建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

本橋是跨越elbe河的運(yùn)河橋，位于柏林附近的Magdeburg城，本照片是剪彩當(dāng)天拍攝的。第3章

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則大綱要求※1、理解并掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求；※2、理解結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力的概念；※3、理解結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法及結(jié)構(gòu)可靠度的含義；※3、掌握荷載的分類、荷載的代表值、荷載的標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值的計(jì)算方法及在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用；4、了解結(jié)構(gòu)耐久性的規(guī)定及提高耐久性的措施?！?.1結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)？、建筑結(jié)構(gòu)的功能使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)能滿足各種預(yù)定的功能要求。

建筑結(jié)構(gòu)預(yù)定功能

耐久性

安全性

適用性

1、安全性建筑結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用時(shí)應(yīng)能承受可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形、約束變形的作用，以及在偶然事件（地震、火災(zāi)、沖撞）發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞。

2、適用性建筑結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)，應(yīng)能滿足預(yù)定的使用要求，如不發(fā)生影響正常使用的變形和裂縫寬度。3、耐久性建筑結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)下，材料性能雖隨時(shí)間變化，如不發(fā)生由于保護(hù)層碳化或裂縫寬度開展過多導(dǎo)致鋼筋銹蝕，混凝土不發(fā)生嚴(yán)重風(fēng)化、老化、腐蝕而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。安徽暴雪壓塌合肥5000平方米廠房倒塌河南省體育館，遭九級(jí)風(fēng)破壞。風(fēng)災(zāi)圖片3、地震1978年7月28日，唐山市文化路青年宮，為磚混結(jié)構(gòu)的二層樓房，除四根門柱外，全部坍塌1978年7月28日唐山7.8級(jí)大地震京沈鐵路胥各莊段鐵路被毀1998年美國土木工程學(xué)會(huì)報(bào)告，美國現(xiàn)有29%以上橋梁和1/3以上的道路老化，有2100座水壩不安全，估計(jì)需有1.3萬億美元改善其安全狀態(tài)。美國每年基礎(chǔ)設(shè)施修復(fù)費(fèi)用約為這些設(shè)施總資產(chǎn)的10%！發(fā)達(dá)國家土建設(shè)施耐久性問題造成的年損失，約占GDP的1.5~2%，其中主要是混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性破壞。我國土建工程耐久性現(xiàn)狀民用房屋干濕交替的室外構(gòu)件過早銹蝕；

結(jié)構(gòu)耐久性的規(guī)定1、30－40年工業(yè)廠房；20－30年大修海港碼頭；

2、10－20年大修浪濺區(qū)最嚴(yán)重橋梁除冰鹽侵蝕；

3、10－20年大修隧道。

滲漏嚴(yán)重鋼筋保護(hù)層過??！混凝土等級(jí)過低！鋼筋過細(xì)！斷面過?。√岣呓Y(jié)構(gòu)的耐久性寧波北侖港碼頭混凝土梁（建成后11年）、結(jié)構(gòu)隙的極限沫狀態(tài)整個(gè)結(jié)娃構(gòu)或結(jié)刺構(gòu)的一殼部分超過某一特定未狀態(tài)就不怪能滿釋足設(shè)添計(jì)規(guī)歌定的某一當(dāng)功能要求代，此召狀態(tài)疼為該奇功能透的極限挪狀態(tài)?！ㄒ慌郑┏薪M載力玻極限脊?fàn)顟B(tài)1、整個(gè)祝結(jié)構(gòu)或倘結(jié)構(gòu)的暮一部分講作為剛慘體失去銅平衡（驚如傾覆蔽等）；2、結(jié)構(gòu)鋸構(gòu)件或傲連接因停超過材浸料強(qiáng)度脾而破壞冶（包括備疲勞破及壞）或沸因過度少變形而現(xiàn)不適于缺繼續(xù)承連載；3、結(jié)構(gòu)源轉(zhuǎn)變?yōu)樘C(jī)動(dòng)體擁系4、蜜結(jié)構(gòu)伸或結(jié)貴構(gòu)構(gòu)家件喪上失穩(wěn)虛定抵（如爐壓屈視等）蹲；5、地基挖喪失承繞載能力造而破壞豈（如失安穩(wěn)等）濁；※(二）蓬正常關(guān)使用魯極限后狀態(tài)1、影笑響正端常使交用或陜外觀制的變胸形；2、影井響正院常使輛用耐恐久性咽能的壞局部菌破壞城（包撈括裂像縫）瞧；3、影響華正常使柜用的振貌動(dòng)；4、影響企正常使管用的其閣他特定蠶的狀態(tài)鉤。（1）過對大的谷變形翠會(huì)造維成房舅屋內(nèi)赴部粉楊刷層程剝落凱、填曉充墻監(jiān)、隔醬斷墻磨開裂粥及屋穴面積勝水等感后果自；（2）水漁池、殲油罐菜等結(jié)砌構(gòu)開港裂會(huì)柄引起睡滲漏擇現(xiàn)象佛；（3）過大味裂縫會(huì)悔影響結(jié)萄構(gòu)耐久未性；（4）過蠢大變爸形和振裂縫漢也將矛會(huì)使陶用戶左心里營上產(chǎn)亡生不爐安全渡；（5）過大攤晃動(dòng)或范振動(dòng)引啊起人們侵心里上燥的不安鋪，無法塌正常學(xué)痛習(xí)和工擁作。這幾紛座呢?世界妙十大虧“瀕焦?！豹{建筑這幾座麥呢?世界“義瀕?！绷两ㄖ@幾座孟呢?世界澡“瀕勢?！彼{(lán)建筑以下何宇項(xiàng)不屬尖于承載舒能力極妙限狀態(tài)(們)A結(jié)構(gòu)的潮一部分托出現(xiàn)傾陶覆B梁出撥現(xiàn)過遺大的細(xì)撓度C梁出鴨現(xiàn)裂判縫D鋼筋生封銹份屬于耐壺久性練習(xí)頌：答案畝：BC腔D※一、堵結(jié)構(gòu)上墨的作用荷載溫度變化地基沉降直接作用間接作用3.2錢~3.熱3結(jié)構(gòu)的縱可靠度片和極限府狀態(tài)方驢程1.作用私效應(yīng)素和結(jié)按構(gòu)抗胃力※按時(shí)間犯分(1)永久荷場載---核---(2)可變故荷載---恨---(3男)偶然新荷載---憶---如結(jié)構(gòu)順自重、察土壓力惕、預(yù)應(yīng)侍力如樓乞面活預(yù)荷載蔽、吊滾車荷幼載、淚風(fēng)荷灰載、貨雪荷根載、么溫度穿變化半等。如爆詳炸力鴨、撞巨擊力貍、罕代遇的所地震濟(jì)等?！ㄒ会敚┖蓽愝d分撞類※（二插）荷漠載的辭代表榆值※1、荷奴載標(biāo)梯準(zhǔn)值是指結(jié)邊構(gòu)在使余用期間紹，在正尺常情況扛下可能防出現(xiàn)的最大荷極載值（使給其保漏證率品達(dá)到95%）而確但定的。它是基本緩的代俗表值，其情它的柏代表獸值都痛是以訂它為偽基礎(chǔ)界計(jì)算步的?！?）永前久荷侍載標(biāo)于準(zhǔn)值Gk——尺寸推和材鄙料容休重（詠查荷洞載規(guī)醒范）榜?！?）可艙變荷探載標(biāo)酷準(zhǔn)值Qk查荷叼載規(guī)專范樓面活載風(fēng)載雪載載積灰荷載地震作用屋面施工檢修荷載吊車荷載表1民用拼建筑裳樓面完均布刺活荷蟲載標(biāo)送準(zhǔn)值串及其遣組合五值、脫頻遇鋸值和否準(zhǔn)永根久值套系數(shù)狐（P3奇0）表1民用建簽筑樓面徐均布活隔荷載標(biāo)界準(zhǔn)值及軟其組合柜值、頻而遇值和煩準(zhǔn)永久分值系數(shù)諸（P3譽(yù)0）2、可主變荷乖載準(zhǔn)堵永久傲值Qq指可嘩變荷觸載中乏比較呆滯的部感分值橋，即喪指經(jīng)常達(dá)作用耍于結(jié)飯構(gòu)的軌這樣絕一部然分活叔載值福。3、荷載化頻遇值Qf對可墾變荷里載，溉在設(shè)顧計(jì)基餓準(zhǔn)期川內(nèi)，蒜其超越的畫總時(shí)間按為規(guī)定森的較小么比率或?yàn)┏酱伪?shù)為規(guī)萄定次數(shù)納的荷載慚值。4、荷載斑組合值Qc由荷盆載引征起的糠結(jié)構(gòu)內(nèi)力,如軸力、遲彎矩、達(dá)剪力、姑扭矩等，計(jì)稱荷福載作值用效據(jù)應(yīng),用S表示納?！?、荷拉載的作放用效應(yīng)S三、結(jié)構(gòu)州抗力R(r祥es丙is秩ta療nc記e)結(jié)構(gòu)蜓構(gòu)件逗的截需面形牢式、呀尺寸銳以及真材料按等級(jí)隔確定絞以后牲，各震截面悄將具赴有一手定的抵抗作黃用效應(yīng)興的能力。（一和）影丈響抗銀力的尿主要冷因素婦有1、材料性能的不確定性2、幾何參數(shù)的不確定性3、計(jì)算模式的不確定性強(qiáng)度、變形模量等——構(gòu)件尺寸等——抗力計(jì)算所采用的基本假設(shè)和計(jì)算公式不夠精確等——適用性耐久性安全性結(jié)構(gòu)的可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是實(shí)現(xiàn)可靠性與經(jīng)濟(jì)性的最佳平衡指結(jié)構(gòu)扔在規(guī)定的患時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的竿條件下，完成產(chǎn)預(yù)定功牌能的能力。規(guī)定俗的條瞧件：是指燥正常墊設(shè)計(jì)斑、正別常施叨工和尖正常拾使用存的條瞞件。規(guī)定堪的時(shí)敏間：是指設(shè)獄計(jì)使用艘年限?！?、結(jié)構(gòu)許的可靠酬性與可身靠度※結(jié)構(gòu)荒可靠愿度結(jié)構(gòu)在碧規(guī)定的帖時(shí)間內(nèi)阿，在規(guī)鵲定的條濕件下，完成預(yù)法定功能窗概率。3.設(shè)計(jì)基智準(zhǔn)期和販設(shè)計(jì)使或用年限設(shè)計(jì)基副準(zhǔn)期T分析高結(jié)構(gòu)成可靠柜度時(shí)島，為傭確定貪可變湯作用橡及與狹時(shí)間靜有關(guān)你的材壞料性背能等志取值運(yùn)而選兔用的喉時(shí)間店參數(shù)期。T=拒50年。1、設(shè)庭計(jì)使兼用年妖限是指催設(shè)計(jì)當(dāng)規(guī)定深的結(jié)惹構(gòu)或界結(jié)構(gòu)娛構(gòu)件趨不需償進(jìn)行劫大修錦即可狼按其徐預(yù)定癥目的丑使用堵的時(shí)菠期。類別設(shè)計(jì)使用年限（年）示例15臨時(shí)性結(jié)構(gòu)225易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件350普通房屋和構(gòu)筑物4100紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑物設(shè)計(jì)使澡用年限說分類設(shè)計(jì)使茅用年限的概念任不同于實(shí)際猜壽命、耐久年魯限或設(shè)計(jì)基草準(zhǔn)期。補(bǔ)充：族結(jié)構(gòu)的屈安全等晴級(jí)安全等級(jí)破壞后果建筑物類型一級(jí)很嚴(yán)重重要的房屋二級(jí)嚴(yán)重一般的房屋三級(jí)不嚴(yán)重次要的房屋根據(jù)翻結(jié)構(gòu)專破壞記可能蘇產(chǎn)生岔的后腰果，駁即危肌及人概的生逐命、絕造成焰的經(jīng)蓮濟(jì)損鬧失、竹產(chǎn)生剝社會(huì)區(qū)影響存等的胞嚴(yán)重事程度堵確定衰。建筑泊物中牧各類結(jié)構(gòu)尸構(gòu)件歐的安涼全等甚級(jí)宜與整個(gè)結(jié)寨構(gòu)的安該全等級(jí)相同，但允許對部坐分結(jié)器構(gòu)構(gòu)辣件根厘據(jù)其麥重要掘程度勁和綜根合效腿益進(jìn)程行適近當(dāng)?shù)恼{(diào)整。4、極稼限狀左態(tài)方盒程當(dāng)功次能函鏡數(shù)中孔僅包塞括作滿用效麥應(yīng)R和結(jié)接構(gòu)抗求力S兩個(gè)基粱本變量全時(shí)，可腔得：當(dāng)時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)當(dāng)時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)當(dāng)時(shí)，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)可靠指神標(biāo)是度脹量結(jié)椒構(gòu)可宣靠性羨的一妨種量化的指玩標(biāo)，否其值薦越大貿(mào)，失閃效概斯率就去越小怖，結(jié)英構(gòu)就旦越可遵靠，秋它與怨結(jié)構(gòu)伏失效夠概率告在數(shù)殖值上據(jù)一一孫對應(yīng)壞的關(guān)他系。1.犬4結(jié)構(gòu)錄構(gòu)件夜的可若靠指掠標(biāo)與厘目標(biāo)盲可靠潮指標(biāo)3.23.74.2脆性破壞2.73.23.7延性破壞級(jí)二級(jí)一級(jí)安全等級(jí)破壞類型表結(jié)構(gòu)可靠性指標(biāo)與失效概率的一一對應(yīng)關(guān)系※一、激承載適能力彈極限阿狀態(tài)喝設(shè)計(jì)獻(xiàn)表達(dá)鉆式（一段）設(shè)煩計(jì)表島達(dá)式※§殃1.季5極限偵狀態(tài)汗設(shè)計(jì)絡(luò)表達(dá)之式———結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，對安全等級(jí)為一、二、三級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)分別取1.1、1.0、0.9；1、可垂變荷浙載效拴應(yīng)控路制組促合2、永久噸荷載效狐應(yīng)控制佳組合——恒載和活載分項(xiàng)系數(shù)——荷載組合值系數(shù)※（二饞）內(nèi)撐力組宿合設(shè)彎計(jì)值S表達(dá)式(1)對由旨可變互荷載葬控制靈的組準(zhǔn)合，擺當(dāng)其己效應(yīng)齊對結(jié)鉗構(gòu)不油利時(shí)陷，取1.2，有利獨(dú)時(shí)取1.笨0；(2)對由許