石河子大学：《钢结构基本原理》课程教学资源（课件讲稿）第三章 钢结构的设计方法

第6页 §3.2概率极限状态设计法 概率极限状态设计法概要 除疲劳计算外，钢结构设计规范采用 以概率理论为基础的极限状态设计方 法，用分项系数的设计表达式进行计 算，简称为概率极限状态设计法

第6页 概率极限状态设计法概要—— 除疲劳计算外，钢结构设计规范采用 以概率理论为基础的极限状态设计方 法，用分项系数的设计表达式进行计 算，简称为概率极限状态设计法． §3.2 概率极限状态设计法

第7页 §3.2概率极限状态设计法 1.结构的极限状态： 定义一一当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时，此特 定状态为该功能的极限状态。 承载能力极限状态一对应于结构或构件达到最大承 载能力或出现不适于继续承载的变形； 正常使用极限状态一对应于结构或结构构件达到正 常使用或耐久性能的某项规定限值；

第7页 1.结构的极限状态： 定义——当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时，此特 定状态为该功能的极限状态。 承载能力极限状态 —对应于结构或构件达到最大承 载能力或出现不适于继续承载的变形； 正常使用极限状态 —对应于结构或结构构件达到正 常使用或耐久性能的某项规定限值； §3.2 概率极限状态设计法

第8页 §3.2概率极限状态设计法 2.失效概率与可靠指标 结构的工作性能可用结构的功能函数Z来描述，设 计结构时可取荷载效应S和结构抗力R两个基本随机变 量来表达结构的功能函数，即 Z=g (R,S)=R-S 显然，Z是随机变量，有以下三种情况： Z>0结构处于可靠状态； Z=0结构达到极限状态； Z<0结构处于失效状态

第8页 2.失效概率与可靠指标 结构的工作性能可用结构的功能函数Z来描述，设 计结构时可取 荷载效应S和结构抗力R两个基本随机变 量来表达结构的功能函数，即 Z=g（R，S）＝R－S 显然，Z是随机变量，有以下三种情况： Z＞0 结构处于可靠状态； Z＝0 结构达到极限状态； Z＜0 结构处于失效状态。 §3.2 概率极限状态设计法

第9页 §3.2概率极限状态设计法 作用效应(S):结构作用引起结构或构件的内力（轴、 弯、剪)和变形（挠度、转角）。 结构作用：施加在结构上的各种荷载及引起外加变形 或约束变形的原因（如荷载、基础下沉、温度变化、 焊接等)。 作用： 永久作用 可变作用 。偶然作用 结构抗力(R):结构或构件承受作用效应的能力

第9页 作用效应（S）:结构作用引起结构或构件的内力（轴、 弯、剪）和变形（挠度、转角）。 结构作用：施加在结构上的各种荷载及引起外加变形 或约束变形的原因（如荷载、基础下沉、温度变化、 焊接等）。 作用： 永久作用 可变作用 偶然作用 结构抗力（R）：结构或构件承受作用效应的能力。 §3.2 概率极限状态设计法

第10页 §3.2概率极限状态设计法 当Z≥0时，我们说结构是可靠的，以可靠度来衡量。 失效概率：结构不能完成预定功能的概率。 “完成预定功能”指对某项规定功能而言结构不失效。 若以P表示结构的可靠度，则有P=P（Z≥0) 记P为结构的失效概率，则有P=P(Z<0) 显然：P,=1一Pr 可靠的结构设计指的是使失效概率小到可以接受程度 的设计，绝对可靠的结构（失效概率等于零）是不存在的：

第10页 当Z≥0时，我们说结构是可靠的，以可靠度来衡量。 失效概率：结构不能完成预定功能的概率。 “完成预定功能”指对某项规定功能而言结构不失效。 若以Ps表示结构的可靠度，则有Ps=P（Z≥0） 记Pf为结构的失效概率，则有Pf=P（Z<0） 显然：Ps = 1－Pf 可靠的结构设计指的是使失效概率小到可以接受程度 的设计，绝对可靠的结构（失效概率等于零）是不存在的! §3.2 概率极限状态设计法