【房屋建筑学】第二章 建筑结构的设计标准和设计 （修）0ppt课件.ppt

第二章 建筑结构的设计标准和设计方法;第一节 设计基准期和设计使用年限;第二节 结构的功能要求、作用和抗力;结构各项预定功能的具体要求如下： 1．安全性 结构在规定的条件下，应该能够承受可能出现的各种作用，包括荷载、外加变形、约束变形等作用。而且，在偶然荷载作用下或偶然事件发生时（如地震、强风、爆炸等）结构应能保持必要的整体稳定性，不致倒塌； 2．适用性 结构在正常使用时应能满足预定的使用要求，具有良好的工作性能，其变形、裂缝或振动等均不超过规定的限度； 3．耐久性 结构在正常使用、正常维护的情况下应有足够的耐久性能，不致因材性变化或外界侵蚀而影响预期的使用年限。 ; 以上三个方面的功能总称为建筑结构的可靠性。 结构的可靠性用可靠度来进行定量描述，即结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为结构的可靠度，结构的可靠度是衡量结构可靠性的重要指标。 结构可靠性越高，建设造价投资越大。 如何在结构可靠与经济之间取得均衡，就是设计方法要解决的问题。;二、作用和作用效应 （一）作用、荷载、直接作用、间接作用 1. 作用：使结构或结构构件产生内力和变形的原因。 2. 荷载：施加在结构上的集中力或分布力。 3. 直接作用：指施加在结构上的集中荷载和分布荷载，即永久荷载和可变荷载等。 4. 间接作用：指引起结构外加变形和约束变形的其他作用，如地震作用、基础沉降、混凝土收缩、温度变化、焊接变形等。;（二）作用效应、荷载效应 1、作用效应：指荷载、地震、温度、不均匀沉降等因素作用于结构构件上，在结构内所产生的内力和变形（如轴力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等），当“作用”为“荷载”时，其效应也可称荷载效应。 2、荷载效应：由于荷载的作用引起的结构或构件的反应。 S = C.Q (荷载和荷载效应成线性关系） 式中，常数C为荷载效应系数。由于结构上的作用是不确定的随机变量，所以作用效应一般说来也是一个随机变量。 ;（三）荷载的分类 1、按荷载随时间的变异性分类：永久作用、可变作用和偶然作用。 2??按荷载作用的空间位置的变异性分类：固定作用和自由作用。 3、按结构的反应特点分类：静态作用和自由作用。;三、结构抗力R 结构或结构构件承受作用效应的能力（如构件的承载能力、刚度等）。 结构构件抗力是材料性能（温度、变形模量等物理力学性能），几何参数以及计算模式的函数，考虑到材料的变异性，构件几何特征的不定性和计算模式的不定性，由这些因素综合而成的结构抗力也是一个随机变量。 ;第三节 结构的可靠度理论和极限状态设计方法;二、可靠度理论 （一） 随机变量的分析和处理 1、随机事件定义：一个事件可能有多种结果，事先不能肯定哪一种结果一定发生，但事后有唯一结果。（如各种可变荷载）;2、随机变量的统计参数 ?、?、? 1)随机变量的参数统计 ① 平均值 ;(2)标准差 (3)变异系数 ;3、正态分布曲线 结构的作用、作用效应和抗力的实际分布情况是很复杂的，但统计分析表明，它们有的服从正态分布，有的通过数学变换可以化为当量正态分布。正态分布曲线是数理统计中最常用的曲线 ;① 曲线方程 式中： ——随机变量； ——随机变量的频率密度；即随机变量在横坐标某一区段上出现的百分率（或称频率）与该区段长度的比值。;② 曲线特征 a.曲线对称于 ； b.曲线只有一个峰值点 ； c.当 趋于 或 时， 趋于零； d.对称轴左右两边各有一个反弯点，反弯点距峰值点水平距离为 ，它也对称于对称轴。 ;③ 特征值 我们通常要求出现的事件不大于或不小于某一数值，这个数值就称为特征值。