建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法

建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬《建筑(jiànzhù)結(jié)構(gòu)》精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目(xiàngmù)二建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)項目二建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法任務(wù)一、設(shè)計基準(zhǔn)期和設(shè)計使用年限1、設(shè)計基準(zhǔn)期結(jié)構(gòu)設(shè)計所采用的荷載統(tǒng)計參數(shù)、與時間有關(guān)的材料性能取值都需要選定一個時間參數(shù),它就是設(shè)計基準(zhǔn)期。我國所采用的設(shè)計基準(zhǔn)期為50年。2、設(shè)計使用年限是設(shè)計規(guī)定的一個時期。在這一規(guī)定時期內(nèi)，房屋建筑在正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維護(hù)下不需要進(jìn)行大修就能按其預(yù)定目的使用。對于普通房屋和構(gòu)筑物，設(shè)計使用年限和設(shè)計基準(zhǔn)期均為50年。精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑結(jié)構(gòu)(jiégòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)任務(wù)二、結(jié)構(gòu)的功能要求、作用和抗力

一、結(jié)構(gòu)的功能要求

１、安全性

結(jié)構(gòu)在正常的施工和使用條件下，應(yīng)該能夠承受各種荷載或其它作用。發(fā)生偶然事件，如大地震的發(fā)生時，雖有局部損壞，但應(yīng)能保持整體穩(wěn)定，不倒塌。

２、適用性。

建筑結(jié)構(gòu)在正常使用的功能不受影響，如結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形、裂縫或振動等。

３、耐久性

建筑結(jié)構(gòu)在正常使用、維護(hù)的情況下應(yīng)有足夠的耐久性。如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋保護(hù)層過小，造成鋼筋銹蝕，或混凝土材料的耐久性不好，造成混凝土凍融破壞等，從而影響了建筑物的使用年限。

精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑(jiànzhù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)二、作用和作用效力

1、作用：使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生效應(yīng)的原因。

(1)直接作用（如荷載）

(2)間接作用（如溫差、不均勻沉降）

2、作用效應(yīng)：由作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的反應(yīng)（內(nèi)力(M、V、N)、變形、位移等）3、荷載的分類(1)永久荷載：也稱恒載，如結(jié)構(gòu)自重、土壓力等。

(2)可變荷載：也稱活荷載，如樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、吊車荷載等。

(3)偶然荷載：如地震力、爆破力、撞擊力等。三、抗力：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑結(jié)構(gòu)(jiégòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)荷載代表值

1、荷載標(biāo)準(zhǔn)值:荷載標(biāo)準(zhǔn)值就是結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)具有一定概率的最大荷載值,它是荷載的基本代表值

（1）永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值:按構(gòu)件尺寸和構(gòu)件單位體積自重的標(biāo)準(zhǔn)值來確定幾種常用材料的自重名稱自重素混凝土22～24kN/m3鋼筋混凝土24～

25kN/m3水泥砂漿20kN/m3石灰砂漿、混合砂漿17kN/m3普通磚砌體18～19kN/m3精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑結(jié)構(gòu)(jiégòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)（2）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值

民用樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按規(guī)范采用

2、可變荷載準(zhǔn)永久值：在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常達(dá)到或超過的那部份荷載值（總的持續(xù)時間不低于25年），稱為可變荷載準(zhǔn)永久值。3、可變荷載組合值：兩種或兩種以上可變荷載同時作用于結(jié)構(gòu)上時，除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生最大效應(yīng)的荷載）仍可以其標(biāo)準(zhǔn)值為代表值外，其他伴隨荷載均應(yīng)以小于標(biāo)準(zhǔn)值的荷載值為代表值，此即可變荷載組合值。精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑(jiànzhù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)例題：如圖所示現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋,試計算簡支梁L2上的均布恒載標(biāo)準(zhǔn)值gk，板厚100mm，板上水泥砂漿面層厚30mm，板底石灰砂漿厚20mm。精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(shèjì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(shèjì)方法建筑結(jié)構(gòu)解：板傳來的恒載：30mm水泥砂漿面層

0.03m×4m×1×20kN/m3=2.4kN/m100mm鋼筋混凝土板0.1m×4m×1×25kN/m3=10kN/m

20mm板底石灰砂漿抹灰0.02m×4m×1×17kN/m3=1.36kN/m梁自重：鋼筋混凝土梁（扣除與板重疊部份）(0.55-0.100)m×0.25m×1×25kN/m3=2.81kN/m梁側(cè)抹灰

(0.55-0.100)m×0.02m×2×1×17kN/m3=0.31kN/m

合計gk=16.88kN/m精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(shèjì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(shèjì)方法建筑結(jié)構(gòu)任務(wù)三結(jié)構(gòu)可靠度理論和極限狀態(tài)設(shè)計法一、結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度結(jié)構(gòu)的可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的能力。結(jié)構(gòu)的可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率。規(guī)定的時間：設(shè)計基準(zhǔn)期；規(guī)定的條件：正常設(shè)計、正常施工、正常使用條件，不考慮人為過失的影響。精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(shèjì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(shèjì)方法建筑結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)的可靠概率和失效概率

1、結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)

極限狀態(tài)函數(shù)：Z=R-S

R——結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力

S——作用（荷載）效應(yīng)及其組合

Z=R-S>0，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；

Z=R-S=0，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)；

Z=R-S<0，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)。

2、失效概率和可靠概率精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目(xiàngmù)二建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)三、概率極限狀態(tài)設(shè)計法

1、極限狀態(tài)的定義和分類

（1）極限狀態(tài)：整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。（2）分類

承載能力極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到了最大承載能力，疲勞破壞或產(chǎn)生了不適于繼續(xù)承載的過大變形。正常使用極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑(jiànzhù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)了下列狀態(tài)之一時，即認(rèn)為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件超過了正常使用極限狀態(tài)：(1)影響正常使用（包括影響美觀）的變形。(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞。(3)影響正常使用的振動。(4)影響正常使用的其他特定狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)了下列狀態(tài)之一時，即認(rèn)為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件超過了承載能力極限狀態(tài)：(1)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡。(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連接因超過材料強(qiáng)度而破壞。(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系(4)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定。(5)地基喪失承載能力二破壞精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑結(jié)構(gòu)(jiégòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)2、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計

設(shè)計表達(dá)式

γ0—

結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)

R—結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力設(shè)計值，即抗力設(shè)計值

S—荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值建筑結(jié)構(gòu)的安全等級安全等級破壞后果建筑物類型γ0一級很嚴(yán)重重要的房屋1.1二級嚴(yán)重一般的房屋1.0三級不嚴(yán)重次要的房屋0.9精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(shèjì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(shèjì)方法建筑結(jié)構(gòu)由可變荷載效應(yīng)控制的組合γG

－－永久荷載分項系數(shù)

SGk

－－永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk

計算的荷載效應(yīng)值；γQi

－－第i個可變荷載的分項系數(shù)

SQik

－－按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值Qi計算的荷載效應(yīng)值;ψci

－－可變荷載Qi的組合值系數(shù)由永久荷載效應(yīng)控制的組合精品資料建筑(jiànzhù)與海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室張彬項目二建筑結(jié)構(gòu)(jiégòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法建筑結(jié)構(gòu)荷載分項系數(shù)的取值荷載特性分項系數(shù)永久

荷載永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利由可變荷載效應(yīng)控制的組合1.2由永久荷載效應(yīng)控制的組合1.35永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利1.0傾覆、滑移或飄浮驗算0.9可變

荷載一般情況1.4對標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載取1.3