建筑演示稿 第1章

第一篇建筑結(jié)構(gòu)基本計算原理第一章緒論1.1建筑結(jié)構(gòu)的分類1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況1.3建筑結(jié)構(gòu)基本理論及設(shè)計方法的發(fā)展1.4建筑結(jié)構(gòu)課程的要求、注意的問題1第一章（共一講）

本章的主要內(nèi)容：建筑結(jié)構(gòu)的分類；各類結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點及其應(yīng)用和發(fā)展簡況；本課程的學(xué)習(xí)方法和需要注意的問題。第一講能力訓(xùn)練121.1建筑結(jié)構(gòu)的分類一.建筑結(jié)構(gòu)定義簡單的說就是房屋的承重骨架。第一章總論1.1建筑結(jié)構(gòu)的分類二、建筑結(jié)構(gòu)的組成柱下基礎(chǔ)樓板柱梁梁墻樓梯墻下基礎(chǔ)地下室底板3第一章總論1.1建筑結(jié)構(gòu)的分類三.建筑結(jié)構(gòu)的分類按所用材料的不同分為：1）混凝土結(jié)構(gòu)（以混凝土為主要材料的結(jié)構(gòu)）包括：

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)—配置受力的普通鋼筋，鋼筋網(wǎng)或鋼骨架；

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)—配置預(yù)應(yīng)力鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)；

素混凝土結(jié)構(gòu)—沒有配置受力的鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)。42）鋼結(jié)構(gòu):以鋼材(鋼板、型鋼）為主制作的結(jié)構(gòu)3）砌體結(jié)構(gòu):由塊材通過砂漿砌筑而成的結(jié)構(gòu)4)木結(jié)構(gòu):指全部或大部分用木材制作的結(jié)構(gòu)5）混合結(jié)構(gòu):由兩種及兩種以上材料作為主要承重結(jié)構(gòu)的房屋此外還有鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土等。

第一章總論1.1建筑結(jié)構(gòu)的分類按其承重結(jié)構(gòu)的類型分為：

1）框架結(jié)構(gòu)2）剪力墻結(jié)構(gòu)3）框架——剪力墻結(jié)構(gòu)4）筒體結(jié)構(gòu)。本章目錄51）框架結(jié)構(gòu)※采用梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑承重結(jié)構(gòu)?！蚣芙Y(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件是梁和柱，而墻體只是作為圍護構(gòu)件?！梢宰龀深A(yù)制或現(xiàn)澆框架，平面布置比較靈活，可以獲得較大的使用空間，※比混合結(jié)構(gòu)強度高整體性強，但隨層數(shù)增多抗側(cè)剛度不足。

請看框架結(jié)構(gòu)組成第一章總論1.1建筑結(jié)構(gòu)的分類62）剪力墻結(jié)構(gòu)

※利用建筑物的縱向及橫向的鋼筋混凝土墻體作為主要承重構(gòu)件，再配以梁板組成的承重結(jié)構(gòu)體系?！鋲w同時也起圍護及分割房間的作用。※整體性好，剛度大，抗震性能好，適于建造高層建筑（10－50層范圍內(nèi)都適用）?！贿^剪力墻間距太小，平面布置不靈活，自重大，不適應(yīng)建造公共建筑，一般適用于建造住宅。

請看剪力墻結(jié)構(gòu)組成第一章總論1.1建筑結(jié)構(gòu)的分類73）框架—剪力墻結(jié)構(gòu)※框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，沿框架縱、橫方向的某些位置，在柱與柱之間設(shè)置數(shù)道鋼筋混凝土墻體作為剪力墻。※因此它是框架和剪力墻的有機結(jié)合，綜合了二者的優(yōu)點：一個布置靈活，一個抗側(cè)力高。

請看框架－剪力墻結(jié)構(gòu)組成第一章總論1.1建筑結(jié)構(gòu)的分類84）筒體結(jié)構(gòu)※用鋼筋混凝土墻組成一個筒體作為房屋的承重結(jié)構(gòu)※筒體可以由密柱深梁組成一個筒體，也可以用多個筒體組成筒中筒、束筒，還可以將框架和筒體聯(lián)合起來組成框筒結(jié)構(gòu)?！搀w結(jié)構(gòu)在各個方向的抗側(cè)剛度都很大，是目前高層建筑中較多采用的結(jié)構(gòu)形式。框筒是上個世紀60年代由美國工程師法盧齊－坎恩第一次提出來的。

請看筒體結(jié)構(gòu)組成

其它結(jié)構(gòu)還有殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)等等，它們大多用于大跨度結(jié)構(gòu)中。第一章總論1.1建筑結(jié)構(gòu)的分類91.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況一.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況1.鋼筋混凝土的組成：鋼筋+混凝土(混凝土:現(xiàn)代主要的人造工程結(jié)構(gòu)材料)2.兩種材料的基本力學(xué)特性：

鋼筋——抗拉與抗壓強度較高，破壞時表現(xiàn)出較好的延性；

混凝土——抗壓強度高，抗拉強度遠低于其抗壓強度（之比約為10%，破壞時具有明顯的脆性性質(zhì)）10第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況4.關(guān)于鋼筋混凝土梁與素混凝土梁的比較試驗：

（1）試驗情況介紹：同條件下的對比試驗；

請看素混凝梁實驗（40秒)

請看鋼筋混凝土梁實驗(2分）3.配筋的基本原則：使鋼筋在結(jié)構(gòu)中處于受拉；使混凝土在結(jié)構(gòu)中處于受壓。素混凝土梁—承載力低，一開裂即告破壞，破壞前無預(yù)兆（為脆性）；

鋼筋混凝土梁—承載力高，混凝土開裂后，其承擔(dān)的拉應(yīng)力轉(zhuǎn)移到鋼筋。請看圖片（2）試驗結(jié)果小結(jié)：11第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況⑴鋼筋和混凝土之間存在有良好的粘結(jié)力，在荷載作用下，可以保證兩種材料協(xié)調(diào)變形，共同受力；⑵鋼筋與混凝土具有基本相同的溫度線膨脹系數(shù)（鋼材為1.2×10-5，混凝土為(1.0~1.5)×10-5），因此當(dāng)溫度變化時，兩種材料不會產(chǎn)生過大的變形差而導(dǎo)致兩者間的粘結(jié)力破壞。5.鋼筋與混凝土共同工作的條件：鋼筋（材）和混凝土兩種材料的物理力學(xué)性能很不相同，他們可以結(jié)合在一起共同工作，是因為：12第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況6.配筋的基本要求：（1）鋼筋的布置（即在結(jié)構(gòu)中的位置）和數(shù)量由計算確定；（2）在鋼筋的端部應(yīng)有錨固長度或彎鉤（常稱為構(gòu)造要求）。137混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點：優(yōu)點⑴材料利用合理：

鋼筋和混凝土的材料強度可以得到充分發(fā)揮，結(jié)構(gòu)承載力與剛度比例合適，基本無局部穩(wěn)定問題，單位應(yīng)力價格低，對于一般工程結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟指標優(yōu)于鋼結(jié)構(gòu)。⑵可模性好：

混凝土可根據(jù)需要澆筑成各種性質(zhì)和尺寸，適用于各種形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如空間薄殼、箱形結(jié)構(gòu)等。⑶耐久性和耐火性較好，維護費用低：

鋼筋有混凝土的保護層，不易產(chǎn)生銹蝕，而混凝土的強度隨時間而增長；混凝土是不良熱導(dǎo)體，30mm厚混凝土保護層可耐火2小時，使鋼筋不致因升溫過快而喪失強度。第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況14⑷現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的整體性好：通過合適的配筋，可獲得較好的延性，適用于抗震、抗爆結(jié)構(gòu)；同時防振性和防輻射性能較好，適用于防護結(jié)構(gòu)。⑸剛度大、阻尼大：

有利于結(jié)構(gòu)的變形控制。⑹易于就地取材：

混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年來，已有利用工業(yè)廢料來制造人工骨料，或作為水泥的外加成分，改善混凝土的性能。第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況15缺點：⑴自重大：不適用于大跨、高層結(jié)構(gòu)。第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況⑵抗裂性差：普通RC結(jié)構(gòu)，在正常使用階段往往帶裂縫工作，環(huán)境較差(露天、沿海、化學(xué)侵蝕)時會影響耐久性；也限制了普通RC用于大跨結(jié)構(gòu)，高強鋼筋無法應(yīng)用。⑶承載力有限：在重載結(jié)構(gòu)和高層建筑底部結(jié)構(gòu)，構(gòu)件尺寸太大，減小使用空間。⑷施工復(fù)雜，工序多（支模、綁鋼筋、澆筑、養(yǎng)護），工期長，施工受季節(jié)、天氣的影響較大。⑸混凝土結(jié)構(gòu)一旦破壞，其修復(fù)、加固、補強比較困難。168混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應(yīng)用概況混凝土結(jié)構(gòu)的開始應(yīng)用于土木工程距今僅150多年。1824年英國人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水泥。1849年法國人朗波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船。

1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋。與磚石結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，是目前土木工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛結(jié)構(gòu)，而且高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構(gòu)形式還在不斷發(fā)展。第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況17第一階段：從鋼筋混凝土的發(fā)明至上世紀初鋼筋和混凝土的強度都比較低。主要用于建造中小型樓板、梁、柱、拱和基礎(chǔ)等構(gòu)件。第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展在結(jié)構(gòu)方面：目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)向大跨度、高層發(fā)展

在材料方面：向高強、輕質(zhì)、耐久、抗震的方向發(fā)展。

18第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況第二階段：從上世紀20年代到第二次世界大戰(zhàn)前后混凝土和鋼筋強度的不斷提高。1928年法國杰出的土木工程師E.Freyssnet發(fā)明了預(yù)應(yīng)力混凝土，使得混凝土結(jié)構(gòu)可以用來建造大跨度19第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況第三階段：二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在隨著建設(shè)速度加快，對材料性能和施工技術(shù)提出更高要求，出現(xiàn)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。高強混凝土和高強鋼筋的發(fā)展、計算機的采用和先進施工機械設(shè)備的發(fā)明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型工程，成為現(xiàn)代土木工程的標志。20二.砌體結(jié)構(gòu)

第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況1.砌體結(jié)構(gòu)的組成：砌塊＋砂漿

2.材料的基本力學(xué)特性：

砌體抗壓強度較高，但抗拉強度很低；3.砌體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點：優(yōu)點：較易就地取材、具有很好的耐火性，以及較好的化學(xué)及大氣穩(wěn)定性、成本低較經(jīng)濟。缺點：自重大，強度低、砌筑工作繁重、砂漿和砌塊的粘結(jié)力較弱、占用農(nóng)田，影響環(huán)境。21第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況（1）發(fā)展：

歷史悠久：考古資料表明，我國在新石器時代末期（約6000－4500年前），已有地面木架建筑和木骨泥墻建筑。分為三個階段：第一階段：在清朝末年，19世紀中葉以前主要以城墻、佛塔和少數(shù)磚砌重型穹拱佛殿以及石橋等。代表有萬里長城、南京靈谷寺無梁殿后面走廊的磚砌穹窿、河北趙縣的趙州橋。

4.砌體結(jié)構(gòu)在我國的的發(fā)展與應(yīng)用情況：22第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況第三階段：解放后到現(xiàn)在在原有基礎(chǔ)上有了長足的進步。無論在橋梁、房屋，且在新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)方面也有了很大的發(fā)展，并建立了具有我國特色的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算理論。第二階段：19世紀中葉到解放前砌體材料主要還是粘土磚，由于在封建及后來的半殖民地半封建制度下，磚石結(jié)構(gòu)的實踐和理論發(fā)展緩慢。（2）發(fā)展趨勢：高強、空心、薄壁大板和配筋砌體等。23三.鋼結(jié)構(gòu)

第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況1.鋼結(jié)構(gòu)的特點：優(yōu)點：（1）強度高、強重比大；塑性、韌性好；（2）材質(zhì)均勻，符合力學(xué)假定，安全可靠度高；（3）工廠化生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，施工速度快；缺點：

鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火；易銹蝕，耐腐性差。

24第一章總論1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況2.鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用：（1）重型結(jié)構(gòu)及大跨度建筑結(jié)構(gòu)；（2）多層、高層及超高層建筑結(jié)構(gòu)；（3）輕鋼結(jié)構(gòu)；（4）塔桅等高聳結(jié)構(gòu)；（5）鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)。我國是最早應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的國家，但是歷史的原因致使現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用及發(fā)展與發(fā)達國家相比，已有相當(dāng)大的差距。

254鋼結(jié)構(gòu)的初始缺陷幾何缺陷：初彎曲初傾斜桿件長度誤差材料缺陷：鋼材并非理想的勻質(zhì)體和各向同性體本章目錄第一章總論工廠制造：驗收、放樣、加工、裝配、矯正、除銹和涂漆工地安裝：擴大拼裝、吊裝就位、臨時固定、最后固定3鋼結(jié)構(gòu)的建造過程1.2各種建筑結(jié)構(gòu)特點及應(yīng)用情況5鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展發(fā)展低合金高強度鋼材和型鋼品種結(jié)構(gòu)和構(gòu)件設(shè)計計算方法的深入研究結(jié)構(gòu)形式的革新結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計261.3建筑結(jié)構(gòu)基本理論及設(shè)計方法的發(fā)展一.結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的發(fā)展過程

1.彈性理論為基礎(chǔ)的容許應(yīng)力設(shè)計方法2.破壞階段設(shè)計方法3.極限狀態(tài)設(shè)計方法4.概率設(shè)計法：以近似概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法。未來：全概率設(shè)計法、生命全過程設(shè)計法第一章總論1.3建筑結(jié)構(gòu)基本理論及設(shè)計方法的發(fā)展27二.我國現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（部分）

《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標準》GB50068-2001《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB5009-2001《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50003-2001《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2003。設(shè)計人員必須遵照各種結(jié)構(gòu)類型設(shè)計規(guī)范或規(guī)程進行設(shè)計。各種設(shè)計規(guī)范或規(guī)程是具有約束性和立法性的文件，其目的是使工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計在符合國家經(jīng)濟政策的條件下，保證設(shè)計質(zhì)量和工程項目的安全可靠。注意在學(xué)習(xí)中，有關(guān)基本理論的應(yīng)用最終都要落實到規(guī)范的具體規(guī)定。第一章總論1.3建筑結(jié)構(gòu)基本理論及設(shè)計方法的發(fā)展本章目錄281.4建筑結(jié)構(gòu)課程的要求、注意的問題一.要求1.掌握結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能；2.掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則；3.熟悉結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和其它相應(yīng)規(guī)范；4.熟練基本的設(shè)計計算、查閱有關(guān)表格和構(gòu)造要求；5.學(xué)會識讀結(jié)構(gòu)施工圖，正確理解設(shè)計意圖。

第一章總論1.4建筑結(jié)構(gòu)課程的要求、特點及學(xué)習(xí)方法291.4建筑結(jié)構(gòu)課程的要求、特點及學(xué)習(xí)方法第一章總論1.應(yīng)通過實習(xí)、參觀等各種渠道，了解建筑物各構(gòu)件的受力特點、結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)構(gòu)造，從而來積累感性認識。二.學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的問題2.完成一定量的習(xí)題有助于理解和掌握本課程的內(nèi)容和基本概念；按要求完成單項能力訓(xùn)練和綜合能力訓(xùn)練，在掌握知識的前提下培養(yǎng)職業(yè)能力。30第一章緒論1.4建筑結(jié)構(gòu)課程的要求、特點及學(xué)習(xí)方法3.建筑結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力計算與建筑材料、建筑力學(xué)課程密切相關(guān)，建筑結(jié)構(gòu)課程是建筑施工、建筑施工項目管理、地基與基礎(chǔ)等課程的基礎(chǔ)課程。因此學(xué)好本課程，有助于理解和學(xué)好其他課程。4.建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算方法，大部分是建立在實驗的基礎(chǔ)上，特別是混凝土和砌體構(gòu)件，由于所用材料的物理力學(xué)性能的復(fù)雜性，對實驗的依賴性很強。學(xué)習(xí)中要特別注意計算公式的適用范圍和限制條件。31第一章緒論1.4建筑結(jié)構(gòu)課程的要求、特點及學(xué)習(xí)方法5.本課程中涉及眾多的構(gòu)造措施與結(jié)構(gòu)計算，它們在課程中有著同等重要的地位。各種構(gòu)造措施是長期科學(xué)實驗和工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)，是對結(jié)構(gòu)計算中未考慮到的因素所采取的技術(shù)措施。工程事故常常是由于不重視構(gòu)造措施或構(gòu)造措施不當(dāng)而發(fā)生的。因此在學(xué)習(xí)中要充分重視構(gòu)造措施和構(gòu)造處理，并注意弄清其中的道理。32第一章緒論6.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、規(guī)程是多年來建筑科學(xué)研究成果和工程實踐經(jīng)驗的總結(jié)，是國家頒布的技術(shù)規(guī)定和標準，已具有某些法律性質(zhì)，設(shè)計、施工、工程管理人員應(yīng)嚴格遵守和執(zhí)行。在學(xué)習(xí)本課程時，自覺查閱、熟悉有關(guān)規(guī)范，以便于工作中應(yīng)用。1.4建筑結(jié)構(gòu)課程的要求、特點及學(xué)習(xí)方法33第一章緒論1.4建筑結(jié)構(gòu)課程的要求、特點及學(xué)習(xí)方法三.本課程的教學(xué)環(huán)節(jié)1.課堂教學(xué)及討論；2.教學(xué)試驗；（實驗錄像）3.單項能力訓(xùn)練；（在課堂或課后）4.綜合能力訓(xùn)練（專題訓(xùn)練、課程設(shè)計）；5.工程經(jīng)驗積累（自行安排）。本章目錄作業(yè)思考題34◆容許應(yīng)力設(shè)計法◎鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能不是彈性的；◎結(jié)構(gòu)中一點達到容許應(yīng)力，結(jié)構(gòu)即認為失效；◎沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求；◎安全系數(shù)是憑經(jīng)驗確定的，缺乏科學(xué)依據(jù)。35◆破損階段設(shè)計法整個截面達到極限承載力才認為失效，考慮了材料塑性和強度的充分發(fā)揮，極限荷載可以直接由試驗驗證，構(gòu)件的總安全度較為明確。

◎但安全系數(shù)K仍然憑經(jīng)驗確定，

◎沒有考慮結(jié)構(gòu)功能的多樣性要求的問題。36◆極限狀態(tài)設(shè)計法除要求對承載力極限狀態(tài)進行設(shè)計外，還包括的撓度和裂縫寬度（適用性）的極限狀態(tài)的設(shè)計。對于承載力極限狀態(tài)，針對荷載、材料的不同變異性，不再采用單一的安全系數(shù)，而采用的多系數(shù)表達，◎

材料強度

fck和fsk

是根據(jù)統(tǒng)計后按一定保證率取其下限分位值，反映的材料強度的變異性。◎

荷載值

qik也盡可能根據(jù)各種荷載的統(tǒng)計資料，按一定保證率取其上限分位值?！蚝奢d系數(shù)

kqi，材料強度系數(shù)kc和

ks仍按經(jīng)驗確定，但對于不同荷載的變異大小，可取不同的荷載系數(shù)。37◆以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法由于實際結(jié)構(gòu)中的不確定性，因此無論如何設(shè)計結(jié)構(gòu)，都會有失效的可能性存在，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，采用概率方法是比較合理的。失效概率越小，表示結(jié)構(gòu)可靠性越大。因此，可以用失效概率來定量表示結(jié)構(gòu)可靠性的大小。結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量稱為結(jié)構(gòu)可靠度。當(dāng)失效概率Pf小于某個值時，人們因結(jié)構(gòu)失效的可能性很小而不再擔(dān)心，即可認為結(jié)構(gòu)設(shè)計是可靠的。該失效概率限值稱為容許失效概率[Pf]。失效概率Pf=P(S>R)383940

4142PPPP素混凝土梁承載力小，破壞突然鋼筋混凝土梁承載力大，變形性能好，破壞有預(yù)告配筋的作用：（1）提高結(jié)構(gòu)的承載力；（2）調(diào)整結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)。

43北京飯店新樓44

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廣州白云賓館36004000800080006600030003600030006600080008000400036007000078507850230033層，112.45米，剪力墻結(jié)構(gòu)，1976年建成，國內(nèi)首棟百米高層。4849鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程實例美國西雅圖雙聯(lián)廣場大廈58層四根大鋼管混凝土柱混凝土抗壓強度133Mpa直徑3.05m管壁厚30mm承受60%豎向荷載50鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)51筒中筒結(jié)構(gòu)體系深圳發(fā)展中心52多筒結(jié)構(gòu)體系成束筒53巨形框架結(jié)構(gòu)5455565758砌體結(jié)構(gòu)59鋼結(jié)構(gòu)60木結(jié)構(gòu)61混合結(jié)構(gòu)62萬里長城63趙州橋64第一講思考題1、什么是建筑結(jié)構(gòu)？按照所用材料的不同，建筑結(jié)構(gòu)可以分為哪幾類？各有何特點？2、混凝土結(jié)構(gòu)房屋中各個構(gòu)件的受力特點是什么？3、簡述建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及材料發(fā)展方向。65第一章建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則661.荷載分類；2.荷載代表值；3.結(jié)構(gòu)的功能；4.結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)；5.結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力；6.概率極限狀態(tài)設(shè)計法實用設(shè)計表達式。本章主要內(nèi)容一67重點1、荷載分類；荷載代表值；2、結(jié)構(gòu)的功能；結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)；3、結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力。難點結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力。681.1.1荷載分類按隨時間的變異，結(jié)構(gòu)上的荷載可分為以下三類：

1.永久荷載永久荷載亦稱恒荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計的荷載。如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。

§1.1荷載分類及荷載代表值692.可變荷載可變荷載也稱為活荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載。3.偶然荷載在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時間很短的荷載稱為偶然荷載。701.1.2荷載代表值1.荷載代表值定義：結(jié)構(gòu)設(shè)計時，對于不同的荷載和不同的設(shè)計情況，應(yīng)賦予荷載不同的量值，該量值即荷載代表值。2.荷載標準值定義：荷載標準值就是結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準期內(nèi)具有一定概率的最大荷載值,它是荷載的基本代表值。設(shè)計基準期——為確定可變荷載代表值而選定的時間參數(shù)，一般取為50年。71（1）永久荷載標準值永久荷載主要是結(jié)構(gòu)自重及粉刷、裝修，固定設(shè)備的重量。一般可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計尺寸和材料或結(jié)構(gòu)構(gòu)件單位體積（或面積）的自重標準值確定。對于自重變異性較大的材料，在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)其對結(jié)構(gòu)有利或不利的情況，分別取其自重的下限值或上限值。[例]取鋼筋混凝土單位體積自重標準值為25kN/m3，則截面尺寸為200×500mm的鋼筋混凝土矩形截面梁的自重標準值為0.2×0.5×25=2.5kN/m。72（2）可變荷載標準值民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻偶值和永久值系數(shù)按表1.1.1采用。1）可變荷載準永久值定義：在設(shè)計基準期內(nèi)經(jīng)常達到或超過的那部份荷載值（總的持續(xù)時間不低于25年），稱為可變荷載準永久值。可變荷載準永久值可表示為ψqＱk，其中Ｑk為可變荷載標準值，ψq為可變荷載準永久值系數(shù)。ψq值見表1.1.1。732）可變荷載組合值定義：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）仍可以其標準值為代表值外，其他伴隨荷載均應(yīng)以小于標準值的荷載值為代表值，此即可變荷載組合值?？勺兒奢d組合值可表示為ψcＱk。其中ψc為可變荷載組合值系數(shù)，其值按表1.1.1查取。743）可變荷載頻遇值 定義：對可變荷載，在設(shè)計基準期內(nèi)，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值（總的持續(xù)時間不低于50年），稱為可變荷載頻遇值?？勺兒奢d頻遇值可表示為ψfＱk。其中ψf為可變荷載頻遇值系數(shù)，其值按表1.1.1查取。75§1.2建筑結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計法1.2.1極限狀態(tài)1.結(jié)構(gòu)的功能要求（1）結(jié)構(gòu)的安全等級

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、產(chǎn)生社會影響等）的嚴重性，采用不同的安全等級。根據(jù)破壞后果的嚴重程度，建筑結(jié)構(gòu)劃分為三個安全等級。

76表1.2.1建筑結(jié)構(gòu)的安全等級安全等級破壞后果建筑物類型一級很嚴重重要的房屋二級嚴重一般的房屋三級不嚴重次要的房屋77（2）結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限

定義：房屋建筑在正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維護下所應(yīng)達到的持久年限。結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限應(yīng)按下表采用。類別設(shè)計使用年限（年）示例15臨時性結(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紀念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)781.1荷載分類及荷載代表值第一章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則（1）可變荷載標準值（民用樓面均布活荷載標準值按下表采用）民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻偶值和永久值系數(shù)項次類別標準值(kN/m2)組合值系Ψc頻偶值系Ψf準永久值系數(shù)Ψq1（1）住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園（2）教室、實驗室、閱覽室、會議室、醫(yī)院門診室2.00.70.50.60.40.52食堂、辦公樓中的一般資料檔案室2.50.70.60.53（1）禮堂、劇場、影院、有固定座位的看臺（2）公共洗衣房3.03.00.70.70.50.60.30.54（1）商店、展覽廳、車站、港口、機場大廳及其旅客等候室（2）無固定座位的看臺3.53.50.70.70.60.50.50.3791.1荷載分類及荷載代表值第一章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則5（1）健身房、演出舞臺（2）舞廳4.04.00.70.70.60.60.50.36（1）書庫、檔案室、儲藏室（2）密集柜書庫5.012.00.90.90.87通風(fēng)機房、電梯機房7.00.90.90.88汽車通道及停車庫（1）單向板樓蓋（板跨不小于2m）客車消防車（2）雙向板樓蓋和無梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸不小于6m×6m）客車消防車4.035.02.520.00.70.70.70.70.70.70.70.70.60.60.60.6（1）可變荷載標準值（民用樓面均布活荷載標準值按下表采用）801.1荷載分類及荷載代表值第一章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則9廚房（1）一般的（2）餐廳2.04.00.70.70.60.70.50.710浴室、廁所、盥洗室：（1）第1項中的民用建筑（2）其他民用建筑2.02.50.70.70.50.60.40.511走廊、門廳、樓梯：（1）宿舍、旅館、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園、住宅（2）辦公樓、教室、餐廳、醫(yī)院門診部（3）消防疏散樓梯、其他民用建筑2.02.53.50.70.70.70.50.60.50.40.50.312陽臺：（1）一般情況（2）當(dāng)人群有可能密集時2.53.50.70.60.5注：①本表所列各項活荷載適用于一般使用條件，當(dāng)使用荷載大時，應(yīng)按實際情況采用。②本表各項荷載不包括隔墻自重和二次裝修荷載。（1）可變荷載標準值（民用樓面均布活荷載標準值按下表采用）81（3）結(jié)構(gòu)的功能要求1）結(jié)構(gòu)的功能要求

功能要求適用性耐久性安全性82

安全性——結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用的條件下，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；在設(shè)計規(guī)定的偶然事件（如強烈地震、爆炸、車輛撞擊等）發(fā)生時和發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，即結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。

適用性——結(jié)構(gòu)在正常使用時具有良好的工作性能。例如，不會出現(xiàn)影響正常使用的過大變形或振動；不會產(chǎn)生使使用者感到不安的裂縫寬度等。83耐久性——結(jié)構(gòu)在正常維護條件下具有足夠的耐久性能，即在正常維護條件下結(jié)構(gòu)能夠正常使用到規(guī)定的設(shè)計使用年限。例如，結(jié)構(gòu)材料不致出現(xiàn)影響功能的損壞，鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋不致因保護層過薄或裂縫過寬而銹蝕等。842）結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度的概念

結(jié)構(gòu)可靠性——結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性的總稱。結(jié)構(gòu)可靠度——結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成預(yù)定功能的概率。規(guī)定時間指設(shè)計使用年限；規(guī)定條件指正常設(shè)計、正常施工、正常使用和正常維護，不包括錯誤設(shè)計、錯誤施工和違反原來規(guī)定的使用情況。85結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，即對結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述。注意1：結(jié)構(gòu)可靠度與結(jié)構(gòu)使用年限長短有關(guān)?！督y(tǒng)一標準》以結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為計算結(jié)構(gòu)可靠度的時間基準。注意2：結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限雖與結(jié)構(gòu)使用壽命有聯(lián)系，但不等同。當(dāng)結(jié)構(gòu)的使用年限超過設(shè)計使用年限后，并不意味著結(jié)構(gòu)就要報廢，但其可靠度將逐漸降低。862.結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)（1）定義整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部份，超