（2）结构的可靠度：是指度量结构可靠性的数量指标。就是指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。
（二）设计基准期
《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T 50283—1999）规定：桥梁结构取100年的设计基准期。设计基准期表示在这个时间域内结构的失效概率是有效的。当结构使用年限超过设计基准期后，表明结构的失效概率将会比设计时的预期值大，但并不等于结构丧失功能或报废。一般来说，设计基准期长的，其相应的可靠度高；设计基准期短的，其可靠度相对较低。 二、极限状态的基本概念
（一）极限状态的定义和分类 1.极限状态：
结构工作状态是处于可靠还是失效的标志用“极限状态”来衡量。结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构是“可靠”的或“有效”的，反之，则结构为“不可靠”或“失效”。当整个结构或结构的一部分超过某与特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。
2.极限状态的分类：承载能力极限状态和正常使用极限状态 3.设计状况：
（1）持久状况：指结构的使用阶段，一般取与设计基准期相同的时间。该状况桥涵应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。
（2）短暂状况：桥涵施工过程中承受临时性作用（或荷载）的状况。该状况桥涵仅作承载能力极限状态设计，必要时才作正常使用极限状态设计。
（3）偶然状况：桥涵使用过程中偶然出现的如罕遇的地震状况。该状况桥涵仅作承载能力极限状态设计。
（二）承载能力极限状态
1.承载能力极限状态：对应于结构或结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位。超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求。
2.当结构或结构构件出现下列状态之一，即认为超过了承载能力极限状态： （1）结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移等）； （2）结构构件或其连接，因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不能继续承载；
（3）结构转变为机动体系；
（4）结构或结构构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）。 3.结构的安全等级
承载能力极限状态涉及结构的安全问题，可能导致人员伤亡和大量财产损
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失，所以必须具有较高的可靠度（安全度）或较低的失效率概率。《桥规》（JTG D62—2004）规定：承载能力极限状态，应根据桥涵破坏可能产生的后果的严重程度，划分为以下三个安全等级进行设计：
安全等级 一级 二级 三级 破坏后果 很严重 严重 不严重 设计可靠度 最高 中等 较低 桥涵类型 特大桥、重要大桥 大桥、中桥、重要小桥 小桥、涵洞 （三）正常使用极限状态
1. 正常使用极限状态：对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定的限值。超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。
2. 当结构或结构构件出现下列状态之一，即认为超过了正常使用极限状态： （1）影响正常使用或外观的变形；
（2）影响正常使用或耐久性的局部损坏（如出现过大的裂缝、钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）；
（3）影响正常使用的振动（不舒适）； （4）影响正常使用的其他特定状态。
第三节 我国公路桥涵设计规范规定的计算原则(computation principle) 一、持久状况承载能力极限状态计算原则
设计原则：作用效应组合设计值必须小于或等于结构承载力设计值。
1.作用效应组合设计值：施加于结构上的几种作用设计值分别引起的效应的组合。
2.承载力设计值：用材料强度设计值计算结构构件极限承载能力。 3.承载能力极限状态设计表达式：?0S≤R，RmmGi?R(fd,ad)
4.作用分项系数：S???i?1SGik??Q1SQ1k??c??j?2QjSQjk
n标准组合：S?SGk?SQ1k???ciSQik
i?2n频遇组合：S?SGk??f1SQ1k???qiSQik
i?2n准永久组合：S?SGk???qiSQik
i?1二、正常使用极限状态计算原则
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1. 抗裂验算?≤?L：预应力混凝土受弯构件应进行正截面和斜截面的抗裂验算，钢筋混凝土构件可不进行这项验算。
2. 裂缝宽度验算Wtk≤WL：钢筋混凝土构件及容许出现裂缝的B类预应力混凝土构件，均应进行裂缝宽度验算。
3. 挠度验算fd≤fL：在设计钢筋混凝土和预应力混凝土构件时，必须保证其具有足够的刚度、避免因产生过大的变形（挠度）而影响使用，因此对结构的变形有所限制。
三、混凝土结构的耐久性设计
（一）混凝土结构的耐久性：是指结构对气候变化、化学侵蚀、物力作用或任何其他破坏过程的抵抗能力。
（二）影响混凝土结构耐久性的因素 1.影响混凝土耐久性的因素
（1）混凝土的碳化；（2）化学侵蚀；（3）碱集料反应； （4）冻融破坏；（5）温度变化的影响。
2.钢筋的腐蚀及其对结构耐久性的影响：钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的重要因素。混凝土中钢筋腐蚀的首要条件是混凝土的碳化和脱钝，只有将覆盖钢筋表面的碱性钝化膜破坏，加之有水分和氧的侵入，才有可能引起钢筋的腐蚀。
（三）混凝土结构耐久性设计原则
（1）采用高耐久性混凝土，提高混凝土自身抗破损能力； （2）加强桥面排水和防水层设计，改善桥梁的环境作用条件；
（3）改进桥梁结构设计，采用具有防腐保护的钢筋；加强构造配筋，控制裂缝发展；加大混凝土保护层厚度。
提问1.什么是作用及作用效应？各有哪些类型？ 2.什么叫极限状态？结构有哪些极限状态？
3.何谓结构的耐久性？影响结构耐久性的因素有哪些？
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第三章 受弯构件正截面承载力计算 第一节 钢筋混凝土受弯构件的构造要求
典型的受弯构件——梁和板（分别介绍其典型的截面形式） 一、钢筋混凝土板的构造(configuration of reinforced concrete slab)
（一）板厚(thickness of slab)：
1.板厚的决定因素：由其控制截面上的最大弯矩和构造要求决定 2.板厚的最小值：为保证施工质量
行车道板跨间厚度：120mm，悬臂端100mm； 就地浇筑的人行道板：80mm
预制的混凝土板：60mm，空心板梁的底板和顶板80mm。 （二）钢筋(steel bar)：
1.组成：由主钢筋和分布钢筋组成 2.各类钢筋的布置原则 3. 各类钢筋的作用
（三）混凝土保护层（净距）(clearance)
1.设置的必要性：为不使钢筋锈蚀而影响构件的耐久性，并保证钢筋与混凝土紧密粘结在一起。
2.最小保护层厚度：
（1）行车道板、人行道板的主钢筋最小保护层厚度： 环境条件：Ⅰ类30mm；Ⅱ类40mm；Ⅲ、Ⅳ类45mm。 （2）分布钢筋的最小保护层厚度：
环境条件：Ⅰ类15mm；Ⅱ类20mm；Ⅲ、Ⅳ类25mm。 二、钢筋混凝土梁的构造(configuration of reinforced concrete girder)
（一）截面形式及尺寸
1.截面形式：常用矩形、T形、工字形和箱形等形式。 2.截面尺寸：
（1）矩形梁的截面宽度： （2）矩形梁的高宽比h/b： （3）T形截面梁尺寸：
（二）钢筋构造：梁内钢筋骨架多由主钢筋、斜筋（弯起钢筋）、箍筋、架立钢筋和纵向防裂钢筋等组成。
1.主钢筋：
（1）常放在梁的底部承受拉应力，是梁的主要受力钢筋。常用的主钢筋直径为14～32mm，一般不超过40mm。
（2）多层钢筋骨架叠高一般不超过（0.15～1.20）h（h为梁高）。
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（3）主钢筋与弯起钢筋之间的焊缝，宜采用双面焊缝，其长度为5d，钢筋之间的短焊缝，其长度为2.5 d，（d为主筋直径）。
（4）主钢筋的最小混凝土保护层厚度。
（5）各主钢筋之间的净距或层与层之间的净距。 （6）规定钢筋最小间距的目的。 2.弯起钢筋（斜筋）：作用及布置要求
3.箍筋：（1）箍筋的作用；（2）箍筋的布置要求； （3）保护层：混凝土表面至箍筋的净距应不小于15mm。 4.架立钢筋：作用及布置要求 5.纵向防裂钢筋：作用及布置要求
第二节 受弯构件正截面受力全过程和破坏特征
一、钢筋混凝土梁的试验研究
（一）梁的受力阶段
1. 解释试验条件：试验梁、测试项目、加载方式 2. 试验结果分析：
（1）绘出M/Mu～f曲线：以M和Mu分别表示分级加载引起的弯矩和极限弯矩，并以M/Mu为纵坐标，跨中挠度f为横坐标，绘出M/Mu～f曲线。
（2）分析曲线：三个弯矩（开裂弯矩Mer、屈服弯矩MS、极限弯矩Mu），两个转折点，三个工作阶段
（二）梁在各工作阶段的截面应力分布 1. 截面应力分布
（1）阶段Ⅰ（整体工作阶段）：加荷初期，荷载较小，弯矩较小，混凝土下缘应力小于其抗拉强度极限值，上缘应力远小于其抗压强度极限值。应力图在中性轴以上及以下部分均按直线变化。中性轴以下部分倾角略小。阶段?a（整体工作阶段末期）：下缘混凝土拉应力达到其抗拉强度极限值ftk，混凝土即将出现裂缝，应力图仍接近于三角形。
（2）阶段Ⅱ（带裂缝工作阶段）：荷载继续增加，受拉区混凝土的拉应力超过其抗拉强度极限值ftk。应力图形成微曲线形。按容许应力法计算构件强度的理论，即以此阶段为基础。
（3）阶段Ⅲ（破坏阶段）：荷载继续增加到一定限度后，钢筋应力达到屈服极限fsk。最后，当混凝土压应力达到其抗压强度极限值时，受压区即出现一些纵向裂缝，混凝土即被压碎，造成全梁破坏。此时所对应的使用荷载，即为梁的破坏荷载。。受压区应力图将更丰满，曲线多呈高次抛物线。承载能力极限状态
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