工程结构荷载与可靠度设计原理(ppt 44张)

工程结构荷载与结构可靠度设计原理
在工程设计中，结构荷载是一个非常重要的概念。

结构荷载是指在结构体系中作用于结构体系的外力或内力，包括静力荷载、动力荷载、温度荷载、地震荷载等。

结构荷载的大小和方向对结构体系的安全性和稳定性有着至关重要的影响。

因此，在工程设计中，必须对结构荷载进行合理的设计和计算，以确保结构体系的安全性和稳定性。

在结构设计中，结构可靠度是另一个非常重要的概念。

结构可靠度是指结构体系在设计寿命内，能够满足设计要求的概率。

结构可靠度的大小取决于结构体系的设计、材料、施工和使用等因素。

因此，在工程设计中，必须对结构可靠度进行合理的设计和计算，以确保结构体系的安全性和稳定性。

在工程设计中，结构荷载和结构可靠度是密切相关的。

结构荷载的大小和方向对结构可靠度有着至关重要的影响。

因此，在工程设计中，必须对结构荷载进行合理的设计和计算，以确保结构体系的安全性和稳定性。

同时，结构可靠度的大小也对结构荷载的设计和计算有着重要的影响。

因此，在工程设计中，必须对结构可靠度进行合理的设计和计算，以确保结构体系的安全性和稳定性。

在工程设计中，结构荷载和结构可靠度是两个非常重要的概念。

结构荷载的大小和方向对结构可靠度有着至关重要的影响。

因此，在
工程设计中，必须对结构荷载和结构可靠度进行合理的设计和计算，以确保结构体系的安全性和稳定性。

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分类： 根据挡土墙的位移情况和墙后土体所处的应力 状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力 和被动土压力。
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二、基本原理
一般土的侧向压力计算采用朗肯土压力理论
或库伦土压力理论，这里以较为普遍的朗肯 土压力理论为例，介绍土体侧向压力的基本 原理及计算公式。 朗肯通过研究弹性半空间土体在自重作用下， 由于某种原因而处于极限平衡状态时的受力， 提出了土压力计算方法。
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在开放体系中，分凝冰的劈裂作用，使地下水源源不 断的补给孔隙水而侵入到土颗粒中间，使土颗粒被迫 移动而产生冻胀力。
＊束缚力越大，冻胀力也就越大。
＊当冻胀力达到一定界限时，就不产生冻胀。 即，最大冻胀力。 建筑在冻胀土上的结构物，地基土冻结时产生的冻胀 力将反映在对结构物的作用上，引起结构物的位移、 变形。
：时段平均动压力(Pa) ：脉动压力(Pa)
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式中
Cp ：压力系数;
d ：脉动系数; r ：水的密度(kg/m3);
v ：水的平均流速(m/s)。
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§3-4 冻胀力
一、冻土的概念、性质及与结构物的关系
冻土的概念：具有负温度或零温度，其中含有冰， 且胶结着松散固体颗粒的土。 冻土的基本成分：固态的土颗粒、冰、液态水、 气体和水汽。 冻土的性质：冻土是一种复杂的多相天然复合体， 结构构造上也是一种非均质、各相异性的多孔介质。 ＊冰与土颗粒之间的胶结程度及其性质 ＊冻土的含冰量及其所处的物理状态 ＊土体的冻胀及其特性ーー土颗粒大小，土颗粒外形
2 1 2 c Ea H 2 K a 2cH K a 2
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3.被动土压力
被动土压力的计算（强度）示意图
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无粘性土（左图示）：

1. 基本假定
(1) S 表示构件总的荷载效应，其PDF和CDF：
(2) R 表示构件的抗力，其PDF和CDF：
fS (s) , FS (s) fR (r) , FR (r)
(3) R 和 S 是统计独立的，则有：
fRS (r, s) fR (r) fS (s)
2. 概率积分方法
– 功能函数 Z R S
Z
2 R
2 S
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3.2 结构的失效概率
PDF
PDF
fS (s)
fR (r)
fS (s)
fR (r)
s, r
S 1 R1
s, r
S 2 R2
Pf 1 (
R1 S )
2 R
2 S
R2 R1 a1 a2
Pf 2
(
R2 S )
2 R
2 S
R2 R1
R1 S R2 S
3.1 结构可靠度的定义
2. 安全概率 和P失s 效概率 的关系P:f
fZ (z)
Ps Pf 1
Pf 1 Ps Ps 1 Pf
Pf Z ≤0
3. 结构可靠指标 – 结构可靠指标的定义：
1(Pf )
式中 为1正态分布函数的反函数。
Pf
Ps
Z Z >0
Z(z)
Ps
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0
Z
第3章 结构可靠度理论的基本概念
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3.1 结构可靠度的定义
GB50068—2001规定：结构设计使用年限分类
类别 1 2 3 4
设计使用年限（年） 5 25 50
100
示例 临时性结构 易于替换的结构构件 普通房屋和构筑物 纪念性建筑和特别重要的建筑结构

第一章荷载：将由各种环境因素产生的直接作用在结构上的各种力称为荷载。

将能使结构产生效应(内力、应力、位移、应变、裂缝、挠度等)的因素统称为 作用将可归结为作用在结构上的力的因素成为直接作用(荷载)； 将不是作用力但同样引起结构效应的其他因素称为间接作用。

1•按随时间的变异分类：永久荷载 / 作用 (perma nent load/actior) 设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计 可变荷载 /作用(variable load/action) 设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略 偶然荷载 /作用(accidental load/actio)设计基准期内出现或不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短2. 按随空间位置的变异分类固定作用一在结构空间位置上固定分布可动作用一在结构空间位置上的一定范围内任意分布3. 按结构的反应分类静态荷载 /作用(static load/action )对结构或结构部件不产生加速度或其加速度可忽略 动态荷载 /作用(Dynamic load/action )对结构或结构部件产生的加速度不可忽略 效应：各种作用使结构构件所产生的内力、应力、位移、应变、裂缝等 第二章 重点：自重的计算结构自重：是由地球引力产生的组成结构的材料重力， 一般而言，只要知道结构 各部件或构件的尺寸及所使用的材料资料,n 就可以根据材料的重度，算出构件的 自重。

结构的自自重 =永久荷载G 构设计时，将结构自重转化为平均楼面恒载iM4.95- 7.43kN/m2 钢筋砼结构 普通砖 18 kN/m3土的自重应力即为土自身有效重力在土体中所引起的应力 n 设甘叽土的无議容黨孩18 kN/n^2. 土的自重应力Sh ♦均质土中二浴探度地下城隹攻下壬曲重度采用土曲有豉重疲=土的血芹怔重度-水的重度雪重度 雪深s天然地面十曲再工r 七屁*■记*甩七▼不逢抿层面折毂介命b 纹-E Yj1=1雪压：单位面积地面上积雪的自重一般将楼面活荷载处理为楼面均布荷载。