建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理1.結(jié)構(gòu)上的荷載2.極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法CH.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理2.1建筑物結(jié)構(gòu)的荷載作用（S）（或荷載）作用效應(yīng)施加在結(jié)構(gòu)上的集中或分布荷載，稱為作用——直接作用引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因——間接作用——由作用引起的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的反應(yīng)結(jié)構(gòu)抗力（R）——結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力qVM2.1.1基本概念——在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的荷載。也稱恒荷載或恒載。比如結(jié)構(gòu)自重或土壓力等?！谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值相比不可以忽略不計(jì)的荷載。也稱活荷載或活載。比如樓面活載、屋面活載、雪荷載、風(fēng)荷載、吊車荷載以及穩(wěn)定變化等?！谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn),其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載。比如地震、爆炸及撞擊等。永久荷載可變荷載偶然荷載2.1.2荷載分類按時(shí)間的變異分類按空間位置的變異分類固定荷載——在結(jié)構(gòu)空間位置上具有固定的分布，自重等；可動(dòng)荷載——在結(jié)構(gòu)空間位置上的一定范圍內(nèi)可以任意分布。靜態(tài)荷載——對結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生動(dòng)力效應(yīng)，或小的可以忽略；動(dòng)態(tài)荷載——對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動(dòng)力效應(yīng)，且不可以忽略。按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分類——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對于不同的荷載和設(shè)計(jì)情況，應(yīng)采用不同的代表值。2.1.3荷載的代表值永久荷載代表值——只有一個(gè)代表值，即它的標(biāo)準(zhǔn)值。可變荷載代表值——應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求采用不同的荷載值作為其代表值。對于結(jié)構(gòu)自重，可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與材料單位體積的自重計(jì)算確定。對于某些自重變異較大的材料構(gòu)件，自重的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)對結(jié)構(gòu)的不利狀態(tài)，取上限值或下限值。永久荷載的代表值——應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，分別取如下不同的荷載值作為其代表值。——荷載基本代表值。指在結(jié)構(gòu)使用期間，在正常情況下出現(xiàn)具有一定保證率的最大荷載?！?dāng)結(jié)構(gòu)同時(shí)承受兩種或兩種以上可變荷載時(shí)，除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生荷載效應(yīng)最大的荷載）取標(biāo)準(zhǔn)值，其他伴隨荷載取小于其標(biāo)準(zhǔn)值的組合值為代表值，即乘以一個(gè)小于或等于1的組合值系數(shù)。——作用于結(jié)構(gòu)上時(shí)而出現(xiàn)，持續(xù)時(shí)間較短的較大可變荷載，其超越的總時(shí)間僅為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的一小部分?！谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常作用在結(jié)構(gòu)上的可變荷載，即在整個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)出現(xiàn)時(shí)間較長的那部分荷載值。荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合值頻遇值準(zhǔn)永久值可變荷載的代表值恒荷載按構(gòu)件或材料單位體積（或單位面積）自重平均值確定。見P11表2-1，即荷規(guī)條。樓面及屋面活荷載民用建筑樓面活載見《規(guī)范》。對多、高層，荷載滿布且達(dá)到最大值可能性很小，應(yīng)適當(dāng)折減。屋面均布活載分“上人”和“不上人”兩類。雪荷載——基本雪壓，見《荷規(guī)條和附錄D.4?！┖奢d標(biāo)準(zhǔn)值——屋面積雪分布系數(shù)，即基本雪壓換算為屋面水平投影面上的雪荷載的換算系數(shù)。風(fēng)荷載——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值——基本風(fēng)壓，見《規(guī)范》——風(fēng)壓高度變化系數(shù)——風(fēng)荷載體型系數(shù)，+為壓力，-為吸力——高度z處風(fēng)振系數(shù)2.向2槍極垃限狀說態(tài)設(shè)糠計(jì)法2.石2.中1冠結(jié)麗構(gòu)功渠能要胞求在設(shè)計(jì)熊基準(zhǔn)晝期（一般50熄年，也有10義0、25和5年）內(nèi)，般滿足胞功能炕要求趨，即安全墾性(S<毫R)，適用槳性，走耐久書性。安全艇性：滿心足特伸定的臥與建射筑物憲功能繞相適甩應(yīng)的譯承載寸力極鐘限狀華態(tài)；適用算性：保悠證結(jié)指構(gòu)在泄正常改使用渡中時(shí)些具有繁良好其工作飲性能甩；耐久限性：保湖證結(jié)緞構(gòu)的許承載巡壽力的悠持續(xù)敬時(shí)間俊與環(huán)鏈境適獲應(yīng)度咳；功能饞函數(shù)李：Z=境R-痕S=位g(肆X1歸,X謀2,牢X3石….Xn)結(jié)果代分析Z=岡R-嫁S>奇0：Z=塌R-戶S<搶0：Z=燥R-抬S=恢0：處于仙結(jié)構(gòu)謀可靠御狀態(tài)章；處于以不可經(jīng)靠狀韻態(tài)，明即結(jié)丙構(gòu)失陶效；處于朝極限奧狀態(tài)殃，此羞方程斷稱極剖限狀棵態(tài)方局程2.槐2.狠3掉結(jié)卻構(gòu)可棗靠度宅理論——應(yīng)在規(guī)鄉(xiāng)豐定的丟時(shí)間丙內(nèi)（一路般為壓50蘭年），在巧規(guī)定烘的條黃件下（正香常設(shè)剃計(jì)、遷正常斃施工網(wǎng)和正惡常使貍用），完障成預(yù)洗定功襪能的爬概率小，稱外為結(jié)斬構(gòu)的穴可靠軍度，因即可球靠概位率。以Ps表示安全優(yōu)性、伴適用足性、東耐久弱性結(jié)構(gòu)再的可潛靠度失效舒概率強(qiáng)度/荷載值出現(xiàn)概率γ0[S]μSσSσS[R]μRσRσR失效可靠——叫結(jié)構(gòu)恩不能靜完成畏預(yù)定梳功能帝的概皺率，冷以Pf表示本。承載裁能力炸極限話狀態(tài)搖設(shè)計(jì)引表達(dá)賢式2.鳳2.談3茫建鎮(zhèn)筑物粉的重慰要度劣與基超準(zhǔn)期我國梨將建防筑物機(jī)的重舟要程帆度分躁為三批級(jí)，借不同和級(jí)別得在計(jì)勤算中膛取不糧同的波重要采度系添數(shù)γ0：一級(jí)萬，破烏壞后吸果極遲其嚴(yán)螞重，氧屬于夠重要衰的建搞筑物游；γ0=1睬.1二級(jí)智，破付壞后指果比犬較嚴(yán)牧重，墳屬于蚊一般郵的建替筑物朝；γ0=1舟.0三級(jí)輛，破導(dǎo)壞后融果相抖對不妄嚴(yán)重察，屬說于比羽較次似要的藏建筑脈物。γ0=0縣.9結(jié)構(gòu)鳥的設(shè)積計(jì)基縣準(zhǔn)期1.結(jié)構(gòu)確保證芝其設(shè)跌計(jì)可儉靠度密指標(biāo)摟的時(shí)員間期扁限成傲為設(shè)計(jì)氧基準(zhǔn)幅期，即哀在基現(xiàn)準(zhǔn)期究內(nèi)，做結(jié)構(gòu)盤的可傳靠度穩(wěn)指標(biāo)址完全序滿足洲設(shè)計(jì)充要求就；2.設(shè)計(jì)陶基準(zhǔn)途期是肥測算議最大幣荷載乎重現(xiàn)今期的殼基本疫期限球；3.在超帆過設(shè)恩計(jì)基伏準(zhǔn)期伐后，凝并非鎮(zhèn)意味索著結(jié)研構(gòu)的攻失效晝，而態(tài)是其須可靠薄度有形所降稍低，軟因此燒基準(zhǔn)腹期不夠能等槳同于稱建筑氣物的妙使用織壽命射；4.我國御對于震多數(shù)辜建筑嘴物的設(shè)計(jì)誓基準(zhǔn)樂期均醋為50年，特柿殊建饒筑物敘可以居除外鉤；極限極狀態(tài)——冒結(jié)構(gòu)就或構(gòu)虛件達(dá)喊到正標(biāo)常使真用或革耐久鉤性能憤的某舍項(xiàng)規(guī)妖定限丘值。學(xué)如過披大變凍形、有開裂巷、振拔動(dòng)等壇。——節(jié)結(jié)構(gòu)扇或構(gòu)堂件達(dá)巨到最妖大承動(dòng)載力杜或產(chǎn)復(fù)生不歡適于終繼續(xù)訊承載扣的變突形。面如傾辭覆、濫疲勞闊破壞乳、壓溪屈等顛。正常積使用浩極限色狀態(tài)承載套能力擋極限殿狀態(tài)我國窗建筑予結(jié)構(gòu)默設(shè)計(jì)棚是以惕概率死理論讀為基涼礎(chǔ)的您極限捐狀態(tài)誦設(shè)計(jì)裁法，但鋼吹橋和閃疲勞撥破壞忘仍采盤用容徑許應(yīng)畝力設(shè)籮計(jì)方遺法?！终麄€(gè)閉結(jié)構(gòu)李或結(jié)表構(gòu)的訴一部心分超錦過某屠一特瘦定狀膨態(tài)，液就不涉能滿貼足設(shè)碎計(jì)規(guī)椒定的暴某一剛功能殿要求啊的特庸定狀格態(tài)。2.孔2.滔4閃極鹽限狀壟態(tài)設(shè)央計(jì)法承載尸能力紫極限河狀態(tài)直表達(dá)永式極限乒?fàn)顟B(tài)吧設(shè)計(jì)銳表達(dá)斧式由永梅久荷步載控勵(lì)制的飼效應(yīng)春組合由可巡壽變荷治載控套制的欄效應(yīng)捕組合——停永久身荷載固和可荷變荷嗽載分震項(xiàng)系城數(shù),螞詳見斯《建現(xiàn)筑結(jié)累構(gòu)荷淡載規(guī)擇范》訴GB勿50惰00梯9-頭20蔥01課的節(jié)科。式中瞧：S限：荷擠載效陜應(yīng)，餅γG：恒牧荷載非的荷釋載效留應(yīng)系住數(shù)，濱γQ：荷攝載分尊項(xiàng)系參數(shù)，Gk：恒船荷載族標(biāo)準(zhǔn)嘉值，葉Q1k：最伏大的旗活荷暈載的扛標(biāo)準(zhǔn)歌值，Ψ：般其他灶活荷薯載的聽組合峽系數(shù)Qik：其塵他活殼荷載施的標(biāo)桐準(zhǔn)值基本絲式組合收中可呆變荷斜載效戀應(yīng)控可制的報(bào)組合基本律組合硬中永粗久荷燒載效另應(yīng)控藝制的晨組合基本剪組合濁中荷政載分壁項(xiàng)系酬數(shù)的似取值正?；ナ褂觅r極限屠狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)畜