建筑结构的设计标准和设计方法.pptxVIP

建筑结构第二章建筑结构的设计标准和设计方法

目录结构上的作用、作用效应及结构抗力和功能函数33结构的功能要求和极限状态32设计基准周期和设计使用年限31极限状态设计表达式34

2.1设计基准周期和设计使用年限设计基准周期结构设计所采用的荷载统计参数、与时间有关的材料性能取值，都需要选定一个时间参数，它就是设计基准周期。我国采用的设计基准周期为50年。设计使用年限设计使用年限是设计规定的一个时期。类别1234设计使用年例临时性建筑易于替换的结构构件普通房屋和构筑物纪念性建筑和特别重要建筑

2.2结构的功能要求和极限状态结构的安全等级规范根据建筑结构的重要性，规模大小，破坏后果严重程度而将建筑物划分3个设计等级，如表所示。安全等级破坏后果的影响程度建筑物的类型一级很严重重要的建筑物二级严重一般的建筑物三级不严重次要的建筑物对人员比较集中使用频繁的影剧院、体育馆等，安全等级宜按一级设计，对特殊的建筑物，其设计安全等级可视具体情况确定。在近似概率理论的极限状态设计法中，结构的安全等级是用结构重要性系数来体现的。Back

2.2结构的功能要求和极限状态

结构的功能要求安全性:结构在预定的使用期间内(一般为50年)，应能承受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各种荷载、外加变形(如超静定结构的支座不均匀沉降时)、约束变形(如温度和收缩变形受到约束时)等的作用。在偶然事件(如地震、爆炸)发生时和发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连续破坏而造成生命财产的严重损失。适用性:结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不发生影响正常使用的过大的变形(挠度、侧移)、振动(频率、振幅)，或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度等。耐久性:结构在正常使用和正常维护的条件下，应具有足够的耐久性，即在各种因素的影响下(混凝土碳化、钢筋锈蚀)，结构的承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。

结构极限状态的概念结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构为“可靠”或“有效”。反之，则结构为“不可靠”或“失效”。区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限状态”，即整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态即为该功能的极限状态。举例如表所示。结构的功能可靠极限状态失效安全性受弯承载力MMuM=MuMMu适用性挠度变形f[f]f=[f]f[f]耐久性裂缝宽度wmax[wmax]wmax=[wmax]wmax[wmax]表钢筋混凝土简支梁的可靠、失效和极限状态概念2.2结构的功能要求和极限状态

结构的极限状态

承载能力极限状态结构或构件达到最大承载力，疲劳破坏或不适于继续承载的变形状态称为承载能力极限状态。超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求，主要包括：①结构或构件达到最大承载力(包括疲劳)。②结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、滑移)。③结构塑性变形过大而不适于继续使用。④结构形成几何可变体系(超静定结构中出现足够多的塑性铰)。⑤结构或构件丧失稳定(如细长受压构件的压曲失稳)。2.2结构的功能要求和极限状结构的极限状态

正常使用极限状态结构或构件达到正常使用或耐久性的某项限值规定，称为正常使用极限状态。超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。主要包括：①过大的变形、侧移，这往往会导致非结构构件受力破坏、会给人不安全感或导致结构不能正常使用(如吊车梁)等。②过大的裂缝，这往往会导致钢筋锈蚀、给人不安全感或导致房屋漏水等。③过大的振动，这往往会给人不舒适感。④其他正常使用要求。2.2结构的功能要求和极限状结构的极限状态

3结构上的作用、作用效应及结构抗力和功能函数结构上的作用与作用效应结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构外加变形或约束变形的原因。结构上的作用分为直接作用和间接作用两种。直接作用是指施加在结构上的荷载，如恒荷载、活荷载、风荷载和雪荷载等。间接作用是指引起结构外加变形和约束变形的其他作用，如地基不均匀沉降、温度变化、混凝土收缩、焊接变形等。作用效应是指由结构上的作用引起的结构或构件的内力(如轴力、剪力、弯矩、扭矩等)和变形(如挠度、侧移、裂缝等)。当作用为集中力或分布力时，其效应可称为荷载效应。

按随时间的变异分类永久作用：是指在设计基准期内其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用，如结构自重、土压力、预加应力等。可变作用：是指在设计基准期内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用，如安装荷载、楼面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载和温度变化等。