1.2+1.3 建筑结构的可靠性+建筑结构的极限状态（课件）-《建筑结构》同步精品课堂（高教版-第4版）

1.2+1.3 建筑结构的可靠性+ 建筑结构的极限状态 建筑结构 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 掌握结构的功能要求及可靠性定义；掌握结构极限状态的分类及状态方程。 能力目标 使学生具备独立判断结构极限状态的能力。 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。具有自觉学习和主动学习的良好习惯。 三维目标 构施工图，掌握图 知识点复习与回顾 ？ 1.荷载的分类及分布形式； 2.荷载标准值计算公式； 3.荷载设计值计算公式； 你了解什么是建筑结构？生活中你见过哪些常见的结构？ 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。 2）、每组派出代表回答老师提问 3）、学生分组相互评价 4）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 人类想要找到一个合适的建筑来居住，那么这个建筑需要满足哪些条件呢？ 哪些条件是必要的？哪些条件是次要的？ 探索新知 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： （一）：安全性 （二）：适用性 （三）：耐久性 一、结构的 功能要求 时间 探索新知 如（M≤Mu） 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。 安全性 (一) 如（f≤[f]） 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。 适用性 (二) 时间 探索新知 如（wmax≤[wmax]） 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。结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。 耐久性 (三) 探索新知 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。 结构的安全性，适用性，耐久性统称为结构的可靠性。 二、结构的 可靠性 探索新知 结构可靠性越高，建设造价投资越大。 如何在结构可靠与经济之间取得均衡，就是设计方法要解决的问题。 显然这种可靠与经济的均衡受到多方面的影响，如国家经济实力、设计工作寿命、维护和修复等。 设计人员可以根据具体工程的重要程度、使用环境和情况，以及业主的要求，提高计水准，增加结构的可靠度。 经济的概念不仅仅包括第一次建设费用，还应考虑维修损失及修复的费用。 学习新知 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。 三、极限 状态的概念 学习新知 这里所谓的失效，不仅包括因强度不足而丧失承载能力、结构发生倾覆和滑移、丧失稳定等，还包括结构变形过大、裂缝过宽而不适于继续使用等状态。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。 钢结构失稳 裂缝过宽 学习新知 《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB 50068—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。 结构的可靠概率和失效概率 由于实际结构中的不确定性，因此无论如何设计结构都会有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。 为了科学定量的表示结构可靠性的大小，采用概率方法是比较合理的。 学习新知 失效概率越小，表示结构可靠性越大，因此可以用失效概率来定量表示结构可靠性的大小。结构可靠性的概率度量称为结构可靠度。 当失效概率Pf小于某个值时，人们因结构失效的可能性很小而不再担心，即可认为结构设计是可靠的。该失效概率限值称为容许失效概率[Pf]。 学习新知 《统一标准》根据结构的功能要求，将极限状态分为三类，并规定了明确的标志及限值。 （一）：承载能力极限状态 （二）：正常使用极限状态 （三）：耐久性极限状态 四、极限 状态的分类 学习新知 承载能力极限状态 超过这一极限状态，结构或结构构件就不能满足预定的安全性要求。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态： (一