷載效應組合（1）基本組合由可變荷載效應控制的組合由永久荷載效應控制的組合（2）偶然組合2.正常使用極限狀態的荷載效應組合（1）荷載的標準組合（2）荷載的頻遇組合（3）荷載的準永久組合

第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提結構的設計使用年限結構的設計使用年限是指設計規定的結構或結構構件不需要進行大修即可按達到其預定功能的使用時期。設計年限可按《建筑結構可靠度設計統一標準》確定，也可經過主管部門的批準按業主的要求確定。一般建筑結構的設計使用年限為50年。。注意：區別建筑物的設計使用年限與建筑物的使用壽命。結構構件的抗力和材料強度結構構件的抗力是指結構構件承受外加荷載的能力。結構構件的抗力是材料性能（強度、彈性模量等）、構件截面積和特征及計算模式的函數。其中材料性能是決定結構抗力的主要因素。第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提表4.2混凝土強度設計值（N/mm2）混

凝

土

強

度

等

級強度種類符號C15C20C25C30C35C40軸心抗壓強度fc7.29.611.914.316.719.1軸心抗拉強度ft0.911.101.271.431.571.71混

凝

土

強

度

等

級C45C50C55C60C65C70C75C8021.223.125.327.529.731.833.835.91.801.891.962.042.092.142.182.22表4.3普通鋼筋強度設計值（N/mm2）種

類符號fyyfHPB235(Q235)210210HRB335(20MnSi)300300熱軋鋼筋HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)360360結構構件材料強度第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提2.4概率極限狀態設計法S<R

可靠狀態S——荷載效應結構上的各種作用（如荷載、不均勻沉降、溫度變形、收縮變形、地震等）產生的效應總和R——結構抗力結構抵抗作用效應的能力S=R

極限狀態S>R

失效狀態Ｚ＝Ｒ－Ｓ＝g(R，S)

稱為結構功能函數2.4.1極限狀態方程第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提結構的極限狀態可用下面的極限狀態函數表示：

Z=R-S＝g(R，S)其中：Z=R-S>0時，結構處于可靠狀態；Z=R-S=0時，結構處于極限狀態；Z=R-S<0時，結構處于失效（破壞）狀態。

Z＝g(R，S)=R-S＝０稱為極限狀態方程．第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提★由于結構抗力和荷載效應的隨機性，安全可靠應該屬于概率的范疇，應當用結構完成其預定功能的可能性（概率）的大小來衡量，而不是一個定值來衡量。★材料強度fy和fc的離散★截面尺寸h0和b的施工誤差★應力-應變關系參數k1和k2第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提

由于結構工程中的不確定性，為取得安全可靠與經濟合理的均衡，在設計中需要考慮這些不確定性的影響。結構設計方法就是處理這種安全可靠與經濟合理的矛盾。◆容許應力設計法鋼筋混凝土結構的受力性能不是彈性的；結構中一點達到容許應力，結構即認為失效；沒有考慮結構功能的多樣性要求；安全系數是憑經驗確定的，缺乏科學依據。第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提建筑結構的可靠度

由于實際結構中的不確定性，因此無論如何設計結構，都會有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。為了科學定量的表示結構可靠性的大小，采用概率方法是比較合理的。

失效概率越小，表示結構可靠性越大。因此，可以用失效概率來定量表示結構可靠性的大小。結構可靠性的概率度量稱為結構可靠度。當失效概率Pf小于某個值時，人們因結構失效的可能性很小而不再擔心，即可認為結構設計是可靠的。該失效概率限值稱為容許失效概率[Pf]。失效概率Pf=P(S>R)第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提結構功能函數

Z=R-

SPf=P(S>R)=P(Z<0)b—可靠指標第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻合料提安全等級破壞后的影響程度建筑物的類型一級很嚴重重要的建筑物二級嚴重一般的建筑物三級不嚴重次要的建筑物實用設計表達式第二章混凝土結構基本計算原理合理設計混凝土配合比，合理采用摻