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6 结构分析与试验


6.0.1 结构分析应包括确定结构及其连结中的作用效应及结构、结构构件的抗力和其他性能。

结构分析可采用计算、模型试验或原型试验等方法来完成。

6.0.2 结构分析采用的计算模式和基本假定,应考虑结构型式、支承条件、材料性能、作用情况、施工方法等特点,并应较确切地描述结构在所考虑的极限状态下的反应。

结构可根据具体情况按一维、二维或三维的计算模型分析。

6.0.3 对于承载能力极限状态,可根据材料、岩土和结构对作用的反应,采用线性、非线性、塑性或粘弹性理论进行分析。

对于正常使用极限状态,可采用线性理论,必要时也可采用非线性理论进行分析。

6.0.4 当结构承受自由作用时,应考虑每一作用可能出现的空间位置,确定作用对结构的最不利布置。

6.0.5 当结构按极限状态设计时,计算模式的不定性可在极限状态方程中引进一个或几个附加的基本变量来反映,其概率分布类型和统计参数可通过按计算模式的计算结果与按精确模式的计算结果或试验结果相比较,经统计分析估计,或根据工程经验判断确定。

计算模式不定性亦可在可靠度系数或分项系数中反映。

6.0.6 若环境条件对材料或岩土、结构和结构构件性能的影响不能忽略时,这种影响应在结构分析中考虑。

6.0.7 结构或结构的一部分可根据模型试验或原型试验进行设计。模型或原型试验应接近实际,所采用的试验和分析方法应能正确地预测实际结构的性能。
 

条文说明

6.0.1 结构分析一般用计算的方法来完成,特别重大或构造特殊的结构,必要时也配以局部或整体的结构试验。结构分析的目的在于确定结构在作用影响下的反应(即作用效应)和结构构件的抗力。当作用效应是构件的内力如轴向力、弯矩、剪力、扭矩等时,与计算的构件抗力相比较,以验证结构是否安全可靠。当作用效应是构件的变形、裂缝等时,则与规定的限值相比较,以验证结构是否符合适用性和耐久性的要求。

6.0.2 结构分析所采用的计算模式和基本假定应尽可能地符合结构实际情况和条件。选择计算模型有以下三种情况:如梁、柱、拱等构件,它们的一维比其他二维大得多,可按一维结构进行分析;如双向板、壳体、深梁等,结构的一维比其他二维均小得多,则可采用二维结构的计算模型进行分析;如结构没有任何一维显著地大或显著地小,就得选用三维的结构计算模型来分析。

6.0.3 对于公路桥梁结构,无论是承载能力极限状态设计还是正常使用极限状态设计,结构受力分析目前一般还是采用线性理论,假定结构完全处于弹性阶段,不考虑结构和材料的非线性变形。但是,对于特大跨径的桥梁或在极限状态条件下结构的变形影响不能被忽略时,就应采用非线性理论进行结构分析。塑性理论可适用于承载能力极限状态设计,这种状态结构构件已处于破坏阶段,有条件考虑材料塑性的极限平衡作结构分析。粘弹性理论通常用于路面结构分析。

6.0.5 在结构可靠度分析和极限状态设计中,计算模式不定性包括作用效应计算模式不定性和结构抗力计算模式不定性。发生在结构内的作用效应涉及到结构形式、作用位置、结构变形性质、传递系统构造形式等,影响因素极其复杂,尤其目前尚缺乏测试技术和条件,难以获得精确的效应数据,所以在结构可靠度研究中,一般对作用效应作了一些近似处理,对作用效应计算模式不定性不作深入探求。本条所谈的计算模式不定性主要是对结构抗力而言的。

考虑疲劳影响的结构,其抗力实质上与作用也有很大关系。例如路面结构的抗力以路面疲劳寿命表示的,抗力的计算模式不定性在结构可靠度验证中综合加以考虑,不单独进行分析。

桥梁结构抗力计算模式不定性参数作为极限状态方程中一个基本变量,最后融人结构抗力统计参数的分析,在极限状态设计中转化为抗力分项系数。

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公路工程结构可靠度设计统一标准 GB/T50283-1999
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