混凝土结构设计方法
混凝土结构设计的基本内容
混凝土结构设计的基本内容混凝土结构设计是指在建筑物或其他工程中使用混凝土材料进行结构设计，以满足建筑物或其他工程的强度、稳定性和耐久性要求。
混凝土结构设计是建筑工程中的重要部分，它直接影响着建筑物的安全性和耐久性。
混凝土结构设计的基本内容包括但不限于材料选用、结构设计、荷载计算、构件设计等内容。
本文将从混凝土结构设计的基本原理、设计方法及其应用进行详细介绍。
一、混凝土结构设计的基本原理1、混凝土的性质混凝土是一种由水泥、砂、石料和水经过一定比例的混合而成的材料，它具有很好的抗压强度和耐久性。
而且混凝土可以根据不同的配比和施工方法，制成各种形状和尺寸的构件，因此在建筑工程中得到了广泛的应用。
2、混凝土结构的设计原理混凝土结构的设计原理是指在给定的荷载作用下，确保混凝土构件在使用寿命内能够安全可靠地工作。
混凝土结构的设计原理主要包括以下几点：首先，要满足强度要求，即混凝土构件的抗压强度、抗拉强度、剪切强度等必须符合规定的要求。
其次，要确保结构的稳定性，即在荷载作用下结构不发生失稳。
第三，要保证结构的耐久性，即结构在使用寿命内不会因环境作用或其他因素而产生破坏。
最后，要充分利用材料的性能，尽量减少结构的自重和成本。
二、混凝土结构设计的方法1、建筑结构设计的基本步骤一般来说，混凝土结构设计包括以下基本步骤：首先，进行结构荷载的计算，包括自重、活载、风载、地震作用等。
其次，根据设计要求确定结构的受力形式和工作性能要求。
然后，根据结构的受力形式和工作性能要求确定结构的布局和构件尺寸。
接着，进行结构的受力分析和计算，确定各个构件的尺寸、配筋和截面形状等。
最后，进行结构的检验和优化，确保结构的安全可靠。
2、混凝土结构的受力分析方法混凝土结构的受力分析方法主要有几种：首先，是弹性力学方法，即根据结构的受力形式和工作性能要求，进行弹性力学分析和计算。
其次，是有限元方法，即利用有限元软件对结构的受力形式和工作性能要求进行数值分析和计算。
同济大学土木工程第十一章混凝土结构的设计方法和理念
同济⼤学⼟⽊⼯程第⼗⼀章混凝⼟结构的设计⽅法和理念第⼗⼀章混凝⼟结构的设计⽅法和理念⼀、计算理论⼆、结构的鲁棒性三、建筑结构设计理论的发展四、结构极限状态的基本概念五、结构可靠度的基本概念六、近似概率法在设计规范中的应⽤七、传统设计理念的启⽰z钢筋混凝⼟结构的有限元分析⽅法钢筋混凝⼟有限元法中，针对钢筋与混凝⼟两种材料组合特点、裂缝形成和扩展的特点，需要研究的主要问题有：①混凝⼟的破坏准则；②混凝⼟的本构关系；③钢筋与混凝⼟之间的粘结关系；④钢筋的本构关系；⑤裂缝处理；⑥对于长期荷载，还要考虑材料的时效，主要是混凝⼟的徐变、收缩和温度特性。
钢筋混凝⼟结构的有限元分析与⼀般固体⼒学有限元分析相⽐，其特点是：①材料的本构关系；②有限元的离散化。
考虑这些特点的钢筋混凝⼟结构的有限元模型有：①分离式模型；②组合式模型；③整体式模型；④有限区模型。
z钢筋混凝⼟结构的极限分析对于板、壳、连续梁、框架结构的极限承载⼒，采⽤极限分析法直接求解，是⼀个发展⽅向，并已有较多成果，但需保证结构的正常使⽤（限制裂缝和变形）和薄壁结构与细长压杆的稳定性，以及防⽌脆性的剪切破坏和钢筋锚固失效。
z混凝⼟断裂⼒学在计算理论中，另⼀个值得注意的发展⽅向是混凝⼟断裂⼒学在⽔⼯⼤坝中的应⽤。
z混凝⼟的收缩与徐变混凝⼟收缩与徐变的研究⼀直是混凝⼟计算理论中的⼀个重要⽅⾯，对⽔⼯混凝⼟及预应⼒混凝⼟的计算理论影响甚⼤。
我国⽔利⽔电科学研究院多年来进⾏了系统的研究，出版了专著《混凝⼟的收缩》和《混凝⼟的徐变》，对影响混凝⼟收缩和徐变的因素，结合我国⼯程实际情况，提出了估算收缩的⽅法，介绍了六种徐变计算理论。
z⼯程结构可靠度⼯程结构包括混凝⼟结构，在设计、施⼯、使⽤过程中，事物具有种种影响结构安全性、适⽤性和耐久性的不确定性，这些不确定性⼤致可分为：①事物的随机性：荷载、材料等随机性②事物的模糊性：如“正常使⽤”与“不正常使⽤”，耐久性“好”、“良好”、“不好”之间⽆明确界限③信息的不安全性：部分信息已知的系统成为灰⾊系统，在⼯程结构设计中由于对情况认知不完全，或对决策者不能提供完备的信息，就会遇到灰⾊系统问题。
简述混凝土结构设计方法的主要阶段。
简述混凝土结构设计方法的主要阶段。
混凝土结构设计方法的主要阶段包括以下几个步骤：
1. 建立设计目标：确定设计的功能要求、安全要求以及使用寿命等设计目标。
2. 选择结构类型：根据项目的具体情况和设计要求，选择适合的混凝土结构类型，如梁、柱、楼板等。
3. 确定荷载：对所设计的混凝土结构施加的各种静态和动态荷载进行分析和计算，包括自重、活载、风载、地震作用等。
4. 计算初始尺寸：根据所施加的荷载、预期的性能要求和材料特性，计算出初步的尺寸和构件截面尺寸。
5. 进行结构分析：利用工程力学理论和数值计算方法，对混凝土结构进行静力学分析，确定结构的内力和变形。
6. 设计构件和配筋：根据结构分析的结果，选取合适的构件尺寸和截面形状，并进行构件配筋计算，包括纵向钢筋和箍筋的布设。
7. 检查设计的合理性：对设计的构件尺寸和配筋进行检查，确保满足强度、刚度、稳定性等性能要求，同时满足相关的规范和标准。
8. 绘制施工图纸：根据设计结果，绘制混凝土结构的施工图纸，
包括结构平面布置图、构件尺寸图、配筋图等。
9. 编制设计说明书：根据设计结果，编制详细的设计说明书，包括设计计算和分析过程的描述、材料和构件的规格要求、施工工艺指导等内容。
10. 审查和验收：由相关部门对设计结果进行审查和验收，确
保设计方案的合理性和安全性。
这些阶段通常是连续的，设计人员需要进行充分的分析和计算，结合实际情况和经验，制定合理的设计方案。
混凝土结构设计方法
混凝土结构设计方法一、前言混凝土结构是建筑结构中最常用的一种结构，其设计方法涉及到混凝土的力学性能、结构的稳定性、使用要求等多方面的因素。
本文将介绍混凝土结构设计的一般方法，包括结构计算、材料选用、设计要求等方面。
二、结构计算1.荷载计算荷载计算是混凝土结构设计的第一步。
荷载的大小和方向将直接影响结构的稳定性和安全性。
常见的荷载包括自重荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等。
荷载计算应根据国家规范和现场实际情况进行。
2.结构分析结构分析是混凝土结构设计的核心部分。
结构分析的目的是确定结构的内力、强度和稳定性。
常见的结构分析方法包括静力分析、动力分析、有限元分析等。
3.构件设计构件设计是混凝土结构设计的基础部分。
构件设计应根据结构分析的结果进行。
常见的构件设计包括梁设计、柱设计、板设计、基础设计等。
三、材料选用1.混凝土混凝土是混凝土结构的主要材料。
混凝土的强度、耐久性和变形性能将直接影响结构的安全性和使用寿命。
混凝土的选用应根据结构荷载、要求强度等因素进行。
2.钢筋钢筋是混凝土结构的另一重要材料。
钢筋的强度、粘结性和防腐性将直接影响混凝土结构的强度和稳定性。
钢筋的选用应根据混凝土的强度和结构的要求进行。
3.其他材料除了混凝土和钢筋外，混凝土结构中还常使用其他材料，如砖、石头、木材等。
这些材料的选用应根据结构的要求和使用环境进行。
四、设计要求1.安全性混凝土结构的安全性是设计的首要要求。
混凝土结构应满足国家规范和现场实际情况的要求，确保结构的稳定性、强度和耐久性。
2.使用寿命混凝土结构的使用寿命是设计的重要要求。
混凝土结构应根据使用要求和环境要求，选择适当的材料和设计方案，保证结构的使用寿命。
3.经济性混凝土结构的经济性是设计的重要要求。
混凝土结构应根据实际情况，选择合理的设计方案和材料，保证结构的安全性和使用寿命的前提下，尽可能降低建造成本。
五、总结混凝土结构设计是建筑结构设计中的重要环节。
混凝土结构设计应根据国家规范和现场实际情况进行荷载计算、结构分析、构件设计等方面的工作。
混凝土结构的设计方法
混凝土结构的设计方法
混凝土结构的设计方法主要包括以下几个方面：
1. 结构设计原则：综合考虑结构的强度、刚度、稳定性、耐久性以及施工可行性等因素，根据结构承受的荷载和使用要求，确定结构的布局、尺寸和形式等。
2. 荷载计算：根据工程的使用要求和设计规范，分析和计算各种荷载的大小和作用方式，包括常规荷载（如自重、活载、风载等）和非常规荷载（如地震、爆炸、冲击等），并确定施工过程中施加的施工荷载。
3. 结构分析：根据结构的布局和荷载的大小，采用力学原理进行结构的静力分析或动力分析，确定结构各个构件的内力、变形和应力等参数。
4. 材料选择：根据结构的使用要求和设计规范，选择适当的混凝土强度等级、钢筋和预应力钢筋的规格和型号，保证结构的强度和耐久性。
5. 施工工艺：根据结构的特点和要求，制定合理的施工工艺和施工顺序，包括浇筑混凝土、安装和焊接钢筋、预应力张拉和灌浆等工艺操作。
6. 结构细部设计：根据结构的特点和力学要求，设计并确定结构各个连接部位（如节点、墙柱交接、板梁交接等）和构造细部（如开孔、凹槽、压应力区等）的尺寸和形式，保证结构的整体性和安全性。
7. 构造计算：对结构各个构件进行构造计算，确定每个构件的尺寸、配筋和预应力钢筋的布置，以保证结构的合理性和经济性。
8. 施工监督与质量控制：在施工过程中，通过监督和检查，控制结构施工的质量和进度，保证结构的可靠性和耐久性。
总之，混凝土结构的设计方法是一个整体性的过程，需要综合考虑结构的力学性能、耐久性、经济性和施工可行性等因素，通过科学的分析和计算，最终确定合理、安全、经济的结构设计方案。
混凝土结构设计内容
混凝土结构设计内容混凝土结构设计是建筑工程中的重要环节，它关系到建筑物的安全性、耐久性和美观性。
本文将从混凝土结构设计的原理、步骤和注意事项等方面进行探讨。
一、混凝土结构设计的原理混凝土是一种由水泥、砂子、石子和水等材料组成的人工制品，它具有高强度、耐久性好等特点，因此在建筑工程中得到了广泛应用。
混凝土结构设计的原理是将混凝土材料按照一定的比例和工艺进行配制、浇筑和养护，使其形成坚固的结构，以承受建筑物的荷载并保证其安全性。
二、混凝土结构设计的步骤混凝土结构设计的步骤包括结构计算、构件设计和施工图绘制等。
首先，根据建筑物的使用要求和荷载标准进行结构计算，确定混凝土结构的尺寸和截面形式。
然后，根据结构计算结果进行构件设计，确定混凝土梁、柱、板等构件的尺寸和配筋方式。
最后，根据构件设计结果进行施工图绘制，包括平面布置图、剖面图和节点图等，以指导施工过程。
三、混凝土结构设计的注意事项在混凝土结构设计过程中，需要注意以下几个方面。
首先，要合理选择混凝土的配合比例，使其在强度、流动性和耐久性等方面达到要求。
其次，要合理设置混凝土的截面形状和尺寸，以满足结构的受力要求。
再次，要进行合理的构件设计，包括配筋和连接方式等，以提高结构的抗震性能。
最后，要进行全过程的质量控制，包括原材料的检验、施工工艺的控制和施工质量的检查等，以确保混凝土结构的质量和安全性。
四、混凝土结构设计的发展趋势随着科技的进步和工程技术的发展，混凝土结构设计也在不断创新和完善。
一方面，新材料的应用使混凝土结构的性能得到提升，如高性能混凝土、纤维增强混凝土等。
另一方面，新技术的引入使混凝土结构的施工过程更加高效、精准和可控，如数字化设计、模拟分析和智能施工等。
因此，混凝土结构设计的发展趋势是向着高强度、高效率和高可靠性的方向发展。
混凝土结构设计是建筑工程中至关重要的一环，它关系到建筑物的安全性和耐久性。
在混凝土结构设计过程中，需要遵循一定的原理和步骤，并注意一些设计和施工的注意事项。
第三章 混凝土结构设计方法
•工程结构设计中的核心问题：–结构力学行为的科学反映•结构分析方法（弹性力学，材料力学，结构力学等）•力的概念，应力与应变的概念，广义胡克定律•结构力学与材料力学的分析范式–工程中客观存在的不确定性的科学度量•结构行为的不可预测性•材料与结构特性的不确定性，荷载的不确定性•分析模型与边界条件的不确定性•第一代结构设计理论：–1678，Hooke 定律–1822，Cauchy 应力概念，弹性力学（固体力学发端）–1825，Navier ，梁、板、壳弹性理论（材料力学传统建立）–1864，Saint-Venant ，弹性力学基本方程–1850，Culmann ，静定框架；–1854，Maxwell ，虚功原理–1903，Kirpichev ，超静定框架的分析理论。
结构分析弹性理论第一代结构设计理论•第一代结构设计理论：容许应力法结构分析弹性理论第一代结构设计理论不确定性的处理经验安全系数K : 经验安全系数1900：K -10;1930: K =5•容许应力法的几个问题：–弹性分析理论•结构实际行为是非线性的–应力强度理论•应力强度不是唯一的破坏因素–单一安全系数•不同性质的因素不确定性是不一致–安全系数的确定依据•经验确定的安全系数无可比性•第二代结构设计理论：破坏阶段法（第一阶段）–1914，Kazinczy,钢梁的极限承载力试验；–1926，Mayer ，《Structural Safety 》出版–1930，Fritsche ，钢梁的极限强度分析理论；–1935-1952，关于塑性铰方法（极限强度设计）的争论；–1936，Gvozdev ，极限承载力设计的基本理论结构分析弹性理论第一代结构设计理论第二代结构设计理论非线性材料力学u结构分析弹性理论第一代结构设计理论不确定性的处理基于统计的安全系数非线性材料力学经验安全系数第二代结构设计理论-I 20世纪20年代，Mayer 第一次提出：采用概率理论度量工程中客观存在的不确定性1930’s-1960’s•第二代结构设计理论：近似概率的极限状态法（第II 阶段）–1938, Freudenthal 发表许用应力与结构安全–1950，Streletski 提出极限状态(Limit state)的概念；–Cornell （1969），Ang （1969），Lind （1971），Hasofer&Lind （1974），可靠度理论蓬勃发展–1971，国际结构安全联合委员会（JCSS ）成立S,R oP S R结构分析弹性理论第一代结构设计理论不确定性的处理近似概率准则非线性材料力学经验安全系数第二代结构设计理论-II 至20世纪80年代，世界大多数国家均已在土木工程结构设计规范中采用考虑多种极限状态的近似概率设计准则。
混凝土结构设计方法
混凝土结构设计方法一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的人造材料，其使用范围涉及多个领域，如住宅、商业、工业、桥梁、隧道、码头等。
混凝土结构设计方法是建造混凝土结构的重要环节，本文就混凝土结构设计方法展开详细分析。
二、设计前的准备工作1.制定设计任务书在进行混凝土结构设计之前，需要制定设计任务书，确定结构的设计要求、技术指标、工期、质量要求等。
设计任务书是混凝土结构设计的基础，也是后续设计和施工的准则。
2.确定设计基础设计者需要确定混凝土结构的基础，包括地基、地下水位、土壤类型、土质等信息。
这些信息可以通过现场勘察、实验室试验、文献查询等方式获取。
3.制定设计荷载混凝土结构的设计荷载是结构计算的重要依据，需要根据建筑物的用途、规模、位置等因素制定设计荷载。
常见的设计荷载包括静荷载、动荷载、地震荷载等。
4.确定结构类型混凝土结构的类型有多种，如框架结构、剪力墙结构、桁架结构等。
设计者需要根据建筑物的用途、地理位置、建筑形式等因素，选择合适的结构类型。
三、混凝土结构设计方法1.计算混凝土结构的荷载混凝土结构的荷载计算是结构设计的基础工作。
计算荷载需要考虑多种因素，如建筑物的用途、规模、位置、风载、地震等因素。
2.确定结构的受力形式混凝土结构的受力形式需要根据其结构类型确定。
例如，框架结构的受力形式是弯曲和剪切，剪力墙结构的受力形式是抗剪，桁架结构的受力形式是受拉和受压。
3.确定结构的截面尺寸和配筋混凝土结构的截面尺寸和配筋是结构设计的重要环节。
设计者需要根据受力形式和荷载计算结果，确定混凝土截面的尺寸和配筋。
通常采用极限状态设计法和工作状态设计法，确保结构的安全性和可靠性。
4.计算混凝土的强度混凝土的强度是结构设计的关键参数，需要根据混凝土的配合比、材料强度等因素计算。
设计者需要根据设计要求和实际情况，选择合适的混凝土配合比和材料强度等参数。
5.计算钢筋的强度钢筋是混凝土结构中的重要材料，其强度需要根据设计要求和实际情况进行计算。
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*第二章混凝土结构设计方法提要：在以后各章将讨论各种基本构件及不同结构的设计计算，这些构件和结构的型式虽然不同，但计算都采用相同的方法——概率极限状态设计法。
因此，在讨论具体的构件和结构设计之前，先介绍概率极限状态设计法。
本章学习要点：1、了解结构可靠度的概念；2、了解极限状态设计法的基本原理；3、掌握荷载和材料强度的取值方法；4、掌握极限状态设计表达式的基本概念及应用。
§2-1 极限状态设计法的基本概念一、结构的功能要求：结构设计的主要目的是保证所建造的房屋安全适用，能够在规定的期限内满足各种预期的功能要求，并且经济合理。
《建筑结构设计统一标准》规定，建筑结构必须满足以下四项基本功能要求：1、结构在正常施工、正常使用条件下，能承受可能出现的荷载及变形。
2、正常使用时的良好工作性能。
3、在正常维护下具有足够的耐久性，如材料风化、老化、腐蚀不超过一定的限度。
4、在偶然事件发生时或发生后，仍然能保持必要的整体稳定性。
上述四项功能要求分别属于安全性、适用性和耐久性。
这三者也统称为结构的可靠性。
所以可以说“结构的可靠性是安全性、适用性和耐久性的统一”。
二、结构可靠性、可靠度的定义可靠性：结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力。
可靠度：指结构在规定时间内，规定条件下完成预定功能的概率，即结构可靠度是可靠性的概率度量。
﹡“规定时间”及“规定条件”的含义。
﹡设计使用年限：指设计规定的结构或构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。
注意：①设计使用年限并不等同于结构的寿命；②这一时期的长短与一个国家在一定时期的国民经济发展水平有关；③可靠性与经济性的统一是结构设计的基本原则。
三、结构的安全等级四、结构的极限状态1、极限状态的概念整个结构或结构的一部分超过某一个特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为结构的极限状态。
有效状态与失效状态：二者的分界即是极限状态，显然“极限状态提供了判断结构失效与有效的界限标准”。
2、极限状态的分类（1）承载能力极限状态：p40 被超越的判断；（2）正常使用极限状态：p41 被超越的判断。
五、结构上的作用、作用效应和结构的抗力1、作用与作用效应（1）定义：使结构产生内力和变形的所有原因。
﹡直接作用与间接作用﹡作用与荷载的区别与联系（2）作用的分类：（3）作用效应：2、结构的抗力结构的抗力是指整个结构或构件承受内力和变形的能力。
﹡混凝土结构构件的截面尺寸、混凝土强度等级以及钢筋的种类、配筋数量和方式确定后，构件便具有一定的抗力。
抗力可以按一定的计算模式确定。
﹡影响抗力的因素：材料性能、几何参数、计算模式。
§2-2 结构的可靠度一、结构设计问题的不确定性引子：作用效应 S 结构的抗力 R若S R >，结构处于不可靠状态；S R <，结构处于可靠状态；S R =；结构处于极限状态。
1、作用与作用效应的不确定性（以荷载与荷载效应为例）（1）荷载本身的变异性恒载：材料密实程度变化，施工偏差引起构件尺寸变化。
活载：大小和位置均变化。
（2）内力计算假定与实际受力情况之间的差异。
2、结构抗力的不确定性（1）结构材料性能的变异性，是影响结构抗力的主要因素；（2）结构构件的几何参数的变异性；（3）结构构件抗力计算模式的不确定性。
﹡作用、作用效应和结构抗力都具有不确定性。
具有不确定性的现象称为随机现象，表示随机出现各种结果的变量称为随机变量。
二、数理统计中的几个基本概念1、随机变量的统计特征值：平均值： 1n ii x nμ==∑标准差（均方差）：σ=σ=变异系数： σδμ= 标准差是衡量随机变量离散程度的特征值，σ值越大，离散性越大。
σ虽然能反映随机变量绝对离散程度大小，但不能判别不同算术平均值的各随机变量离散程度的不同。
引入δ，可以反映随机变量的相对离散程度。
2、正态分布的概念正态分布的概率密度函数：221()()(,)exp 22x f x N μμσσπσ--==， 其概率密度曲线如图2-1所示。
可见σ越大，曲线越扁平，随机变量分布越分散。
3、保证率根据概率论，区间[],a b 内事件发生的 概率可以表示为： 图2-1 正态分布概率密度曲线()()ba P a xb f x dx ≤≤=⎰ 如图2-2所示，某一随机变量的分布曲线与横轴之间的总面积（-∞，+∞）代表总概率为100%，a 为某一个定值，则随机变量的值不小于a 的概率可用a 右边的曲线与x 轴所围成的面积ω来表示，ω称为随机变量的值不小于a 的保证率。
随机变量的值不大于a 的保证率可由a 左边的曲线与x 轴所围成的面积'ω来表示，'ω称为随机变量的值不大于a 的保证率，显然，'ω=1-ω。
如果随机变量X 服从正态分布，则X 的值不小于或不大于某一定值a 的概率分别为：)()()(σμσμσμ-Φ=-≤-=≤a a X P a X P )(1)(1)(σμ-Φ-=≤-=≥a a X P a X P 式中 )(σμ-Φa 表示标准正态分布的分布函数值，可由标准正态分布表查出。
图2-2 正态分布的保证率例如：当σμ2-=a 时%275.2)2()2()()(=-Φ=--Φ=-Φ=≤σμσμσμa a X P %725.97)2()2(1)(1)(=Φ=-Φ-=-Φ-=≥σμa a X P即随机变量X 的值小于a =σμ2-的保证率为2.275%，大于a =σμ2-的保证率为97.725%。
结构设计中，常用到保证率不小于95%的材料强度，由上述原理可以推算出事件发生在[][ 1.645,)μσ-+∞的概率为95%，而事件发生在(, 1.645]μσ-∞-的概率为5%。
因此，如果μ为某种材料强度统计所得的平均值，σ为标准差，取该种材料强度的标准值为 1.645μσ-，则表明材料强度超过该值的概率为95%，低于该值的概率仅仅为5%。
三、结构的失效概率和可靠指标﹡ 关于“结构可靠性”的理解所谓安全可靠，其概念是属于概率范畴，例如，当人们跨越车辆较少的街道时，不感到紧张，具有安全感，当跨越交通拥挤，事故多发的街道时，就会感到不安全。
原因是发生交通事故的可能性（概率）增加了。
可见交通安全与否，取决于发生交通事故的概率大小。
建筑结构的安全性亦然。
结构安全可靠与否，应当用结构完成预定功能的可靠性大小来衡量，而不是用一个绝对不变的标准来衡量。
没有绝对安全可靠的结构，当结构完成预定功能的概率达到一定程度，或者不能完成预定功能的概率小到某一公认的，大家可以接受的程度，就认为该结构是安全可靠的，其可靠性满足要求。
这样来认识和定义结构可靠性是比较科学的。
如图2-3所示，结构的抗力R 与作用效应S 均服从正态分布，且平均值有图2-3 失效概率的定义R S μμ>，大多数情况下，结构抗力大于作用效应。
但由于离散性，在两条概率密度曲线相重叠的范围内，仍有可能出现R S <的情况。
引入结构的功能函数Z R S =-，则Z 也服从正态分布，并有以下计算式子成立：Z R S μμμ=- 22Z R S σσσ=+显然，0Z <的事件出现的概率即为图中曲线与横坐标负方向所围阴影部分的面积，称为失效概率（用f p 表示）。
(0)()f z p P Z f z d -∞=<=⎰由于失效概率f p 的计算复杂，通常采用另一种比较简便的计算方法。
图2-4 功能函数Z 的概率密度曲线由图2-4可知，阴影部分的面积与Z μ和Z σ的大小有关，增大Z μ，曲线右移，阴影面积减小；减小Z σ，曲线变的高而窄，阴影面积也减小，现将曲线对称轴至纵轴的距离表示成Z σ的倍数，即令 Z Z μβσ=则 22RS Z Z R Sμβσσσ==+β越大，失效概率f p 就越小，反之，β越小，f p 就越大，结构越不可靠，显然β与f p 之间就这样建立了一一对应关系。
所以，β与f p 一样可以作为衡量结构可靠度的指标，称为结构的可靠指标。
β与f p 的对应关系见p44的表2-4。
为使结构设计安全可靠，经济合理，应对不同情况下的可靠指标作一规定，来作为设计的依据，称为目标可靠指标（object ），用[]β表示。
《建筑结构设计统一标准》根据安全等级和破坏类型，规定了按承载能力极限状态设计时的目标可靠指标[]β值（见下表）。
不同安全等级结构的承载能力极限状态的目标可靠指标[β]说明：1、表中数据是根据过去设计的若干有代表性构件在分析校核其可靠度的基础上制定的，即“校准法”。
2、充分理解“校准法”，见p44。
3、正常使用极限状态下的目标可靠指标，根据其作用效应的可逆程度宜取0～1.5。
﹡ 提出问题：为什么延性破坏比脆性破坏的目标可靠指标[]β低？课后作业：教材p53思考题2-1～2-8。
§2-3 极限状态实用设计表达式一、概述由以上学习可知，如果已知S和R的分别函数及有关的统计特征值，从理论上讲就可以根据目标可靠指标进行设计和校核了。
但是在实际应用中还存在很多问题。
首先，设计中遇到的随机变量往往不止两个，其分布也不一定服从正态分布；其次，对影响可靠性的一些不确当因素的研究还不够充分，统计资料也不够完善，这就使得直接按目标可靠指标来进行设计显得过于烦琐，有时甚至是很困难的。
为使结构的可靠性设计简便、实用，并考虑到工程技术人员的习惯，对一般常见的工程结构，《建筑结构设计统一标准》提出了实用设计表达式。
实用设计表达式把荷载、材料、截面尺寸以及计算方法视为随机变量，应用数理统计的概率方法进行分析，采用了定值分项系数的表达方式。
分项系数按照目标可靠指标[]β值，并考虑工程经验优选确定后，将其隐含在设计表达式中。
所以，分项系数已起着考虑目标可靠指标的等价作用。
如前所述，结构设计时为保证其安全可靠，就要使失效概率p足够小。
在f计算作用效应S时，取某一足够大的荷载值，则实际出现的荷载超过我们所取的荷载值的概率就会很小；计算结构抗力时，将材料强度取得足够低，那么实际结<表达式和荷载及材料强构材料强度低于所取值的概率也很小，那么在给定S R度取值的条件下，结构或构件的失效概率就是同时出现超载和低强度的概率。
极限状态设计的实用表达式就是根据规定的目标可靠指标，经过优选对荷载乘以一个大于1的荷载分项系数；对材料按一定方法确定一个较低的材料设计强度，使按实用表达式设计的各种结构具有的可靠指标与规定的目标可靠指标在总体上接近。
另外，为使设计表达式满足不同安全等级的要求，还引入一个结构重要性系数，对不同安全等级的建筑结构的可靠指标进行调整。
总之，极限状态设计的实用表达式的可靠度是通过荷载的取值、材料强度的取值和计算公式的取值来保证的，而不必进行繁杂的概率运算。