建筑结构设计基本原理69510.ppt

承载能力极限状态设计表达式 基本组合中可变荷载效应控制的组合 基本组合中永久荷载效应控制的组合 基本组合中荷载分项系数的取值 * * 建筑结构设计基本原理 1. 结构上的荷载 2. 极限状态设计法 CH.2 建筑结构设计基本原理 2.1 建筑物结构的荷载 作用（S）（或荷载） 作用效应 施加在结构上的集中或分布荷载，称为作用——直接作用 引起结构外加变形或约束变形的原因——间接作用 ——由作用引起的结构或构件的反应 结构抗力（R） ——结构或结构构件承受作用效应的能力 q V M 2.1.1 基本概念 ——在设计基准期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的荷载。也称恒荷载或恒载。比如结构自重或土压力等。 ——在设计基准期内，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可以忽略不计的荷载。也称活荷载或活载。比如楼面活载、屋面活载、雪荷载、风荷载、吊车荷载以及稳定变化等。 ——在设计基准期内不一定出现，而一旦出现,其量值很大且持续时间很短的荷载。比如地震、爆炸及撞击等。 永久荷载 可变荷载 偶然荷载 2.1.2 荷载分类 按时间的变异分类 按空间位置的变异分类 固定荷载——在结构空间位置上具有固定的分布，自重等； 可动荷载——在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布。 静态荷载——对结构不产生动力效应，或小的可以忽略； 动态荷载——对结构产生动力效应，且不可以忽略。 按结构的反应分类 ——结构设计时，对于不同的荷载和设计情况，应采用不同的代表值。 2.1.3 荷载的代表值 永久荷载代表值——只有一个代表值，即它的标准值。 可变荷载代表值——应根据不同的设计要求采用不同的荷载值作为其代表值。 对于结构自重，可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。 对于某些自重变异较大的材料构件，自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。 永久荷载的代表值 ——应根据设计要求，分别取如下不同的荷载值作为其代表值。 ——荷载基本代表值。指在结构使用期间，在正常情况下出现具有一定保证率的最大荷载。 ——当结构同时承受两种或两种以上可变荷载时，除主导荷载（产生荷载效应最大的荷载）取标准值，其他伴随荷载取小于其标准值的组合值为代表值，即乘以一个小于或等于1的组合值系数。 ——作用于结构上时而出现，持续时间较短的较大可变荷载，其超越的总时间仅为设计基准期的一小部分。 ——在设计基准期内经常作用在结构上的可变荷载，即在整个设计基准期内出现时间较长的那部分荷载值。 荷载标准值 组合值 频遇值 准永久值 可变荷载的代表值 恒荷载 按构件或材料单位体积（或单位面积）自重平均值确定。见P11 表2-1，即荷规4.1.1条。 楼面及屋面活荷载 民用建筑楼面活载见《规范》。对多、高层，荷载满布且达到最大值可能性很小，应适当折减。 屋面均布活载分“上人”和“不上人”两类。 雪荷载 ——基本雪压，见《荷规》6.1.1条和附录D.4。 ——雪荷载标准值 ——屋面积雪分布系数，即基本雪压换算为屋面水平投影面上的雪荷载的换算系数。 风荷载 ——风荷载标准值 ——基本风压，见《规范》 ——风压高度变化系数 ——风荷载体型系数，+为压力，-为吸力 ——高度z处风振系数 屋面均布活载不与雪荷载同时考虑，设计时取其中较大值。 2.2 极限状态设计法 2.2.1 结构功能要求 在设计基准期（一般50年，也有100、25和5年）内，满足功能要求，即安全性(SR)，适用性，耐久性。 安全性：满足特定的与建筑物功能相适应的承载力极限状态； 适用性：保证结构在正常使用中时具有良好工作性能； 耐久性：保证结构的承载力的持续时间与环境适应度； 功能函数：Z=R-S=g(X1,X2,X3….Xn) 结果分析 Z=R-S0： Z=R-S0： Z=R-S=0： 处于结构可靠状态； 处于不可靠状态，即结构失效； 处于极限状态，此方程称极限状态方程 2.2.3 结构可靠度理论 ——在规定的时间内（一般为50年），在规定的条件下（正常设计、正常施工和正常使用），完成预定功能的概率，称为结构的可靠度，即可靠概率。以Ps表示 安全性、适用性、耐久性 结构的可靠度 失效概率 强度/荷载值 出现概率 γ0[S] μS σS σS [R] μR σR σR 失效 可靠 ——结构不能完成预定功能的概率，以Pf表示。 2.2.3 建筑物的重要度与基准期 我国将建筑物的重要程度分为三级，不同级别在计算中取不同的重要度系数γ0 ： 一级，破坏后果极其严重，属于重要的建筑物；γ0 =1.1 二级，破坏后果比较严重，属于一般的建筑物；γ0 =1.0 三级，破坏后果相对不严重，属于比较次要的建筑物。γ0 =0.9 结构的设计基准期 1.结构保证其设计可靠度指