砌体结构可靠度设计方法ppt课件

1、第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法砌体构造砌体构造主讲： 张露云 ：99447110四川农业大学建立与城乡规划学院第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法第第2章章 砌体构造可靠度设计原理砌体构造可靠度设计原理学习要点：学习要点： 了解我国规范关于砌体构造设计的可了解我国规范关于砌体构造设计的可靠度实际；靠度实际； 掌握我国规范的砌体构造概率极限形掌握我国规范的砌体构造概率极限形状设计方法；状设计方法； 掌握砌体强度规范值与设计值的计算掌握砌体强度规范值与设计值的计算原那么。原那么。 第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法2.1历史

2、的回想 起初砖石构造截面尺寸确实定全是凭阅历的，而后逐渐采用弹性实际的答应应力计算方法进展计算； 20世纪30年代后期，前苏联留意到弹性实际计算和实验结果不符的问题。而对偏心受压构件计算，开场采用了修正系数； 我国1952年已开场照前苏联1943年规定，对偏心受压计算采用修正系数以较正确的估算承载力，以后又采用破坏阶段和三系数计算方法；第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 我国1973年公布的?砖石构造设计规范?规定砖石构造设计计算应按资料平均强度的单一平安系数进展，而平安系数k那么是采用多系数分析、单一系数表达的半统计、半阅历的方法确定的； 根据国家公布的?建筑构造可靠

3、度设计一致规范?GB50068-2001规定的，采用近似概率实际为根底的极限形状设计方法。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法2.2极限形状设计方法 Limit state design method2.2.1构造的极限形状 整个构造物或构造物的一部分超越某一特定形状时就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定形状称为该功能的极限形状。设计一致规范中规定，构造的极限形状分为两类：承载力极限形状和正常运用极限形状。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法承载力极限形状 这种极限形状对应于构造或构造构件到达最大承载力或不适于继续承载的变形。 在砌体构造设计中，

4、对任何承载的构造或构件都需求按承载力极限形状进展计算，以保证各个控制截面不发生破坏。 第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 当构造或构件呈现以下形状之一时，即以为超越了承载力极限形状： 整个构造物或构造物的一部分作为刚体失 去平衡；如倾覆等 构造构件或衔接因资料强度被超越而破坏；包括疲劳破坏 构造变为机动体系； 构造或构造构件丧失稳定。如压曲等第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法正常运用极限形状 这种极限形状对应于构造或构造构件到达正常运用或耐久性能的某项规定极限。如变形过大、裂痕过大、振动过大等影响正常运用，即超越了正常运用极限形状。 在砌体构造设

5、计中，对于正常运用极限形状，主要经过构造措施加以保证，普通不进展验算。仅仅在个别情况下，才需求对构件进展变形验算。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法2.2.2 构造的作用效应S和构造抗力R 构造的作用效应S：作用对构造产生的效应内力等。 构造抗力R：是指整个机构构件而言，即构造构件所能抵抗的内力。 由于作用效应S和构造抗力R都不是确定性变量，而随荷载、资料强度、计算方式及几何尺寸等的变异具有明显的随机性，应采用随机变量或随机过程加以描画。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法2.2.3 构造的可靠度和可靠目的 Reliability index 构造

6、物在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为构造的可靠度。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 引入函数Z，令Z=R-S=g R, S,那么构造的任务形状可用函数Z的不同取值加以描画：Z=R-S0，构造处于可靠形状；Z=R-S=0，构造处于极限形状；Z=R-S0，构造处于失效形状。 在可靠度设计中，普通把Z=g R, S称为功能函数，而Z=0那么称为构造或构件的极限形状方程。单一的荷载效应或荷载效应组合相对最大值第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 由图可知，当R的平均值 大于S的平均值 时，并不能阐明构造是绝对平安的，由于这两条曲线还

7、有相互交叉的部分，这就阐明存在RS的概率，所谓构造的可靠度是指RS这一事件的概率。SmRmfSR0RmSm第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 失效概率 即阴影部分面积 0f(0)( )pP Zf z dzf (z)zfpf1p0zmz第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 设计一致规范中规定采用近似概率法，并规定采用平均值和规范值及可靠目的替代失效概率来近似的估定构造的可靠度。普通按规范差正态分布函数，对脆性破坏普通要求 ，相应的失效概率 。zzm3.741 10fp zRSmmm22zRS第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法2

8、.2.4 设计表达式Design equation 规范采用以概率为根底的极限形状方程，以可靠目的度量构造构件的可靠度。 值计算复杂，需求大量的统计信息，直接在设计中运用很不方便。规范的做法是采用分项系数的适用设计表达式，设计人员可不用直接计算可靠目的，只需按规范给定的各分项系数进展计算。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 为使设计者能针对所设计的构造的重要程度，正确选择适当的可靠度，设计一致规范将建筑构造的平安等级划分为三级：注：1.对于特殊的建筑物，其平安等级根据详细情况另行确定； 2.对于地震区的砌体构造设计，应按照?建筑抗震设防分类 规范?GB50223根据建筑

9、物重要性区分建筑物类别。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 砌体构造按承载力极限形状设计时，在思索构造重要性调整后的荷载效应应构造抗力，即式中， 构造重要性系数； S 内力设计值； R 构造构件抗力0SR0平安等级为三级或设计运用年限为15年的构造构件，00.9平安等级为一级或设计运用年限为50年以上的构造构件，01.1平安等级为二级或设计运用年限为50年的构造构件，01.0第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 ?规范?中对砌体构造按承载力极限形状设计时，应按以下公式中最不利组合进展计算：0GkQ1kQcQ kk21.21.4,.niiiiSSSR

10、 f a 0GkcQ kk11.351.4,.niiiSSRf a第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法式中， 永久荷载规范值的效应； 在根本组合中起控制造用的一个可 变荷载规范值的效应； 第i个可变荷载规范值的效应； 构造构件的抗力函数； 第i个可变荷载的分项系数； 第i个可变荷载的组合值系数； 砌体的强度设计值； 几何参数规范值。0GkQ1kQcQ kk21.21.4,.niiiiSSSR f a GkSQ1kSQ k iS()R Qicifka普通情况下应取0.7第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 当仅有一个可变荷载时，可按以下两个最不利组合进

11、展计算：0GkQkk1.21.4,.SSR f a0GkQkk1.351.0,.SSR f a第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 经分析阐明，采用两种荷载效应组合方式后，提高了以自重为主的砌体构造可靠度，两个设计表达式的界限荷载的效应值 为0.376。 为可变荷载效应和永久荷载效应之比 当 时, 可靠度由 , 控制 当 时, 可靠度由 , 控制0.3760.376G1.35G1.2Q1.0Q1.4第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 当砌体构造作为一个刚体，需求验证整体稳定性时，例如倾覆、滑移、漂浮等，应采取以下设计表达式进展验算：式中， 起有利作

12、用的永久荷载内力规范值; 起不利作用的永久荷载内力规范值.0G2kQ1kQ kG1k21.21.40.8niiSSSSG1kSG2kS第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法2.3砌体强度设计值Design value1. 砌体强度规范值 fk fk 是思索砌体强度的变异性，按设计一致规范的要求一致规定为强度的概率密度函数的0.05分位值，即强度规范值应具有95%的保证率，这阐明强度规范值是一个偏低的强度取值。由统计资料可知，各类砌体强度服从正态分布，那么kmf1 1.645ff砌体强度变异系数第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法砌体类型砌体抗压强度砌体

13、抗拉、抗弯、抗剪强度各种砖、砌块、毛料石砌体 0.17 0.20 毛石砌体 0.24 0.26 砌体强度变异系数第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 资料强度的规范值以资料的强度概率分布的某一分位值来确定，在国际上也成为资料强度特征值。 砌体的抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度规范值分别为：kt,ktm,kv,kffff、第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法2. 砌体强度设计值 f 普通情况下，宜按施工控制等级为B级思索，取资料分项系数 ，当施工控制等级为C级时，取资料分项系数 。 砌体的抗压、抗拉、抗弯、抗剪强度设计值分别为：kfff思索到构造资料强度与试

14、件强度的区别，以及几何参数和计算方式不定性对构造抗力的影响，将资料强度进一步降低。f1 .6f1 .8ttmvffff、第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 我国?砌筑工程施工质量验收规范?GB50203-2002规定了施工强度控制等级，它根据现场质量管理、砂浆和混凝土强度、砂浆拌和方式及砌筑工人技术等级等方面综合程度，将施工质量控制等级分为A、B、C三级。施工质量控制等级的选择由设计单位和建立单位商定，并应在工程设计图中明确设计采用的施工质量等级。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法砌体施工质量控制等级第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可

15、靠度设计方法 ?砌体构造设计规范?给出了龄期为28d的以毛截面计算的各类砌体抗压强度设计值，当施工质量控制等级为B级时，应根据块体和砂浆的强度等级分别按以下规定采用：第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法块体高块体高度为度为180350180350mmmm第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 单排孔混凝土对孔砌筑时，灌孔砌体

16、的抗压强度设计值 ： gfgc0.6fff第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 砌块砌体灌孔混凝土强度等级Cb20，也不宜低于两倍的块体强度等级。 灌孔混凝土的强度等级Cb*等同于对应的混凝土强度等级C*的强度目的。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法孔洞率35%的双排孔或多排孔轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值 第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 单排孔混凝土对孔砌筑时，灌孔砌体的抗剪强度设计值 ：式中， 灌

17、孔砌体的抗压强度设计值MPa vgf0.55vgg0.2ffgf第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 以下情况的各类砌体，其砌体强度设计值应乘以调整系数 ：1 有吊车房屋砌体、跨度不小于9m的梁下烧结普通砖砌体、跨度不小于7.5m的梁下烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体，混凝土和轻骨料混凝土砌块砌体， ； a0.9这是思索厂房受吊车动力作用和较这是思索厂房受吊车动力作用和较大跨度多层房屋墙，柱受力情况较为复大跨度多层房屋墙，柱受力情况较为复 杂而采取的降低抗力、保证平安的措施。杂而采取的降低抗力、保证平安的措施。a第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设

18、计方法2 对于无筋砌体构件，其截面面积A0.3m2时， ；对配筋砌体构件，当砌体截面面积A0.2m2时， 。构件截面面积以m2计；a0.7Aa0.8A 思索部分破损或缺陷对小截面砌体构思索部分破损或缺陷对小截面砌体构件的相对影响较大，个别块体强度的变异件的相对影响较大，个别块体强度的变异能够影响到全面截面的强度，部分受压计能够影响到全面截面的强度，部分受压计算中强度不乘以此系数。算中强度不乘以此系数。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法3 当砌体用水泥砂浆砌筑时，其抗压强度设计值乘以调整系数 ，而轴心抗拉、弯曲抗拉和抗剪强度设计值乘以调整系数 ；对配筋砌体构件，当其中的砌体采用水泥砂浆砌筑时，仅对砌体的强度设计值乘以调整系数 。a0.9a0.8a 实验阐明，水泥砂浆由于其和易性较差，砂浆中应力分布均匀性差，砂浆强度一样时的水泥砂浆砌体强度比混合砂浆砌体强度略低。第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法4当施工质量控制等级为C级时， ； 注：配筋砌体不允许采用C级5当验算施工中房屋的构件时， 。a0.89a1.1第二章第二章 砌体结构可靠度设计方法砌体结构可靠度设计方法 施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体的强度和稳定性，可按砂浆强度为0进展计算； 对于冬期施工采用掺盐砂浆法施工的砌体，