荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的學(xué)習(xí)筆記與學(xué)習(xí)心得

1、荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的學(xué)習(xí)筆記與學(xué)習(xí)心得姓名：圖爾蓀江。斯拉吉學(xué)號(hào)：1083310402班級(jí)：0833101時(shí)間：目錄第一章緒論.31.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法發(fā)展史.3第二章荷載的概率模型與統(tǒng)計(jì)分析.32.1作用和荷載.32.2 荷載標(biāo)準(zhǔn)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(jì)分析.43.1抗力隨機(jī)性與影響因素.43.2構(gòu)件抗力的概率模型.5第四章概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（一）基本情況.54.1 結(jié)構(gòu)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(duì)數(shù)正態(tài)情況.74.4 分項(xiàng)系數(shù)的一般形式.74.5 失效概率與可靠度指標(biāo)的一般形式.8第五章概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)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(guān)情況.10第六章概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（三）規(guī)范應(yīng)用情況.106.1 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的作用與發(fā)展.106.2作用代表值.116.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式.126.4 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中的設(shè)計(jì)表達(dá)式.12學(xué)習(xí)心得.13第一章 緒論1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法發(fā)展史.1、 允許應(yīng)力設(shè)計(jì)法（ASD） k安全系數(shù)2、 破損階段設(shè)計(jì)法（LFD） 塑性理論3、 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（LSD）結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)表達(dá)式其中，為恒荷載效應(yīng)和活荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度標(biāo)

3、準(zhǔn)值,是相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)方法的發(fā)展歷史2.1作用和荷載. 施加在結(jié)構(gòu)上的集中或分布荷載，以及引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形（基礎(chǔ)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)值的確定永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值2.3荷載的概率模型第三章抗力的概率模型與統(tǒng)計(jì)分析3.1抗力隨機(jī)性與影響因素抗力：結(jié)構(gòu)構(gòu)件抵抗結(jié)構(gòu)外加作用的能力。其分為兩類：強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)構(gòu)件抵抗結(jié)構(gòu)外加作用的內(nèi)力；剛度：結(jié)構(gòu)構(gòu)件抵抗結(jié)構(gòu)外加作用的變形。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是最主要的，主要討論強(qiáng)度抗力的統(tǒng)計(jì)分析。構(gòu)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(jì)算模式的不確定性。構(gòu)件抗力與其影響因素的關(guān)系為：a.構(gòu)件材料性能的隨機(jī)性b.構(gòu)件幾何參數(shù)的隨機(jī)性c.構(gòu)件抗力計(jì)算模式的隨機(jī)性3.2構(gòu)件抗力的概率模型第四章概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（一）基本情況4.1 結(jié)構(gòu)可靠度基本理論與極限狀態(tài)方程結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)為，則失效概率為但由于計(jì)算復(fù)雜，一般采用可靠指標(biāo)來表示?？煽恐笜?biāo)定義為功能函數(shù)的平均值和其標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(jié)構(gòu)可靠；Z>0表示結(jié)構(gòu)失效；Z=0表示極限狀態(tài)。其

5、中，稱為可靠度指標(biāo)，是衡量結(jié)構(gòu)可靠性的度量。可靠指標(biāo)越大，結(jié)構(gòu)的失效概率越小，結(jié)構(gòu)的保證率越大，也即結(jié)構(gòu)的可靠性越高。=d可靠指標(biāo)是指在標(biāo)準(zhǔn)化空間中，坐標(biāo)原點(diǎn)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(shè)計(jì)法 （2）若采用單一系數(shù)設(shè)計(jì)法 / （3）若采用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)法 ; ; 4.3 對(duì)數(shù)正態(tài)情況4.4 分項(xiàng)系數(shù)的一般形式當(dāng)隨機(jī)變量不是服從正態(tài)活著對(duì)數(shù)正態(tài)的時(shí)候，若仍要以分項(xiàng)系數(shù)的形式表示，則可以將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布后再列出表達(dá)。由 導(dǎo)出： ; ; 4.5 失效概率與可靠度指標(biāo)的一般形式.失效概率的一般形式 可靠指標(biāo)的一般形式 =-1（Pf）=-1（1-Pf） Pf=（-）第五章

6、概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)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(guān)的情況第六章概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（三）規(guī)范應(yīng)用情況. 6.1 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的作用與發(fā)展規(guī)范的作用:建筑結(jié)構(gòu)的建造過程包括：設(shè)計(jì),構(gòu)件制造，運(yùn)輸，建造，驗(yàn)收，使用，維修，撤除；設(shè)計(jì)規(guī)范的作用是保證建造結(jié)構(gòu)滿足社會(huì)可接收的安全水平；它是設(shè)計(jì)，建造，承包和投資人溝通交流的依據(jù)。 標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范有著漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程：在古代，人們往往將結(jié)構(gòu)的安全責(zé)任都?xì)w咎于設(shè)計(jì)者和建造者，早在公元前1780年的漢莫拉比法典就有相關(guān)記載；在1667年，倫敦制定了第一步全面的建筑法案；19世紀(jì)末，隨著自然科學(xué)和數(shù)學(xué)的發(fā)展，各國(guó)相繼有了

7、工程機(jī)構(gòu)，在20世紀(jì)初，英國(guó)等編制了建筑材料標(biāo)準(zhǔn)；1922年，英國(guó)首次提出了用于采用容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法德鋼橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并在1932年出版了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；40年代，航空業(yè)的發(fā)展首先使得規(guī)范體系面臨危機(jī)，于是規(guī)范開始大步發(fā)展，先后經(jīng)歷了想極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的發(fā)展、分項(xiàng)系數(shù)體系對(duì)單一安全系數(shù)或荷載系數(shù)的取代、改進(jìn)組合效應(yīng)的處理方法、應(yīng)用可靠度理論確定合理的分項(xiàng)系數(shù)等。6.2作用代表值在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，考慮不同的設(shè)計(jì)狀況和不同的極限狀態(tài)，設(shè)計(jì)表達(dá)式需要不同的作用代表值。1、標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)作用于結(jié)構(gòu)可能的最大荷載，它是荷載的基本代表值。計(jì)算方法在第二章中已經(jīng)說明，不再重復(fù)。2、常遇值荷載常遇值

8、為在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常作用于結(jié)構(gòu)的可變荷載值，它是用于校核結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的荷載代表值。計(jì)算方法：已知可變荷載的在非零適時(shí)域內(nèi)任意時(shí)點(diǎn)的概率分布為，對(duì)于各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過程，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)超過的總持續(xù)時(shí)間與整個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T的比率與超越概率p*有如下的關(guān)系:其中，q是荷載的非零概率。當(dāng)給定，則的計(jì)算表達(dá)式為：3.準(zhǔn)永久值荷載準(zhǔn)永久值是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，經(jīng)常出現(xiàn)且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的可變荷載值，其為用于校核結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，考慮施加在結(jié)構(gòu)上的多種可變荷載不可能同時(shí)達(dá)到各自的最大值而采用的一種荷載值。計(jì)算方法：要求結(jié)構(gòu)在單一可變荷載作用下的可靠

9、度與在兩個(gè)及其以上可變荷載作用下的可靠度保持一致。6.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式6.4規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中的設(shè)計(jì)表達(dá)式.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)基本組合、偶然組合、地震、正常使用狀態(tài)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合學(xué)習(xí)心得工程可靠度理論的重要性不言而喻，但凡涉及結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)指導(dǎo)，可靠度理論的應(yīng)用無所不在。綜觀全書，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最根本目的就是要保證結(jié)構(gòu)的可靠性，即使在任何情況下都成立，在此基礎(chǔ)上追求經(jīng)濟(jì)效益。換言之，工程結(jié)

10、構(gòu)設(shè)計(jì)的基本目的是在結(jié)構(gòu)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間選擇一種最佳平衡，力求以最經(jīng)濟(jì)的途徑使結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期(設(shè)計(jì)工作期)內(nèi)完成預(yù)定的各種功能。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從早期的“生物比擬法”、允許應(yīng)力設(shè)計(jì)法、破損階段設(shè)計(jì)法到近期的可靠性設(shè)計(jì)法，經(jīng)過了憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)到依靠理論設(shè)計(jì)的艱辛歷程。雖然理論還有待完善，但隨著數(shù)學(xué)的發(fā)展、理論的不斷進(jìn)步，可靠性設(shè)計(jì)必將走得越來越遠(yuǎn)。結(jié)構(gòu)可靠度方法的重要意義，在于對(duì)結(jié)構(gòu)安全性檢驗(yàn)提出了建立在概率分析基礎(chǔ)上的一系列性的概念、原理、方法和衡量標(biāo)準(zhǔn)，綜合考慮了工程結(jié)構(gòu)中的各種不確定因素，對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性有了一個(gè)客觀的統(tǒng)一度量。結(jié)構(gòu)可靠度方法的重點(diǎn)是如何確定可靠指標(biāo)，一般有中心點(diǎn)法、驗(yàn)算點(diǎn)法、當(dāng)量正態(tài)化法、響應(yīng)面法、蒙特卡洛法等，確定可靠指標(biāo)的合理性與精確性決定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性?？煽啃栽O(shè)計(jì)既然是概率設(shè)計(jì)，那