第四章 钢筋混凝土结构

　　结构设计的基本规定

　　一、结构的功能要求

　　结构在规定的设计基准期内和规定的条件下必须具有安全性、适用性和耐久性等三方面的功能。

　　二、结构极限状态的定义和分类

　　1.定义

　　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。

　　2.分类

　　结构的极限状态分为两类，即：

　　(l)承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载力、或出现疲劳破坏、或不能继续承载变形的状态。

　　(2)正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性功能的某项规定的限值。

　　三、结构可靠度的基本概念

　　1.结构的功能函数：Z=R-S

　　式中S——外部作用在结构上产生的效应(内力和变形);

　　R——结构能承受内力和变形的能力。

　　2.极限状态方程：Z=R-S=0，(表示结构处于极限状态)

　　当Z=R-S>0时，则表示结构处于可靠状态;

　　当Z=R-S<0时，则表示结构处于失效状态。

　　3.结构可靠度概念

　　S和R均不是定值，而是随机变量，所以对上述状态要科学的衡量，只能用概率的方法。只要Z=R-S≥0的概率(即可靠概率或称可靠度)大到人们足以放心，就可认为设计的结构是安全可靠的。

　　4.几个重要的概念：

　　(1)作用效应S的不确定性主要是由下列因素引起的：

　　1)荷载(或作用)本身的变异性;

　　2)内力计算假定与结构实际受力情况间的差异。

　　(2)结构抗力R的不确定性主要是由下列因素引起的：

　　l)材料性能的不确定性;

　　2)结构构件几何参数的不确定性;

　　3)结构构件抗力R的计算模式的不确定性。

　　(3)结构的可靠性：结构在规定时间内、规定条件下能完成预定功能的能力。

　　(4)结构的可靠度：结构在规定时间内、规定条件下能完成预定功能的概率(或称可靠概率Pa：)。

　　(5)失效概率Pf：结构功能在规定时间内、规定条件下不能完成预定功能的概率(Pf)。（Ps+Pf=1）

　　(6)可靠指标β：结构功能函数Z的平均值与其标准差的比值(它与Pf，有一一对应的函数关系)。

　　(7)目标可靠指标[β]：作为结构设计依据的可靠指标称为目标可靠指标[β]，亦称设计可靠指标。

　　现行《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)是采用以概率理论为基础的极限状态设计法，以可靠指标度量结构构件的可靠度，采用分项系数的设计表达式进行设计的。