第7节 结构设计方法概述

◆容许应力设计法：

◆钢筋混凝土结构的受力性能不是弹性的；结构中一点达到容许应力，结构即认为失效；
◆没有考虑结构功能的多样性要求；从安全角度考虑，需要确定其极限受弯承载力；而为控制正常使用阶段的裂缝和挠度变形，需要确定带裂缝工作阶段的受力情况。采用容许应力设计方法，无法统一这两方面的要求。
◆安全系数是凭经验确定的，缺乏科学依据。
◆破损阶段设计法：

◆整个截面达到极限承载力才认为失效，考虑了材料塑性和强度的充分发挥；
◆极限荷载可以直接由试验验证，构件的总安全度较为明确，但安全系数K仍然凭经验确定；
◆没有考虑结构功能的多样性要求的问题。
◆极限状态设计法：
除要求对承载力极限状态进行设计外，还包括的挠度和裂缝宽度（适用性）的极限状态的设计， 对于承载力极限状态，针对荷载、材料的不同变异性，不再采用单一的安全系数，而采用的多系数表达

◆材料强度f_ck和 f_sk 是根据统计后按一定保证率取其下限分位值，反映的材料强度的变异性。
◆荷载值 q_ik 也尽可能根据各种荷载的统计资料，按一定保证率取其上限分位值。
◆荷载系数 k_qi ，材料强度系数 k_c 和 k_s 仍按经验确定，但对于不同荷载的变异大小，可取不同的荷载系数。
◆以概率理论为基础的极限状态设计法：
由于实际结构中的不确定性，因此无论如何设计结构，都会有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。为了科学定量的表示结构可靠性的大小，采用概率方法是比较合理的。

总 结
●结构抗力的概念及其工作状态，材料强度标准值、材料分项系数、材料强度设计值的概念；
结构抗力：结构或构件承受内力和变形的能力。如受弯承载力M_u、受剪承载力Vu、容许挠度[f]、容许裂缝宽度[w]等。
R = R(f_c, f_y, A, h₀, A_s, …)
结构的工作状态：可靠 ；极限；失效。
材料强度的标准值
取值原则：在材料强度实测值的总体中，强度标准值应具有不小于95%的保证率。
材料强度的设计值

●结构可靠度的概念；
●失效概率及可靠指标之间的联系；
结构可靠度：
结构在规定的时间内，规定的条件下完成预定功能的可能性大小。

β与P_f之间存在对应关系，β大则P_f小，因此β也可作为衡量结构可靠性的一个指标，故称可靠指标。
●结构按承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计方法；
结构按承载能力极限状态计算

●混凝土结构耐久性能及相关影响因素。
1.材料的质量（主要是混凝土的质量）
2.钢筋的锈蚀
（1）混凝土的碳化
（2）氯离子引起的锈蚀
3.碱—集料反应（A.A.R）
4.混凝土的抗渗及抗冻性
5.除冰盐对混凝土的破坏
6.侵蚀性介质的腐蚀
●掌握结构上的作用与作用类型，荷载标准值、荷载分项系数、荷载设计值的概念；
●掌握结构抗力的概念及其工作状态，材料强度标准值、材料分项系数、材料强度设计值的概念；
●理解结构可靠度的概念；
●掌握失效概率及可靠指标之间的联系；
●掌握结构按承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计方法；
●理解混凝土结构耐久性能及相关影响因素。