1.2 建筑结构的可靠性与极限状态（课件）-高二《建筑结构》同步精品课堂（高教版—第4版）

1.2建筑结构的可靠性与极限状态 建筑结构 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 掌握建筑结构的可靠性以及结构的功能要求等内容 。 能力目标 根据建筑结构的极限状态的概念和分类以及极限状态的特征学会运用，并解决相应问题。 情感目标 通过对基础知识的学习把握，提升学生的学习兴趣、自信心和合作意识。培养一丝不苟的工匠精神，确保每一工序的质量，让质量至上、追求卓越成为建筑人的价值导向。 三维目标 问题引入——学会观察和总结 情境引入 1）、以小组为单位回答问题：总结和评价建筑结构的可靠性。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 新知学习 任何建筑结构都是为了满足使用所要求的功能而设计的。建筑结构在规定的设计 使用年限内，应满足下列功能要求： 建筑结构的可靠性 新知学习 (1)安全性 即结构在正常施工和正常使用时能承受可能出现的各种作用，在设 计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定。 (3)耐久性 即结构在正常维护下具有足够的耐久性。例如混凝土不发生严重的 风化、脱落，钢筋不发生严重锈蚀，以免影响结构的使用寿命。 (2)适用性 即结构在正常使用条件下具有良好的工作性能。例如不发生过大的 变形或振幅，以免影响使用，也不发生足以令用户不安的裂缝。 一、结构的功能要求 新知学习 结构的可靠性可以这样定义：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定 功能的能力。这里所说的“规定的时间”,一般指基准使用期，即50年；“规定的条 件”,一般指正常设计、正常施工、正常使用条件，未考虑人为的过失。 结构的可靠性 新知学习 结构可靠性的概念外延显然比安全性大，结构可靠度则是可靠性的定量指标。《建 筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068—2018) (以下简称《统一标准》)对可靠度的定 义是：“结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率”。由此可见， 结构可靠度是可靠性的概率度量。 结构的可靠性 新知学习 判断结构的可靠度设计是否满足要求常以“极限状态”为标志，并以此作为结构设计的准则。 结构从开始承受荷载直至最终破坏要经历不同的阶段，处于不同的工作状态。当 结构安全可靠地工作，能够完成预定的各项功能时，处于可靠或有效状态；反之则处 于不可靠或失效状态。 建筑结构的可靠性 新知学习 可靠状态和失效状态的分界，称为极限状态。极限状态实质上是一种界限，是建 筑结构失效的标志，结构的设计工作就是以这一临界状态为准则进行的。《统一标准》 对极限状态做了明确的定义：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，此特定状态为该功能的极限状态。 建筑结构的可靠性 新知学习 1、极限状态的分类 整个结构或其一部分作为刚体失去平衡(如阳台、雨篷的倾覆等)。 结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承载 结构或结构构件丧失稳定(如细长杆的压屈失稳破坏等)。 结构转变为机动体系(如构件发生三铰共线而形成机动体系丧失承载力)。 2 1 4 3 地基丧失承载能力而破坏(如失稳等)。 结构因局部破坏而发生连续倒塌。 结构或结构构件的疲劳破坏。 6 5 7 新知学习 2、正常使用极限状态 超过这一极限状态，结构或结构构件就不能完成对其所提出的适用性的要求。当 结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态： 2 1 4 3 (1)影响正常使用或外观的变形(如过大的变形使房屋内部粉刷层脱落、填充墙开裂)。 (2)影响正常使用的局部损坏(如水池、油罐开裂引起渗漏，裂缝过宽导致钢筋 锈蚀)。 (3)影响正常使用的振动。 (4)影响正常使用的其他特定状态(如沉降量过大等)。 新知学习 3、耐久性极限状态 当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了耐久性极限状态： (1)影响承载能力和正常使用的材料性能劣化。 (2)影响耐久性的裂缝、变形、缺口、外观、材料削弱等。 (3)影响耐久性的其他特定状态。 新知学习 结构构件的工作状态Z, 可以由该结构构件所承受的荷载效应S 和结构抗力 R 两 者的关系来描述，即 Z=R-S 结构极限状态方程 新知学习 当 Z>0 时(即 R>S),结构处于可靠状态； 当Z<0 时(即 R<S), 结构处于失效状态； 当Z=0 时(即 R=S),结构处于极限状态。 在建筑工程中，只有Z≥0,才能保证结构处于可靠状态，保证结构的安全性、适 用性和耐久性。 结构极限状态方程 课堂练习 填空题 1. 判断结构的可靠度设计是否满足要求常以“极限状态”为标志，并以此作为结构设计的准则。 2、结构从开始承受荷载直至最终破坏要经历不同的阶段，处于不同的工作状态。当 结构安全