荷載與結構設計方法的學習筆記與學習心得

1、荷載與結構設計方法的學習筆記與學習心得姓名：圖爾蓀江。斯拉吉學號：1083310402班級：0833101時間：目錄第一章緒論.31.1結構設計方法發(fā)展史.3第二章荷載的概率模型與統(tǒng)計分析.32.1作用和荷載.32.2 荷載標準值的確定.32.3荷載的概率模型.4第三章抗力的概率模型與統(tǒng)計分析.43.1抗力隨機性與影響因素.43.2構件抗力的概率模型.5第四章概率極限狀態(tài)設計法（一）基本情況.54.1 結構可靠度基本理論與極限狀態(tài)方程.54.2 正態(tài)分布情況.64.3 對數(shù)正態(tài)情況.74.4 分項系數(shù)的一般形式.74.5 失效概率與可靠度指標的一般形式.8第五章概率極限狀態(tài)設計法（二）一般情況

2、.85.1 功能函數(shù)非線性情況.85.2基本變量非正態(tài)情況.95.3 基本變量相關情況.10第六章概率極限狀態(tài)設計法（三）規(guī)范應用情況.106.1 標準和規(guī)范的作用與發(fā)展.106.2作用代表值.116.3 實用設計表達式.126.4 規(guī)范和標準中的設計表達式.12學習心得.13第一章 緒論1.1結構設計方法發(fā)展史.1、 允許應力設計法（ASD） k安全系數(shù)2、 破損階段設計法（LFD） 塑性理論3、 極限狀態(tài)設計法（LSD）結構的極限狀態(tài)分類：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)多系數(shù)設計表達式其中，為恒荷載效應和活荷載效應標準值;和為活荷載系數(shù)和恒荷載系數(shù)。R是抗力,是抗力系數(shù),f是材料強度標

3、準值,是相應的分項系數(shù)。結構可靠度設計方法的發(fā)展歷史2.1作用和荷載. 施加在結構上的集中或分布荷載，以及引起結構外加變形或約束變形（基礎沉降、溫度變化、焊接等）的原因的總稱稱為作用，荷載指的是直接的作用。 作用按隨時間的變異性分類有三類：永久作用、可變作用、偶然作用。2.2 荷載標準值的確定永久荷載的標準值可變荷載的標準值2.3荷載的概率模型第三章抗力的概率模型與統(tǒng)計分析3.1抗力隨機性與影響因素抗力：結構構件抵抗結構外加作用的能力。其分為兩類：強度：結構構件抵抗結構外加作用的內力；剛度：結構構件抵抗結構外加作用的變形。在結構設計中，結構的強度是最主要的，主要討論強度抗力的統(tǒng)計分析。構件抗力

4、的主要影響因素：材料性能的不確定性；幾何參數(shù)的不確定性；抗力計算模式的不確定性。構件抗力與其影響因素的關系為：a.構件材料性能的隨機性b.構件幾何參數(shù)的隨機性c.構件抗力計算模式的隨機性3.2構件抗力的概率模型第四章概率極限狀態(tài)設計法（一）基本情況4.1 結構可靠度基本理論與極限狀態(tài)方程結構的功能函數(shù)為，則失效概率為但由于計算復雜，一般采用可靠指標來表示?？煽恐笜硕x為功能函數(shù)的平均值和其標準差的比值，即Z=R-S=0，失效概率為4.2 正態(tài)分布情況假設功能函數(shù)為 Z=R-S ,其中R、S均服從正態(tài)分布。稱Z為安全裕度，Z<0表示結構可靠；Z>0表示結構失效；Z=0表示極限狀態(tài)。其

5、中，稱為可靠度指標，是衡量結構可靠性的度量?？煽恐笜嗽酱?，結構的失效概率越小，結構的保證率越大，也即結構的可靠性越高。=d可靠指標是指在標準化空間中，坐標原點到極限狀態(tài)方程表示的直線的最短距離。 （1）若采用直接設計法 （2）若采用單一系數(shù)設計法 / （3）若采用分項系數(shù)設計法 ; ; 4.3 對數(shù)正態(tài)情況4.4 分項系數(shù)的一般形式當隨機變量不是服從正態(tài)活著對數(shù)正態(tài)的時候，若仍要以分項系數(shù)的形式表示，則可以將其轉化為標準的正態(tài)分布后再列出表達。由 導出： ; ; 4.5 失效概率與可靠度指標的一般形式.失效概率的一般形式 可靠指標的一般形式 =-1（Pf）=-1（1-Pf） Pf=（-）第五章

6、概率極限狀態(tài)設計法（二）一般情況5.1 功能函數(shù)非線性情況5.2基本變量非正態(tài)情況5.3基本變量相關的情況第六章概率極限狀態(tài)設計法（三）規(guī)范應用情況. 6.1 標準和規(guī)范的作用與發(fā)展規(guī)范的作用:建筑結構的建造過程包括：設計,構件制造，運輸，建造，驗收，使用，維修，撤除；設計規(guī)范的作用是保證建造結構滿足社會可接收的安全水平；它是設計，建造，承包和投資人溝通交流的依據。 標準與規(guī)范有著漫長的發(fā)展歷程：在古代，人們往往將結構的安全責任都歸咎于設計者和建造者，早在公元前1780年的漢莫拉比法典就有相關記載；在1667年，倫敦制定了第一步全面的建筑法案；19世紀末，隨著自然科學和數(shù)學的發(fā)展，各國相繼有了

7、工程機構，在20世紀初，英國等編制了建筑材料標準；1922年，英國首次提出了用于采用容許應力設計法德鋼橋設計標準，并在1932年出版了鋼結構設計標準；40年代，航空業(yè)的發(fā)展首先使得規(guī)范體系面臨危機，于是規(guī)范開始大步發(fā)展，先后經歷了想極限狀態(tài)設計的發(fā)展、分項系數(shù)體系對單一安全系數(shù)或荷載系數(shù)的取代、改進組合效應的處理方法、應用可靠度理論確定合理的分項系數(shù)等。6.2作用代表值在結構設計中，考慮不同的設計狀況和不同的極限狀態(tài)，設計表達式需要不同的作用代表值。1、標準值荷載標準值是在結構設計基準期內作用于結構可能的最大荷載，它是荷載的基本代表值。計算方法在第二章中已經說明，不再重復。2、常遇值荷載常遇值

8、為在結構設計基準期內經常作用于結構的可變荷載值，它是用于校核結構正常使用極限狀態(tài)的荷載代表值。計算方法：已知可變荷載的在非零適時域內任意時點的概率分布為，對于各態(tài)歷經的隨機過程，設計基準期內超過的總持續(xù)時間與整個設計基準期T的比率與超越概率p*有如下的關系:其中，q是荷載的非零概率。當給定，則的計算表達式為：3.準永久值荷載準永久值是在結構設計基準期內，經常出現(xiàn)且持續(xù)時間較長的可變荷載值，其為用于校核結構正常使用極限狀態(tài)的荷載代表值。4.組合值荷載組合值為在結構設計基準期內，考慮施加在結構上的多種可變荷載不可能同時達到各自的最大值而采用的一種荷載值。計算方法：要求結構在單一可變荷載作用下的可靠

9、度與在兩個及其以上可變荷載作用下的可靠度保持一致。6.3 實用設計表達式6.4規(guī)范和標準中的設計表達式.結構設計要考慮的有：兩種極限狀態(tài)：承載力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)四種設計狀況：持久性、短暫性、偶然性、地震六種荷載組合：承載力極限狀態(tài)設計基本組合、偶然組合、地震、正常使用狀態(tài)設計標準組合、頻遇組合、準永久組合學習心得工程可靠度理論的重要性不言而喻，但凡涉及結構的工程如建筑、港口、水利水電、海洋、公路、鐵路等，無不以工程可靠度理論為最高設計指導，可靠度理論的應用無所不在。綜觀全書，工程結構設計的最根本目的就是要保證結構的可靠性，即使在任何情況下都成立，在此基礎上追求經濟效益。換言之，工程結

10、構設計的基本目的是在結構的可靠性與經濟性之間選擇一種最佳平衡，力求以最經濟的途徑使結構在預定的使用期(設計工作期)內完成預定的各種功能。結構設計從早期的“生物比擬法”、允許應力設計法、破損階段設計法到近期的可靠性設計法，經過了憑經驗設計到依靠理論設計的艱辛歷程。雖然理論還有待完善，但隨著數(shù)學的發(fā)展、理論的不斷進步，可靠性設計必將走得越來越遠。結構可靠度方法的重要意義，在于對結構安全性檢驗提出了建立在概率分析基礎上的一系列性的概念、原理、方法和衡量標準，綜合考慮了工程結構中的各種不確定因素，對結構可靠性有了一個客觀的統(tǒng)一度量。結構可靠度方法的重點是如何確定可靠指標，一般有中心點法、驗算點法、當量正態(tài)化法、響應面法、蒙特卡洛法等，確定可靠指標的合理性與精確性決定結構設計的合理性?？煽啃栽O計既然是概率設計，那