1、2概述结 构 设计安 全可靠经 济合理合理 的平衡矛盾处理 达到以最低的代价使所建造的结构物在规定的使用期限内和规定的条件下，能满足结构预定功能的要求。设计方法 定值设计法：以 经验 为主的安全系数 来度量结构可靠度非定值设计法：以 概率理论为基础的极限状态设计法33.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念 一.结 构的 功能要求 国家标准（GB50068-2001）对结构功能的要求：完成规 定的时间规 定的条件预 定的功能安 全性适 用性耐 久性安全性、适用性、耐久性三者构成了 结 构 功 能 基本内 涵43.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念 1.安全性（Safety）
2、在预定的使用期间内，应能承受正常施工、正常使用情况下可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形等的作用。永久荷载可变荷载偶然荷载地基变形砼收缩地震荷载（直接作用）间接作用结构 效应内力变形裂缝53.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念 1.安全性（Safety）在偶然事件（如地震、爆炸）发生时和发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。安全性表征结构抵御各种作用的能力63.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念 1.安全性（Safety）青海玉树地震73.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念 2.适用性(Serviceability
3、)结构在正 常使用期 间，具有 良好的工 作性能。如不发生 影响正常使用的过 大的变形（挠度、侧移）、振动（频 率、振幅），或产生让使用 者感到不 安的过大 的裂缝宽 度。以人为主观的适宜的工作 性能8结构抵御性能劣化的能力3.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念 3.耐久性(Durability)指结构在 规定的工 作环境中，在预定 时期内，其 材 料 性能 的 劣 化不致导致 结构出现 不可接受 的失效概 率；在正 常维护条 件下，结构能够正 常使用到 规定的设 计使用年 限。93.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念普通海工混凝土结构使用10-15年 后出现严重锈蚀破
4、坏。西部极端环境下，普通混凝土2年开裂，3年失效。青海盐 湖所科考 报告103.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念表 征结构抵 御各种作 用的能力以 人为主观 的适宜的 工作性能长 期作用下（环境、荷载等）结 构抵御 性 能 劣 化 的 能力安 全性适 用性耐 久性113.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念 二.结 构 的 极限 状态(Limit States)1.定义(Definition)满足上述各项要求的状态可靠状态不满足上述各项要求的状态失效状态极限状态方程：Z=R-S=0R 结构能承受内力和变形的能力S 外部作用在结构上产生的效应（内力和变形）临界状态 功能极
5、限状态123.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念作用效应S 作用引起的内力与变形，也是随机变量结构抗力R抵抗作用效应的能力，也是随机变量 结构处于 可靠状态结构处于 极限状态结构处于 失效状态000S R Z133.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念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极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态143.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念 二.结 构 的 极限 状态(Limit States)2.分类安全性承载能力极限状态结构或结构构件达到最大承载力整体或局部失稳出现疲劳破坏不能继续承载变形的状态
6、承载力、稳定、疲劳适用性正常使用极限状态过大变形局部损坏振动变形、裂缝耐久性耐久性极限状态材料性能劣化裂缝、变形耐久性耐久性设计是目前结构性能可靠性分析中的重要不足！153.1 极 限 状 态 设计 法 的基 本 概 念有一钢筋混凝土轴心受压短柱，混凝土和钢筋截面面积分别为Ac和As，其抗压和抗拉强度设计值分别为fc和fy，承受由荷载产生的轴向压力设计值为N情况一 配 筋适 当荷 载 效 应S=N结 构 抗 力R=Nu=fcAc+fyAs承 载 能 力 极 限状 态 方程 N=R=Nu=fcAc+fyAs情况二 配 筋较 多荷 载 效 应S=N结 构 抗 力R=Nu=fcAc+yAs承 载 能 力 极 限状 态 方程 N=R=Nu=fcAc+0EsAs极限状态方程随着荷载及 构件实际情况会变化
