建筑結(jié)構(gòu)基本理論-建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則

項(xiàng)目

建筑結(jié)構(gòu)基本理論任務(wù)四：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則混凝土的強(qiáng)度混凝土的變形性能混凝土的選用及強(qiáng)度指標(biāo)的查用混凝土與鋼筋的粘結(jié)

任務(wù)三：混凝土的選用及強(qiáng)度指標(biāo)的查用上堂課內(nèi)容回憶fcuk、fck、ftk徐變、收縮、膨脹講解、分析、互動(dòng)本節(jié)教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)

掌握學(xué)習(xí)目標(biāo)荷載分類、荷載代表值、極限狀態(tài)應(yīng)用結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)聯(lián)系實(shí)際學(xué)習(xí)重點(diǎn)區(qū)分和理解荷載代表值、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)學(xué)習(xí)難點(diǎn)荷載代表值；結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)本節(jié)知識(shí)4.結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)3.結(jié)構(gòu)的功能要求1.荷載分類任務(wù)四建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則設(shè)計(jì)基本原則5.結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)2.荷載代表值一、荷載分類永久荷載（恒荷載）可變荷載（活荷載）偶然荷載4.結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)3.結(jié)構(gòu)的功能要求1.荷載分類任務(wù)四建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則設(shè)計(jì)基本原則5.結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)2.荷載代表值1.荷載代表值定義：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于不同的荷載和不同的設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)值定義：荷載標(biāo)準(zhǔn)值就是結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)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。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期——為確定可變荷載代表值而選定的時(shí)間參數(shù)，一般取為50年。二、荷載代表值（1）永久荷載標(biāo)準(zhǔn)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(jì)尺寸和材料或結(jié)構(gòu)構(gòu)件單位體積（或面積）的自重標(biāo)準(zhǔn)值確定。對(duì)于自重變異性較大的材料，在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)其對(duì)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值為0.2×0.5×25=2.5kN/m。（2）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻偶值和永久值系數(shù)按表采用。1）可變荷載準(zhǔn)永久值定義：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常達(dá)到或超過(guò)的那部份荷載值（總的持續(xù)時(shí)間不低于25年），稱為可變荷載準(zhǔn)永久值?？勺兒奢d準(zhǔn)永久值可表示為ψqＱk

，其中Ｑk為可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，ψq為可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)。2）可變荷載組合值定義：兩種或兩種以上可變荷載同時(shí)作用于結(jié)構(gòu)上時(shí)，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?？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)。3）可變荷載頻遇值 定義：對(duì)可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)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（一般在10％以內(nèi)），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)。4.結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)3.結(jié)構(gòu)的功能要求1.荷載分類任務(wù)四建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則設(shè)計(jì)基本原則5.結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)2.荷載代表值安全等級(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)重次要的房屋三、建筑結(jié)構(gòu)的功能要求1.結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等）的嚴(yán)重性，采用不同的安全等級(jí)。根據(jù)破壞后果的嚴(yán)重程度，建筑結(jié)構(gòu)劃分為三個(gè)安全等級(jí)。

表建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)

2.結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限

定義：房屋建筑在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的持久年限。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)按下表采用。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結(jié)構(gòu)3.結(jié)構(gòu)的功能要求（1）結(jié)構(gòu)的功能要求

（2）結(jié)構(gòu)的可靠性和可靠度的概念

4.結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)3.結(jié)構(gòu)的功能要求1.荷載分類任務(wù)四建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原則設(shè)計(jì)基本原則5.結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)2.荷載代表值1.定義四、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)2.分類（1）承載能力極限狀態(tài)——這種極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。承載能力極限狀態(tài)主要考慮關(guān)于結(jié)構(gòu)安全性的功能。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)：●結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度不夠而破壞；●整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；●結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；●結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如柱子被壓曲等）。結(jié)構(gòu)超過(guò)承載能力極限狀態(tài)的示例（2）正常使用極限狀態(tài)——正常使用極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于結(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(xiàng)規(guī)定限值。這一狀態(tài)對(duì)應(yīng)于適用性或耐久性的功能。

當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)：

●影響正常使用或外觀的變形；

●影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；

●影響正常使用的振動(dòng)；

●影響正常使用的其他特定狀態(tài)等。1.作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力的概念

作用效應(yīng)——結(jié)構(gòu)上的各種作用，在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力（軸力、彎矩、剪力、扭矩等）和變形（如撓度、轉(zhuǎn)角、裂縫等）的總稱，用S表示。由直接作用產(chǎn)生的效應(yīng)，通常稱為荷載效應(yīng)。五、結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)結(jié)構(gòu)抗力

——結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受作用效應(yīng)的能力，如構(gòu)件的承載力、剛度、抗裂度等，用R表示。結(jié)構(gòu)抗力是結(jié)構(gòu)內(nèi)部固有的，其大小主要取決于材料性能、構(gòu)件幾何參數(shù)及計(jì)算模式的精確性等。

2.結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)

實(shí)際工程中，可能出現(xiàn)以下三種情況：結(jié)構(gòu)所處狀態(tài)的示意

9.2框架結(jié)構(gòu)荷載分類、荷載代表值的概念及種類；永久荷載、可變荷載的代表值；作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力的概念；結(jié)構(gòu)的功能及其極限狀態(tài)的含義；本節(jié)課小結(jié)