第4章建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程

1、建筑結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計(jì)4 4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.1 概念設(shè)計(jì)和數(shù)值設(shè)計(jì)4.1 4.1 概念設(shè)計(jì)和數(shù)值設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)和數(shù)值設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)是相對(duì)于數(shù)值設(shè)計(jì)而言的，其提出背景是大量的地概念設(shè)計(jì)是相對(duì)于數(shù)值設(shè)計(jì)而言的，其提出背景是大量的地震災(zāi)害調(diào)查。震災(zāi)害調(diào)查。先看一個(gè)例子：先看一個(gè)例子：4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.1 概念設(shè)計(jì)和數(shù)值設(shè)計(jì)1972.12.231972.12.23，南美洲馬那瓜地震，南美洲馬那瓜地震4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.1 概念設(shè)計(jì)和數(shù)值設(shè)計(jì)4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.1 概念設(shè)計(jì)和數(shù)值設(shè)計(jì)從建筑結(jié)

2、構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的角度而言，所謂從建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的角度而言，所謂概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)地震是指根據(jù)地震震害和工程經(jīng)驗(yàn)等形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，震害和工程經(jīng)驗(yàn)等形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。建筑結(jié)構(gòu)靜力設(shè)計(jì)中，同樣應(yīng)強(qiáng)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)靜力設(shè)計(jì)中，同樣應(yīng)強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則4.2 4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則4.2.1 4.2.1 結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的功能要求安全性安全性 Safety 結(jié)構(gòu)在預(yù)定的使用期間內(nèi)，應(yīng)能承受在正常施工、正常結(jié)構(gòu)在預(yù)定

3、的使用期間內(nèi)，應(yīng)能承受在正常施工、正常使用情況下可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形（如超靜定使用情況下可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形（如超靜定結(jié)構(gòu)的支座不均勻沉降）、約束變形（如溫度和收縮變結(jié)構(gòu)的支座不均勻沉降）、約束變形（如溫度和收縮變形受到約束時(shí)）等的作用。形受到約束時(shí)）等的作用。 在偶然事件（如地震、爆炸）發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應(yīng)在偶然事件（如地震、爆炸）發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持整體穩(wěn)定性，不應(yīng)發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生能保持整體穩(wěn)定性，不應(yīng)發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞而造成生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)適用性適用性 Serviceability 結(jié)構(gòu)在正常使

4、用期間，具有良好的工作性能。結(jié)構(gòu)在正常使用期間，具有良好的工作性能。耐久性耐久性 Durability 結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境中、在預(yù)定時(shí)期內(nèi)、在正常維護(hù)的結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境中、在預(yù)定時(shí)期內(nèi)、在正常維護(hù)的條件下結(jié)構(gòu)能夠被使用到規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限的性能。條件下結(jié)構(gòu)能夠被使用到規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限的性能。 即在各種因素的影響下（即在各種因素的影響下（混凝土碳化、鋼筋銹蝕混凝土碳化、鋼筋銹蝕），），結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的承載力和剛度的承載力和剛度不應(yīng)隨時(shí)間有過大的降低，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在不應(yīng)隨時(shí)間有過大的降低，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在其預(yù)定使用期間內(nèi)喪失安全性和適用性，降低使用壽命。其預(yù)定使用期間內(nèi)喪失安全性和適用性，降低使用壽命

5、。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則結(jié)構(gòu)的可靠性結(jié)構(gòu)的可靠性 reliability 可靠性可靠性安全性、適用性和耐久性的總稱安全性、適用性和耐久性的總稱就是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)，在規(guī)定的條件下（就是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)，在規(guī)定的條件下（正正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的能力。功能的能力。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則可靠度可靠度就是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)，在規(guī)定

6、的條件下（就是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用期限內(nèi)，在規(guī)定的條件下（正正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)），完成預(yù)定結(jié)構(gòu)功能的概率。功能的概率。4.2.2 4.2.2 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)能夠滿足功能要求而良好地工作，則稱結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)能夠滿足功能要求而良好地工作，則稱結(jié)構(gòu)是“可靠可靠”的或的或“有效有效”的。反之，則結(jié)構(gòu)為的。反之，則結(jié)構(gòu)為“不可靠不可靠”或或“失效失效”。區(qū)分結(jié)構(gòu)區(qū)分結(jié)構(gòu)“可靠可靠”與與“失效失效”的臨界工作狀態(tài)稱為的臨界工作狀態(tài)稱為“極限極限狀態(tài)狀態(tài)”，他是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要，他是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件能夠滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的

7、某一功能要求的臨界狀態(tài)。求的臨界狀態(tài)。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則承載力能力極限狀態(tài)承載力能力極限狀態(tài) Ultimate Limit State是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力、或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力、或達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形的狀態(tài)，也可以理解為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)揮允許的最大承載功能的狀態(tài)，也可以理解為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)揮允許的最大承載功能的狀態(tài)。的狀態(tài)。超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的安全性功能要求。超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的安全性功能要求。 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力（包括

8、疲勞）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力（包括疲勞） 結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移）結(jié)構(gòu)整體或其中一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移） 結(jié)構(gòu)塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用結(jié)構(gòu)塑性變形過大而不適于繼續(xù)使用 結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸）結(jié)構(gòu)形成幾何可變體系（超靜定結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)足夠多塑性鉸） 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如細(xì)長受壓構(gòu)件的壓曲失穩(wěn)） 結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)倒塌4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則承載力能力極限狀態(tài)承載力能力極限狀態(tài)計(jì)算計(jì)算內(nèi)容：內(nèi)容： 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行承

9、載力（包括失穩(wěn)）計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行承載力（包括失穩(wěn)）計(jì)算 直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算直接承受重復(fù)荷載的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算 有抗震設(shè)防要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗震承載力計(jì)算有抗震設(shè)防要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗震承載力計(jì)算 必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移、漂浮驗(yàn)算必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移、漂浮驗(yàn)算 對(duì)于可能遭受偶然作用，且倒塌可能引起嚴(yán)重后果的重要結(jié)對(duì)于可能遭受偶然作用，且倒塌可能引起嚴(yán)重后果的重要結(jié)構(gòu)，宜進(jìn)行防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)構(gòu)，宜進(jìn)行防連續(xù)倒塌設(shè)計(jì)4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) Serviceability Limit State 是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件

10、達(dá)到是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到適用性能適用性能或或耐久性能耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值的的某項(xiàng)規(guī)定限值的極限狀態(tài)，可以理解為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到使用功能上允極限狀態(tài)，可以理解為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到使用功能上允許的某一限值的狀態(tài)。許的某一限值的狀態(tài)。 超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的適用性和耐久的功超過該極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)就不能滿足預(yù)定的適用性和耐久的功能要求。能要求。 過大的變形、側(cè)移（影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、不安全感、不能正常過大的變形、側(cè)移（影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、不安全感、不能正常使用（吊車）等）；使用（吊車）等）； 過大的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）；過大的裂縫（鋼筋銹蝕、不安全感、漏水等）； 過大的振動(dòng)（不舒適

11、）；過大的振動(dòng)（不舒適）； 影響正常使用的其他特定狀態(tài)。影響正常使用的其他特定狀態(tài)。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算驗(yàn)算內(nèi)容：內(nèi)容： 對(duì)需要控制變形的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算對(duì)需要控制變形的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算 對(duì)不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)算對(duì)不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行混凝土拉應(yīng)力驗(yàn)算 對(duì)允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行受力裂縫寬度驗(yàn)算對(duì)允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行受力裂縫寬度驗(yàn)算 對(duì)舒適度有要求的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行豎向自振頻率驗(yàn)算對(duì)舒適度有要求的構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行豎向自振頻率驗(yàn)算4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則4 建筑

12、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則4.2.3 4.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和方法近似近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 由于實(shí)際結(jié)構(gòu)中施工條件、質(zhì)量控制、計(jì)算簡(jiǎn)圖、計(jì)算理論由于實(shí)際結(jié)構(gòu)中施工條件、質(zhì)量控制、計(jì)算簡(jiǎn)圖、計(jì)算理論等的不確定性，因此無論如何設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，都會(huì)有失效的可能性等的不確定性，因此無論如何設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，都會(huì)有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。存在，只是可能性大小不同而已。 為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小，采用概率方法是比為了科學(xué)定量的表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小，采用概率方法是比較合理的。較合理的。幾個(gè)概念：幾個(gè)概念：4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4

13、.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則荷載效應(yīng)荷載效應(yīng)S S和結(jié)構(gòu)抗力和結(jié)構(gòu)抗力R RS荷載效應(yīng)荷載效應(yīng) 荷載引起的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力和變形。荷載引起的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力和變形。如彎矩如彎矩M、軸力、軸力N、剪力剪力V、扭矩、扭矩T、撓度、撓度 f、裂縫寬度、裂縫寬度 w 等等 S = CQ281plM 影響影響S的不確定性因素：的不確定性因素：荷載本身的變異性；內(nèi)力計(jì)算假定與設(shè)計(jì)受力情況之間的差異。荷載本身的變異性；內(nèi)力計(jì)算假定與設(shè)計(jì)受力情況之間的差異。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則荷載效應(yīng)荷載效應(yīng)S S和結(jié)構(gòu)抗力和結(jié)構(gòu)抗力R RR結(jié)構(gòu)抗力結(jié)構(gòu)抗力 結(jié)構(gòu)抵抗作用效應(yīng)的能力，如受彎承載力結(jié)構(gòu)

14、抵抗作用效應(yīng)的能力，如受彎承載力Mu、受剪承載、受剪承載力力Vu、容許撓度、容許撓度f、容許裂縫寬度、容許裂縫寬度wRdsycAhAffRR/ ),(0。代替抗震調(diào)整系數(shù)抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用承載力的數(shù)值；構(gòu)構(gòu)件取大于，對(duì)不確定性較大的結(jié)靜力設(shè)計(jì)取不定性系數(shù)；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力模型RdRERd10 . 1影響影響R的不確定性因素：的不確定性因素：結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料性能的變異性；結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何參數(shù)的變異性；結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料性能的變異性；結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何參數(shù)的變異性；結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力計(jì)算模式的不確定性。構(gòu)件抗力計(jì)算模式的不確定性。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則Z結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)結(jié)構(gòu)的功能函數(shù) ，反映了結(jié)

15、構(gòu)構(gòu)件完成預(yù)定功能的工作，反映了結(jié)構(gòu)構(gòu)件完成預(yù)定功能的工作狀態(tài)。狀態(tài)。 ),(SRgSRZR、S、Z均為隨機(jī)變量，并且假定均為正態(tài)分布。均為隨機(jī)變量，并且假定均為正態(tài)分布。結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)函數(shù)Z0SRZ 極限狀態(tài)方程極限狀態(tài)方程4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則結(jié)構(gòu)的可靠度、失效概率和可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)的可靠度、失效概率和可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)的可靠度：結(jié)構(gòu)的可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率稱結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率稱為。它是為。它是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量。結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量。失效概率限值稱為失效概率限值稱為容許失效概率容許失效概

16、率Pf。失效概率失效概率pf = P (R S)= P (Z S)= P (Z 0)4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則 f(Z)zzPfZ = R - Szz 為結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。為結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。 22SRSRzZ可按下列公式計(jì)算可按下列公式計(jì)算結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則值2.73.23.74.2失效概率 Pf3.510-36.910-41.110-41.310-54 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則規(guī)范規(guī)定的作為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件時(shí)所應(yīng)達(dá)到的可靠指標(biāo)。規(guī)范規(guī)定的作為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件時(shí)所應(yīng)達(dá)到的可靠指標(biāo)。是

17、根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的結(jié)構(gòu)可靠度確定的，也稱是根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的結(jié)構(gòu)可靠度確定的，也稱目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)。設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，根據(jù)其可逆程度宜取對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，根據(jù)其可逆程度宜取01.5。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則理論上，當(dāng)荷載、材料性能及幾何尺寸等變量的概率分布及理論上，當(dāng)荷載、材料性能及幾何尺寸等變量的概率分布及統(tǒng)計(jì)參數(shù)為己知時(shí)，可直接按目標(biāo)可靠指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。統(tǒng)計(jì)參數(shù)為己知時(shí)，可直接按目標(biāo)可靠指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于一般結(jié)構(gòu)，這樣設(shè)計(jì)過于繁瑣也沒有必要。目前我國和對(duì)于一般結(jié)構(gòu)，這樣設(shè)計(jì)過于繁瑣也沒有必要。目前我國和很多國家采用很多國家采用

18、極限狀態(tài)分項(xiàng)系數(shù)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式極限狀態(tài)分項(xiàng)系數(shù)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式。簡(jiǎn)言之，簡(jiǎn)言之，近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法用設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)用設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)可靠度，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。即：可靠度，用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。即：通過荷載取通過荷載取值、材料強(qiáng)度取值以及分項(xiàng)系數(shù)三方面來保證相應(yīng)的可靠度的值、材料強(qiáng)度取值以及分項(xiàng)系數(shù)三方面來保證相應(yīng)的可靠度的。22SRSRzZ4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式4.3 4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式極限狀態(tài)方程極限狀態(tài)方程 以基本變量標(biāo)準(zhǔn)值和分項(xiàng)系數(shù)形式表達(dá)以基本變量標(biāo)準(zhǔn)值和分項(xiàng)系數(shù)形式表達(dá) 實(shí)用設(shè)計(jì)表

19、達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式其中：各分項(xiàng)系數(shù)的取值是根據(jù)目標(biāo)可靠指標(biāo)及基本變量的其中：各分項(xiàng)系數(shù)的取值是根據(jù)目標(biāo)可靠指標(biāo)及基本變量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)用概率方法確定的。統(tǒng)計(jì)參數(shù)用概率方法確定的。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式(1)基本變量的標(biāo)準(zhǔn)值基本變量的標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值：荷載標(biāo)準(zhǔn)值：指在結(jié)構(gòu)使用期間正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值。指在結(jié)構(gòu)使用期間正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，荷載標(biāo)準(zhǔn)值由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載概率分統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，荷載標(biāo)準(zhǔn)值由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載概率分布的特征值（例如平均值、中值、眾值等）確定。布的特征值（例如平均值、中值、眾值等）確定。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過

20、程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的取值原則是在符合規(guī)定質(zhì)量的材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的取值原則是在符合規(guī)定質(zhì)量的材料強(qiáng)度實(shí)測(cè)值的總體中，實(shí)測(cè)值的總體中，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度應(yīng)具有不小于標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度應(yīng)具有不小于95的保證率的保證率，即按，即按概率分布的概率分布的0.05分位數(shù)確定。分位數(shù)確定。保證率：保證率：隨機(jī)變量的值不小于某一定值的概率，稱為關(guān)于這一定值的隨機(jī)變量的值不小于某一定值的概率，稱為關(guān)于這一定值的保證率。保證率。 4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式(2)分項(xiàng)系數(shù)分項(xiàng)系數(shù)各分項(xiàng)系數(shù)不僅與各分項(xiàng)系數(shù)不僅與目標(biāo)可靠指標(biāo)目標(biāo)可靠指標(biāo)有關(guān)，而且與結(jié)構(gòu)極有關(guān)，

21、而且與結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程中所包含的全部基本變量的限狀態(tài)方程中所包含的全部基本變量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)參數(shù)有關(guān)。有關(guān)。包括包括永久荷載分項(xiàng)系數(shù)永久荷載分項(xiàng)系數(shù)G、可變荷載分項(xiàng)系數(shù)、可變荷載分項(xiàng)系數(shù)Q、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)抗力分項(xiàng)系數(shù)抗力分項(xiàng)系數(shù)R（可用材料分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)（可用材料分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)）。）。分項(xiàng)系數(shù)分項(xiàng)系數(shù):考慮設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)的等價(jià)作用?？紤]設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)的等價(jià)作用。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式荷載設(shè)計(jì)值荷載設(shè)計(jì)值=荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值*荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載分項(xiàng)系數(shù)( 恒載分項(xiàng)系數(shù)一般恒載分項(xiàng)系數(shù)一般取取G = 1.2、1.35、1.0、0.9等，活載分項(xiàng)系數(shù)一般取等，活載分項(xiàng)系數(shù)一般取Q =

22、 1.4、1.3） ； 材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式(3)荷載組合與荷載效應(yīng)組合荷載組合與荷載效應(yīng)組合荷載組合荷載組合:不同荷載同時(shí)出現(xiàn)的組合。不同荷載同時(shí)出現(xiàn)的組合。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合控制截面控制截面:構(gòu)件中內(nèi)力最不利的截面、尺寸改變處構(gòu)件中內(nèi)力最不利的截面、尺寸改變處 的截面、材料用量改變處的截面。的截面、材料用量改變處的截面。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用

23、設(shè)計(jì)表達(dá)式承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式ffpp 0ddSRSd: 荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；Rd: 結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值；結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值；0 ：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ；用來反映安全等級(jí)的要求。；用來反映安全等級(jí)的要求。安全等級(jí)破壞后果 建筑類型0一 級(jí)很嚴(yán)重主要1.1二 級(jí)嚴(yán) 重一般1.0三 級(jí)不嚴(yán)重次要0.9結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)(4)實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式ffPP RS 0RdkscRdssskcckaffRhbAffRR/ )

24、(/ )(0，fck、fsk分別為混凝土和鋼筋的強(qiáng)度分別為混凝土和鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值， fck /c 、fsk /s分別為分別為混凝土和鋼筋的強(qiáng)度混凝土和鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，設(shè)計(jì)值，fc 、fs ， b、h0 、As截面尺寸和配筋。截面尺寸和配筋。S: 荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；0 ：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ； R: 結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值；結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值；4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式ffPP RS 0RdkscRdssskcckaffRhbAffRR/ )(/ )(0，。代替抗震調(diào)整系數(shù)抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)

25、用承載力的數(shù)值；構(gòu)構(gòu)件取大于，對(duì)不確定性較大的結(jié)靜力設(shè)計(jì)取不定性系數(shù)；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力模型RdRERd10 . 1S: 荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；0 ：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ； R: 結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值；結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值；4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式ffPP RS 0RdkscRdssskcckaffRhbAffRR/ )(/ )(0，ak為幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)幾何參數(shù)的變異性對(duì)結(jié)構(gòu)性能有明顯的為幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)幾何參數(shù)的變異性對(duì)結(jié)構(gòu)性能有明顯的不利影響時(shí)，應(yīng)增減一個(gè)附加值。不利影響時(shí)，應(yīng)增減一個(gè)附加

26、值。S: 荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；0 ：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ； R: 結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值；結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值；4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式ffPP RS 0S: 荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；0 ：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ； R: 結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值；結(jié)構(gòu)抗力設(shè)計(jì)值；RdkscRdssskcckaffRhbAffRR/ )(/ )(0，對(duì)偶然作用下、結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌、既有結(jié)構(gòu)等的承載能力極限狀對(duì)偶然作用下、結(jié)構(gòu)防連續(xù)倒塌、既有結(jié)構(gòu)等的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)按照規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。態(tài)設(shè)計(jì)

27、時(shí)按照規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值S按按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，作用效應(yīng)時(shí)，作用效應(yīng)S應(yīng)考慮作用效應(yīng)的應(yīng)考慮作用效應(yīng)的基本基本組合組合。由由可變荷載可變荷載效應(yīng)控制時(shí)：效應(yīng)控制時(shí)：niQiciQGniikciQiQikQQkGGniQikciQikQQGkGSSSQCQCGCSSSS2121112114 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式對(duì)于對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)一般排架、框架結(jié)構(gòu)，可采用簡(jiǎn)化規(guī)則，用下式代替：，可采用簡(jiǎn)化規(guī)則，用下式代替：取其中的最不利值：取其中的最不利值：11111

28、1QGkQQkGGkQQGkGSSQCGCSSSniQiGniikQiQikGGniQikQiGkGSSQCGCSSS1119 . 09 . 09 . 04 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式niQiciGniikciQiQikGGniQikciQiGkGSSQCGCSSS111由由永久荷載永久荷載效應(yīng)控制時(shí)：效應(yīng)控制時(shí)：4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)過程：承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)過程：4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式ffpp dSCC:結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變形、裂

29、縫寬度、應(yīng)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求所規(guī)定的變形、裂縫寬度、應(yīng)力和和自振頻率自振頻率等的等的限值限值；Sd：正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； 應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用作用效應(yīng)的設(shè)計(jì)要求，采用作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合或準(zhǔn)永久組合標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合或準(zhǔn)永久組合。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值S 按按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，作用效應(yīng)時(shí)，作用效應(yīng)S 應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合或準(zhǔn)永久組合。采用作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合

30、或準(zhǔn)永久組合。1、標(biāo)準(zhǔn)組合、標(biāo)準(zhǔn)組合112jmnkG kQ kciQikjiSSSS主要用于主要用于：當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超過時(shí)結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生永久性損害的當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超過時(shí)結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生永久性損害的情況。情況。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，可采用簡(jiǎn)化規(guī)則，取其中的較大值：對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，可采用簡(jiǎn)化規(guī)則，取其中的較大值：kQkGkQGkkQCGCSSS111niikQikGniQikGkkQCGCSSS119 . 09 . 04 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式2、頻遇組合、頻遇組合1112jmnfG kfQ kqiQikjiSSSS主要

31、用于主要用于：當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超過時(shí)結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生局部損壞、較當(dāng)一個(gè)極限狀態(tài)被超過時(shí)結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生局部損壞、較大變形或短暫振動(dòng)等情況。大變形或短暫振動(dòng)等情況。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式3、準(zhǔn)永久組合、準(zhǔn)永久組合111jmnnqG kqiQikGkQiqiikjiiSSSCGCQ主要用于主要用于：當(dāng)荷載的長期效應(yīng)為決定性因素時(shí)的情況。當(dāng)荷載的長期效應(yīng)為決定性因素時(shí)的情況。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式例例4.3.1 某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度6m的簡(jiǎn)支梁，梁的間距的簡(jiǎn)支梁，梁的間距3.2m。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值(包括樓板和地

32、而構(gòu)造重量的折算值及梁自包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自重重)3.75kNm2，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值5.5kNm2。試求：試求：(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值M；(2)正常使用正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。值。kQQGkGkQQkGGSSQCGCS11111niQikQiGkGniikQiQikGGSSQCGCS119 . 09 . 0(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值

33、M；解：解：niQikciQiGkGniikciQiQikGGSSQCGCS114 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式例例4.3.1 某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度6m的簡(jiǎn)支梁，梁的間距的簡(jiǎn)支梁，梁的間距3.2m。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值(包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自重重)3.75kNm2，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值5.5kNm2。試求：試求：(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值M；(2)正常使用正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合

34、的跨中彎矩設(shè)計(jì)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。值。kQQGkGkQQkGGSSQCGCS11111(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值M；解：解：kQQGkGkQkGMMqlglM11121281814 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式例例4.3.1 某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度6m的簡(jiǎn)支梁，梁的間距的簡(jiǎn)支梁，梁的間距3.2m。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值(包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自重重)3.75kNm2，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，書庫

35、樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值5.5kNm2。試求：試求：(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值M；(2)正常使用正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。值。解：解： (2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。中彎矩設(shè)計(jì)值。kQGkkQkGkSSQCGCS111標(biāo)準(zhǔn)組合：標(biāo)準(zhǔn)組合：4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式例例4.3.1 某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度某框架結(jié)構(gòu)

36、書庫樓層梁為跨度6m的簡(jiǎn)支梁，梁的間距的簡(jiǎn)支梁，梁的間距3.2m。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值(包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自重重)3.75kNm2，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值5.5kNm2。試求：試求：(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值M；(2)正常使用正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。值。解：解： (2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)

37、準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。中彎矩設(shè)計(jì)值。kQGkkQkGkSSQCGCS111標(biāo)準(zhǔn)組合：標(biāo)準(zhǔn)組合：kQGkkQkGkMMQCGCM1114 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式例例4.3.1 某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度6m的簡(jiǎn)支梁，梁的間距的簡(jiǎn)支梁，梁的間距3.2m。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值(包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自重重)3.75kNm2，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值5.5kNm2。試求：試求：(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)

38、計(jì)值M；(2)正常使用正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。值。解：解： (2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。中彎矩設(shè)計(jì)值。頻遇組合：頻遇組合：niQikqikQfGkniikqiQikQfkGfSSSQCQCGCS21121114 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式例例4.3.1 某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度6m的簡(jiǎn)支梁，梁的間距的簡(jiǎn)支梁，梁的間距3.2m。均布恒載

39、標(biāo)準(zhǔn)值。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值(包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自重重)3.75kNm2，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值5.5kNm2。試求：試求：(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值M；(2)正常使用正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。值。解：解： (2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。中彎矩設(shè)計(jì)值。頻遇組合：頻遇

40、組合：kQfGkkQfkGfSSQCGCS11111mkNMMQCGCMkQfGkkQfkGf28.12562 . 35 . 5819 . 062 . 375. 38122111114 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式例例4.3.1 某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度6m的簡(jiǎn)支梁，梁的間距的簡(jiǎn)支梁，梁的間距3.2m。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值(包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自重重)3.75kNm2，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值5.5kNm2。試求：試求：(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值承載能力

41、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值M；(2)正常使用正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。值。解：解： (2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。中彎矩設(shè)計(jì)值。準(zhǔn)永久組合：準(zhǔn)永久組合：niQikqiGkniikqiQikGqSSQCGCS11kQqGkkqQkGqSSQCGCS11111kQqGkkqQkGqMMQCGCM111114 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式例例4.3.1 某框架結(jié)構(gòu)書庫樓

42、層梁為跨度某框架結(jié)構(gòu)書庫樓層梁為跨度6m的簡(jiǎn)支梁，梁的間距的簡(jiǎn)支梁，梁的間距3.2m。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值。均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值(包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自包括樓板和地而構(gòu)造重量的折算值及梁自重重)3.75kNm2，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，書庫樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值5.5kNm2。試求：試求：(1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的跨中彎矩設(shè)計(jì)值M；(2)正常使用正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。值。解：解： (2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨正常使

43、用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合、準(zhǔn)永久組合的跨中彎矩設(shè)計(jì)值。中彎矩設(shè)計(jì)值。準(zhǔn)永久組合：準(zhǔn)永久組合：mkNMMQCGCMkQqGkkqQkGq36.11762 . 35 . 5818 . 062 . 375. 38122111114 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程4.4 4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程建筑工程設(shè)計(jì)的一般程序建筑工程設(shè)計(jì)的一般程序一般必須經(jīng)過三階段設(shè)計(jì)即初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)。一般必須經(jīng)過三階段設(shè)計(jì)即初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)。 初步設(shè)計(jì)階段初步設(shè)計(jì)階段是建筑設(shè)計(jì)中具有戰(zhàn)略意義的環(huán)節(jié)。是建筑設(shè)計(jì)中具有戰(zhàn)略意義的環(huán)節(jié)。初步設(shè)計(jì)提出的圖紙和

44、文件主要有：初步設(shè)計(jì)提出的圖紙和文件主要有：建筑總平面圖包括建筑物的位置、建筑總平面圖包括建筑物的位置、標(biāo)高、道路綠化以及基地設(shè)施的布置和說明：建筑物各層平面圖、立面圖、標(biāo)高、道路綠化以及基地設(shè)施的布置和說明：建筑物各層平面圖、立面圖、剖面圖，并應(yīng)說明結(jié)構(gòu)方案、尺寸、材料；設(shè)計(jì)方案的構(gòu)思說明書，結(jié)構(gòu)剖面圖，并應(yīng)說明結(jié)構(gòu)方案、尺寸、材料；設(shè)計(jì)方案的構(gòu)思說明書，結(jié)構(gòu)方案及構(gòu)造特點(diǎn)，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；建筑設(shè)計(jì)造價(jià)估算書包括主要建方案及構(gòu)造特點(diǎn)，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；建筑設(shè)計(jì)造價(jià)估算書包括主要建筑材料的控制數(shù)據(jù)。大型、復(fù)雜的建設(shè)項(xiàng)日，可輔以建筑透視圖或建筑模筑材料的控制數(shù)據(jù)。大型、復(fù)雜的建設(shè)項(xiàng)日，可輔以建

45、筑透視圖或建筑模型。型。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程 技術(shù)設(shè)計(jì)階段技術(shù)設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)是在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定建筑、結(jié)構(gòu)、的主要任務(wù)是在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等工種的技術(shù)問題、技術(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，各工種間相互提供資料、設(shè)備等工種的技術(shù)問題、技術(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，各工種間相互提供資料、技術(shù)設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)文件。技術(shù)設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)文件。施工圖設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在技術(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，深入了解材料供應(yīng)、的主要任務(wù)是在技術(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，深入了解材料供應(yīng)、施工技術(shù)、設(shè)備等條件，并反映在施工圖紙中。施工技術(shù)、設(shè)備等條件，并反映在施工圖紙中。設(shè)計(jì)文件包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等

46、工種的全部施工圖紙，工程說明書、設(shè)計(jì)文件包括建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等工種的全部施工圖紙，工程說明書、結(jié)構(gòu)計(jì)算書和設(shè)計(jì)預(yù)算書。結(jié)構(gòu)計(jì)算書和設(shè)計(jì)預(yù)算書。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般過程建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般過程 (1)結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)選型選擇結(jié)構(gòu)方案，包括：結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)承重體系。選擇結(jié)構(gòu)方案，包括：結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)承重體系。主要內(nèi)容有：承重結(jié)構(gòu)方案與布置；樓主要內(nèi)容有：承重結(jié)構(gòu)方案與布置；樓(屋屋)蓋結(jié)構(gòu)方案與布蓋結(jié)構(gòu)方案與布置；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案與布置以及結(jié)構(gòu)主要構(gòu)造措施及特殊部位置；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案與布置以及結(jié)構(gòu)主要構(gòu)造措施及特殊部位的處理方案。的處理方案。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

47、原則和過程4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程 (2)結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置在選定結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，確定各結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的相互關(guān)系，在選定結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，確定各結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的相互關(guān)系，初步定出結(jié)構(gòu)的全部尺寸。初步定出結(jié)構(gòu)的全部尺寸。確定了結(jié)構(gòu)布置也就確定了結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖，確定了各種荷確定了結(jié)構(gòu)布置也就確定了結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖，確定了各種荷載的傳遞路徑。計(jì)算簡(jiǎn)圖雖是對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，但應(yīng)反映結(jié)載的傳遞路徑。計(jì)算簡(jiǎn)圖雖是對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，但應(yīng)反映結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)及實(shí)際受力情況，用于內(nèi)力、位移的計(jì)算。所以構(gòu)的主要特點(diǎn)及實(shí)際受力情況，用于內(nèi)力、位移的計(jì)算。所以結(jié)構(gòu)布置是否合理將影響結(jié)構(gòu)的性能。結(jié)構(gòu)布置是否合理將影響結(jié)構(gòu)的性能

48、。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程(3)確定材料和構(gòu)件尺寸確定材料和構(gòu)件尺寸按規(guī)范要求選定合適等級(jí)的材料，并按各項(xiàng)使用要求初步確按規(guī)范要求選定合適等級(jí)的材料，并按各項(xiàng)使用要求初步確定構(gòu)件尺寸。定構(gòu)件尺寸。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸可用估算方法或按工程經(jīng)驗(yàn)定出，包括參考結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸可用估算方法或按工程經(jīng)驗(yàn)定出，包括參考有關(guān)于冊(cè)，但應(yīng)滿足規(guī)范要求。有關(guān)于冊(cè)，但應(yīng)滿足規(guī)范要求。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程 (4)荷載計(jì)算荷載計(jì)算 根據(jù)使用功能要求和工程所在地區(qū)抗震設(shè)防等級(jí)確定永久荷根據(jù)使用功能要求和工程所在地區(qū)抗震設(shè)防等級(jí)確定永久荷載、可變荷載載、可變荷載(樓、屋面

49、活荷載、風(fēng)荷載等樓、屋面活荷載、風(fēng)荷載等)以及地震作用。以及地震作用。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程 (5)內(nèi)力分析及組合內(nèi)力分析及組合計(jì)算各種荷載下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行內(nèi)力組合。計(jì)算各種荷載下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行內(nèi)力組合。各種荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性是多樣的，而且活荷載位置是可能各種荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性是多樣的，而且活荷載位置是可能變化的，因此結(jié)構(gòu)承受的荷載以及相應(yīng)的內(nèi)力情況也是多樣的，變化的，因此結(jié)構(gòu)承受的荷載以及相應(yīng)的內(nèi)力情況也是多樣的，這些應(yīng)用內(nèi)力組合來表達(dá)。這些應(yīng)用內(nèi)力組合來表達(dá)。內(nèi)力組合即內(nèi)力組合即4.2節(jié)中所述荷載效應(yīng)組合。在其中求出截面的最節(jié)中所述

50、荷載效應(yīng)組合。在其中求出截面的最不利內(nèi)力組合值作為極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算承載能力、變形、裂縫等不利內(nèi)力組合值作為極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算承載能力、變形、裂縫等的依據(jù)。的依據(jù)。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程 (6)結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì) 采用不同結(jié)構(gòu)材料的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)按相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算結(jié)采用不同結(jié)構(gòu)材料的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)按相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件控制截面的承載力，必要時(shí)應(yīng)驗(yàn)算位移、變形、裂縫以構(gòu)構(gòu)件控制截面的承載力，必要時(shí)應(yīng)驗(yàn)算位移、變形、裂縫以及振動(dòng)等的限值要求。所謂控制截面是指構(gòu)件中內(nèi)力最不利的及振動(dòng)等的限值要求。所謂控制截面是指構(gòu)件中內(nèi)力最不利的截面、尺寸改變處的截面以及材料用量改變的截面等。截面、尺寸改變處的截面以及材料用量改變的截面等。4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過程4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程(7)構(gòu)造設(shè)計(jì)構(gòu)造設(shè)計(jì)目前，各類建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相當(dāng)一部分內(nèi)容尚無法通過計(jì)算目前，各類建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相當(dāng)一部分內(nèi)容尚無法通過計(jì)算確定，可采取構(gòu)造措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，每確定，可采取構(gòu)造措施進(jìn)行設(shè)計(jì)。大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，每項(xiàng)構(gòu)造措施都有其作用原理和效果，因此構(gòu)造設(shè)計(jì)是十分重要項(xiàng)構(gòu)造措施都有其作用原理和效果，因此構(gòu)造