3.2.1 结构上的作用、作用效应及结构抗力

1、结构上的作用

结构上的作用是指什么？结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的原因。

结构上的作用的分类：

按作用方式分类：可分为直接作用和间接作用两种。

直接作用是指施加在结构上的荷载，比如说恒荷载、活荷载、风荷载和雪荷载等；

间接作用是指引起结构外加变形和约束变形的其他作用，比如地震、爆炸冲击波、地基不均匀沉降、温度变化、混凝土收缩、徐变、焊接变形等。

按随时间的变异分类；可分为三类：

①永久作用（通常称为永久荷载或恒荷载）；

②可变作用（通常称为可变荷载或活荷载）；

③偶然作用。

2、作用效应

作用效应是指什么？直接作用和间接作用施加在结构构件上，由此在结构内产生的内力和变形（如轴力、剪力、弯矩、扭矩以及挠度、转角和裂缝等），称为作用效应。

3、结构抗力

什么是结构抗力？结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应（即内力和变形）的能力，如构件的承载能力、刚度等。

对于混凝土结构构件，当其截面尺寸、混凝土强度等级以及钢筋的种类、配筋的数量及方式等确定后，构件截面便具有了一定的抗力，该抗力值可按一定的计算模式确定。

影响抗力的主要因素：材料性能（强度等级、变形模量等）、几何参数（构件尺寸等）和计算模式的精确性（抗力计算所采用的基本假设和计算公式的精确性）等。

结构上的作用（特别是可变作用）与时间有关，结构抗力也随时间发生变化。

3.2.2 结构的可靠性和可靠度

什么叫做结构的可靠性？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，称为结构的可靠性。它是结构安全性、适用性和耐久性的总称。当结构的作用效应小于结构抗力时，结构处于可靠状态，反之结构将失效。

什么叫做结构的可靠度？结构可靠度则是指结构在规定时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。其中，“规定的时间”是指“设计使用年限”；“规定的条件”是指正常设计、正常施工、正常使用和正常维护的条件，不包括非正常的、人为的错误等。

3.2.3 设计使用年限、设计基准期和实际使用寿命

由表3-1所示，安全等级及其对应的建筑物类型是根据结构破坏可能产生的后果的严重程度确定的。

1、设计使用年限

设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用、完成预定功能的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。

2、设计基准期

设计基准期是为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数，它是结构可靠度分析的一个时间范围。

设计基准期可根据结构设计使用年限的要求适当选定。一般来说，设计使用年限长，设计基准期可能长一些；设计使用年限短，设计基准期可能短一些。

3、实际使用寿命

实际使用寿命是结构不能满足其预定的安全性、适用性和耐久性的功能要求，从建成使用到退出服役的实际使用时间。

3.2.4 极限状态方程及可靠指标

这一小节是用概率统计理论来描述结构的极限状态和可靠指标，给出了相应的数学表达式，请学有余力的同学自学，考试不作要求。