建筑结构安全度问题讲座(十)——建筑结构的近似概率极限状态设计方法

<正> 结构设计由定值法向概率法过渡,这是当前国际上的一个重要发展方向。近年来,已有不少国家和国际组织编制了或正在编制以近似概率法为基础的标准和规范。例如:加拿大已颁发了国家建筑法规及钢结构、冷弯型钢结构规范;西德土建规范委员会已编制了《建筑结构安全度规程草案》;北欧五国房屋建筑规程委员会已提出了《结构荷载与     

建筑结构安全度问题讲座(二)——建筑结构安全度的概率论基础

一、引言把影响建筑结构安全度的诸因素,例如各种荷载、各种材料的强度、结构和截面的几何尺寸等等,都看成是不变的定值,并以此为基础来确定结构的安全系数,就叫做定值设计法;把上述各种因素都看成是可变的非定值,即随机变量(甚至随机过程等),     

建筑结构安全度问题讲座(十二)——建筑结构安全度研究的发展趋向

<正> 在这一讲中,将对近代结构安全度概率理论做一个评价,并对建筑结构安全度研究中的几个主要问题简单地加以介绍。一、对近代结构安全度概率理论的评价近代结构安全度的研究是以概率论可靠性理论为基础的。由于结构安全性用概率加     

建筑结构安全度问题讲座(五)——建筑结构安全度计算的JC方法

<正> 令α_i=-cosθ_i,则a_i可以看作各变量对结构安全度影响的分配系数。它满足条件∑α_i~2=1。控制点P~*的座标为X_i~*=-α_iβ (19) 对原座标体系而言,P~*的座标为X_i~*=-α;βσ_i+m_i (20) 同两个随机变量的情况一样,X_i~*是极限     

建筑结构安全度问题讲座(五)——建筑结构安全度计算的JC方法

一、概述结构的安全度,即不失效的概率以P_s表示;失效概率以P_f表示。P_f与P_s互为补数,即P_f+P_s=1。如何计算作为结构安全度尺度的失效概率,这是研究结构安全度需要解     

建筑结构安全度问题讲座(三) 建筑结构安全度研究的国际动态

建筑结构安全度问题是各国结构设计理论与规范标准研究中的一个主攻项目。近十余年来的发展特点是以概率论可靠度理论作为结构安全度研究的理论基础,并于七十年代中期进入到在设计标准规范中实际应用的     

建筑结构安全度问题讲座(四)——建筑结构安全度的二次矩理论

长期以来,人们研究建筑结构(实际是整个土木工程领域)的安全度问题,都是采用定值理论。自本世纪二十年代起,安全度问题的研究开始采用非定值理论,其数学工具是概率论和数理统计学。而近十年来,这方面的工作取得了显著的进展,有些成果已能应用于工程实践,这种突破是非常可喜的。本文将介绍的结构安全度二次矩理论,就是近几年来在近似概率理论方面所取得的重要成果之一。     

建筑结构安全度问题讲座(一)——建筑结构安全度的定值法和概率法

建筑结构安全度是关系到工程建设安全和经济的重大问题。近年来,在国家建委领导下,荷载、钢筋混凝土结构、钢结构、薄钢结构、砖石结构、木结构等六本设计规范的管理单位会同有关单位组成了“建筑结构安全度及荷载组合”课题科研协作组,在统一计划下开展了各项研究工作,在基础理论的应用及参数统计两个方面取得了比较显著的进展。近二十年来,许多国家对结构安全度问题都很重视,建立了专门机构从事这方面的研究工作,发展很快。总的趋向是愈来愈广泛地将概率论可靠度理论引入工程设计中,从而使结构安全度由惯用的定值法逐步向新的概率法过渡。际标准化组织(ISO),土木工程方面的各主要国际组织,以及美国、加拿大、德国等,都以可靠度理论为基础,编制了或正在编制或修订结构设计规范。1978年12月,国家建委建筑科学研究院在湖南长沙主持召开了建筑结构安全度科研工作会议,与会者一致认为,应当在现有的科研工作基础上,总结我国自己的实践经验,积极借鉴近年来国外的研究成果,运用概率论可靠度理论来解决结构安全度问题;并建议以建筑结构近似概率极限状态设计方法逐步取代目前采用的半经验半概率的极限状态设计方法,把我国建筑结构设计思想与设计方法提高到现代化的先进水平。国家建委很重视上述建议,决定编制我国的《建筑结构设计统一标准》。现已组成了由国家建委建研院主持的编制委员会,正积极开展工作。编委会的工作目标是,在吸取国内外科研成果的基础上,编制设计统一标准,作为今后修订各本建筑结构设计规范的依据,以便改进和完善以建筑结构安全度为主要内容的建筑结构设计理论,统一建筑结构的设计准则,提高设计规范的质量。鉴于建筑结构安全度是工程建设中的一个重大技术、政策问题,而且运用概率论可靠度理论来系统解决这一问题,工程设计人员一般不甚熟悉。因此,为配合编制工作的开展,本刊拟组织十余篇文章,分别就安全度与可靠度的基本概念、近似概率设计方法、荷载与荷载组合、材料强度的统计分析,以及设计安全度与质量控制及检验的关系等问题,从应用角度加以简明介绍,以期引起有关方面的关注,并促进对这一问题的学术讨论,为今后在工程设计中推广应用概率设计方法创造条件。     

建筑结构安全度问题讲座(七)——建筑结构荷载的随机组合

<正> 一、前言荷载组合,准确地说,应是荷载效应的组合,即不同类型荷载对结构的某一部件的某一截面所产生的效应的组合。不同方向、不同性质的荷载要转化为荷载效应后才能组合,而不是简单的叠加。荷载组合实质上是荷载相遇问题。只有相遇的荷载才能同时对结构的某一部件的某一截面产生某种效应。由于作用在结构上的许多荷载都具有随机性质,不仅在空间上是随机的,而且在时间上也是随机的,即其出现率ν(每年多少次)、出现持续时间τ(几     

建筑结构安全度问题讲座(八)——建筑结构材料性能的统计分析

<正> 在建筑结构设计中,结构构件的抗力R是结构材料强度f和几何参数a的函数,在现代安全度理论中,两者都按随机变量考虑。在设计中除材料强度外,有时还会涉及结构材料的其它力学性能,例如弹性模量、极限变形等,这些也应按随机变量考虑。在这一讲中,我们着重谈谈作为随机变量的结     

建筑结构安全度问题讲座(六)——建筑结构荷载的分类及统计分析

<正> 一、荷载的分类建筑结构在使用时要受到自身的和外部的、直接的和间接的各种因素的作用,例如构件和装修层的自重、楼面上人或物体的重量、风压、雪荷、屋面积灰、工业厂房中的吊车力、预应力、惯性力以及地震、温度、收缩、支座不均匀沉陷等。这些因素的作用将使结构产生应力或变形。这些因素,大致     

设计标准规范工作动态 建筑结构安全度问题讲座(十一)——结构材料的质量管理

<正> 在工程管理中,工程的质量管理是十分重要的。工程建设的各参与单位,包括建设单位、设计和施工的承包单位以及有关的管理机构,均应在不同岗位上以各自的作用参与质量管理活动,以使工程建设的质量达到国家标准中规定的“质量水平”。施工单位要以规定的“质量水平”为目标,通过对工程的质量控制,包括在生产前的初步检验及生产     

建筑结构概率极限状态设计法

本文简要介绍结构可靠度计算方法、目标可靠指标、极限状态设计表达式以及适用于各种村料各类结构的荷载系数的优选。这些内容已用于《建筑结构设计统一标准》。     

建筑结构安全度问题研究的国内外动态

建筑结构安全度是关系到建筑结构既要有必要的安全储备,又须经济合理的重大技术政策问题。近二十多年来,国际上对这个问题都十分重视,许多国家都纷纷成立了专门机构从事这方面的研究,把结构安全度问题作为设计理论与标准规范研究的一个主攻项目,以期建立科学的、运用     

花艺技巧讲座(九)——组群表现方法

组群是一种重复。在对事物的观察过程中,形象的重复能够引起人们视觉关注,并容易成为视觉中心,能扩大人们的观察视野。因此,组群的表现能够创造强烈的视觉冲击力,让人留下深刻的印象。重复的造型,能表现出一种有秩序的视觉形象。相同的花材,集合安置在一个特定的区域内,做群簇状态,能创作出有计划、有组织的感觉。由于形象相同,会产生相互呼应的作用,让人感受到一种和谐的气     

极限状态条件下边坡喷锚结构冻融破坏分析

针对混凝土喷层与坡体分离的脱粘现象,通过力等效原理对喷层自身的重力进行分解,并结合圣维南原理,提出了三种破坏假设并进行了分析计算。结果表明:在喷层与坡体完全脱粘的极限状态条件下,喷层厚度不宜过大;当采取喷锚支护措施时,应综合考虑混凝土局部压碎和钢筋受剪断裂两种情况。     

混凝土结构设计(二)——承载能力极限状态计算

<正> 三、承载能力极限状态计算承载能力极限状态计算包括正截面、斜截面、扭曲截面承载力,受冲切承载力和局部受压承载力计算以及疲劳强度验算。(一)正截面承载力计算原规范的正截面承载力计算是以极限平衡理论为基础,辅以经验公式为主体的设计方法,其基本假     

混凝土结构设计(四)——承载能力极限状态计算

<正> (三)扭曲截面承载力计算1.结构的扭转类型混凝土结构的受扭情况是极为复杂的,分清结构受扭的性质是构件抗扭设计的关键。下面从结构的扭转类型予以分析说明。(1)根据扭矩形成的原因分类1)平衡扭转由平衡条件引起的扭转如支承悬臂板的梁(图42),由此产生的扭矩在梁内不会发生内力重分布,梁的设计扭矩不能减小。     

混凝土结构设计(五)——承载能力极限状态计算

<正> (四)受冲切承载力计算钢筋混凝土扳的冲切属于脆性破坏,其破坏形态类似于梁的斜拉破坏。原规范对钢筋混凝土板的冲切计算存在二个问题: 一是仅提出不配置抗冲切钢筋板的受冲切承载力计算公式(107),分析表明,(107)式的安全系数取值偏高。KQ_c<0.75R_1sh_0 (107)式中K——冲切强度设计安全系数,K=2.2; s——距荷载边为h_0/2处的周长(图59)。二是没有提出配置抗冲切钢筋板的受冲切承载力计算方法,而实际工程中由于板厚受到限制时,又经常会遇到这种板的设计。     

混凝土结构设计(三)——承载能力极限状态计算

<正> (二)斜截面承载力计算1.由剪力而产生斜截面破坏的形态(1)斜压破坏当梁的剪跨比很小,或剪跨比适中,但箍筋含量过多时,梁腹被斜裂缝分割成若干斜向短柱,短柱因混凝土压碎而破坏如图16a和图17a所示。新旧规范都采用截面限制条件防止斜压破坏。(2)剪压破坏当梁的剪跨比适中,且箍筋含量正常时,梁腹形成临界斜裂缝后,与临界斜裂缝相交的箍筋达到屈服强度,同时剪压区的混凝土在剪应力与压应力共同作用下达到极限强度而破坏如图16b和图17b所示。新旧规范列出了斜截面受剪承载力计算公式。(3)斜拉破坏当梁的剪跨比较大,且箍筋含量过少时,梁腹一旦出现斜裂缝很快延冲到集中荷载作用点处,将整个截面裂通,梁被拉断而急速破坏,破坏