第一節　結構設計的基本規定

　　一、結構的功能要求

　　結構在規定的設計基準期內和規定的條件下必須具有安全性、適用性和耐久性等三方面的功能。

　　二、結構極限狀態的定義和分類

　　1.定義

　　整個結構或結構的一部分，超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求，則此特定狀態稱為該功能的極限狀態。

　　2.分類

　　結構的極限狀態分為兩類，即：

　　( l )承載能力極限狀態：結構或結構構件達到最大承載力、或出現疲勞破壞、或不能繼續承載變形的狀態。

　　( 2 )正常使用極限狀態：結構或結構構件達到正常使用或耐久性功能的某項規定的限值。

　　三、結構可靠度的基本概念

　　1 .結構的功能函數： Z =R-

　　S 式中 S ——外部作用在結構上產生的效應(內力和變形) ;

　　R ——結構能承受內力和變形的能力。

　　2 .極限狀態方程： Z =R -S =0，(表示結構處于極限狀態)

　　當 Z =R 一 S >0時，則表示結構處于可靠狀態;

　　當 Z=R 一 S <。時，則表示結構處于失效狀態。

　　3 .結構可靠度概念

　　S 和 R 均不是定值，而是隨機變量，所以對上述狀態要科學的衡量，只能用概率的方法。只要 Z =R 一 S ≥0的概率(即可靠概率或稱可靠度)大到人們足以放心，就可認為設計的結構是安全可靠的。

　　4 .幾個重要的概念：

　　(1)作用效應 S 的不確定性主要是由下列因素引起的：

　　1)荷載(或作用)本身的變異性;

　　2)內力計算假定與結構實際受力情況間的差異。

　　(2)結構抗力 R 的不確定性主要是由下列因素引起的：

　　l)材料性能的不確定性;

　　2)結構構件幾何參數的不確定性;

　　3)結構構件抗力 R 的計算模式的不確定性。

　　(3)結構的可靠性：結構在規定時間內、規定條件下能完成預定功能的能力。

　　(4)結構的可靠度：結構在規定時間內、規定條件下能完成預定功能的概率(或稱可靠概率Pa：)。

　　(5)失效概率Pf ：結構功能在規定時間內、規定條件下不能完成預定功能的概率 ( Pf )。

　　(6)可靠指標β：結構功能函數 Z 的平均值產 Z 與其標準差內的比值(它與Pf，有一一對應的函數關系)。

　　(7)目標可靠指標[β] ：作為結構設計依據的可靠指標稱為目標可靠指標 [β]，亦稱設計可靠指標。

　　現行《 混凝土結構設計規范 》( GB 50010 -2002 )是采用以概率理論為基礎的極限狀態設計法，以可靠指標度量結構構件的可靠度，采用分項系數的設計表達式進行設計的。

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