建筑结构设计基本原理PPT学习教案

1、会计学1建筑结构设计基本原理建筑结构设计基本原理2.1.2设计使用年限设计使用年限 结构设计所规定的一个时期。即在这一结构设计所规定的一个时期。即在这一规定的时期内，房屋建筑在正常设计、正常规定的时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工和正常使用维护下不需要进行大修就能施工和正常使用维护下不需要进行大修就能按其预定的目的使用。按其预定的目的使用。第1页/共33页计基准期一般为计基准期一般为50年。年。第2页/共33页结构上的作用结构上的作用施加在结构上的集中力或分布力（施加在结构上的集中力或分布力（直直接作用，也称为荷载接作用，也称为荷载）和引起结构外加变形或约束变）和引起结构外加变形或约束变形的

2、原因（形的原因（间接作用间接作用）。）。 作用效应作用效应S由于直接作用或间接作用作用于结构构件由于直接作用或间接作用作用于结构构件上，在结构内产生的上，在结构内产生的内力和变形内力和变形(如轴力、弯矩、剪力如轴力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等、扭矩、挠度、转角和裂缝等)。 结构抗力结构抗力R结构或结构构件承受内力和变形的能力结构或结构构件承受内力和变形的能力(如构件的如构件的承载能力、刚度承载能力、刚度等等)。它与材料性能、构件尺。它与材料性能、构件尺寸和计算模式等有关。寸和计算模式等有关。 结构上的作用、作用效应、结构抗力均是随机变量结构上的作用、作用效应、结构抗力均是随机变量。第

3、3页/共33页不一定出不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的时间很短的作用。作用。第4页/共33页作用。作用。动态作用动态作用使结构产生的加速度使结构产生的加速度不可忽略的作不可忽略的作用。用。第5页/共33页确定其代表确定其代表值。值。第6页/共33页根据对结构的不利状态，取上限值根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。或下限值。第7页/共33页内经常达到或超过的值。内经常达到或超过的值。第8页/共33页不可能同不可能同时达到最大值，因此取值不仅与荷时达到最大值，因此取值不仅与荷载本身有载本身有关，而且与荷载效应组合所采用的关，而且与荷载效应组合所采用

4、的概率模型有概率模型有关。关。第9页/共33页为为97.73。2.混凝土的强度标准值混凝土的强度标准值 取保证率取保证率为为95%的强度值为混凝土强度的强度值为混凝土强度标准值。标准值。第10页/共33页 混凝土材料强度分项系数混凝土材料强度分项系数rC rC=1.4 钢筋材料强度分项系数钢筋材料强度分项系数rSrS=1.1 1.2第11页/共33页考虑在使用阶段塑性应力分布考虑在使用阶段塑性应力分布后结构构件截后结构构件截面承载力不小于外荷载产生的内力面承载力不小于外荷载产生的内力并乘以按安并乘以按安全系数，但安全系数凭经验确定。全系数，但安全系数凭经验确定。第12页/共33页应和影响结应和

5、影响结构抗力的主要因素为随机变量，根构抗力的主要因素为随机变量，根据统计分析据统计分析确定可靠概率来度量结构可靠性的确定可靠概率来度量结构可靠性的结构设计方结构设计方法。法。第13页/共33页第14页/共33页力极限状态力极限状态及正常使用极限状态及正常使用极限状态。第15页/共33页第16页/共33页(3) 影响正常使用的振动影响正常使用的振动，如由，如由于机器振动于机器振动而导致结构的振幅超过按正常使而导致结构的振幅超过按正常使用要求所规用要求所规定的限位等。定的限位等。(4) 影响正常使用的其它特定状影响正常使用的其它特定状态态，如相对，如相对沉降量过大等。沉降量过大等。第17页/共33

6、页123, ,nZg x x xx(1,2,3, , )ix in式 中 基 本 变 量 ， 如 荷 载 、 材 料 性 能 、 几 何 参 数 、 计 算 公 式 精 确 性 等 因 素 。123,0nZg x x xx当时称上式为极限状态方程。第18页/共33页 第19页/共33页设计、施工、使用和维修条件设计、施工、使用和维修条件)，完成预定功完成预定功能能(如承载力、刚度、稳定性、抗如承载力、刚度、稳定性、抗裂性、耐久裂性、耐久性和动力性能等性和动力性能等)的能力。的能力。第20页/共33页理意义，但计算理意义，但计算Pf比较复杂，一比较复杂，一般用可靠指般用可靠指标标度量结构的可靠性

7、。度量结构的可靠性。22SSRZZR 第21页/共33页第22页/共33页第23页/共33页建筑结构安全等级建筑结构安全等级安全等级安全等级破坏后果破坏后果建筑物类型建筑物类型设计使用年限设计使用年限一级一级很严重很严重重要的房屋重要的房屋100年年二级二级严重严重一般的房屋一般的房屋50年年三级三级不严重不严重次要的房屋次要的房屋5年年第24页/共33页验算，使用验算，使用上允许出现裂缝的构件进行裂度上允许出现裂缝的构件进行裂度宽度验算，宽度验算，使用上需控制变形的构件进行变使用上需控制变形的构件进行变形验算。形验算。第25页/共33页RSo 第26页/共33页niQikciQikQQGkG

8、SSSS211niQikciQiGkGSSS1)9 . 0(100niQikQiGkGSSS第27页/共33页时时, ,不应大于不应大于 1.0 1.0。SGk按永久荷载标准值按永久荷载标准值Gk计算的计算的荷载效应值荷载效应值Qi第第i个可变荷载分项系数，一个可变荷载分项系数，一般情况取般情况取 1.4，对标准值大于对标准值大于4 4kN/m2的工业厂房的工业厂房楼面活荷载取楼面活荷载取1.3。第28页/共33页第29页/共33页G GEEh EhkEv Evkw w wkSSSSS式中G 重力荷载分项系数，一般取重力荷载分项系数，一般取1.2; 1.2; 当重力荷载效应对结构构件的承当重力荷载效应对结构构件的承 载能力有利时载能力有利时, ,不应大于不应大于1.01.0。Ek、Ev水平、竖向水平、竖向地震作用分项系数，地震作用分项系数， 仅计算水平地震作用时，仅计算水平地震作用时，Ek=1.3，Ev=0； 仅计算竖向地震作用时，仅计算竖向地震作用时，E