建筑结构计算基本原则实用教案

1、1.2.2 1.2.2 实用设计表达式实用设计表达式（1 1）承载能力极限状态设计表达式）承载能力极限状态设计表达式 （2 2）荷载效应基本组合设计值）荷载效应基本组合设计值 S S对于基本组合，荷载效应组合的设计值对于基本组合，荷载效应组合的设计值S S应从应从(yn cn)(yn cn)由可变荷载效应控制的组合和由永久荷由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合中取最不利值确定。载效应控制的组合中取最不利值确定。 1 1）由可变荷载效应控制的组合）由可变荷载效应控制的组合1.2 建筑结构概率(gil)极限状态设计法 0SR第1页/共19页第一页，共20页。 ：结构构件的重要性系数：

2、结构构件的重要性系数(xsh)(xsh)，对安全等级为一级或设计使用年，对安全等级为一级或设计使用年限为限为100100年及以上的结构构件，不应小于年及以上的结构构件，不应小于1.11.1；对安全等级为二级或设计使用；对安全等级为二级或设计使用年限为年限为5050年的结构构件，不应小于年的结构构件，不应小于1.01.0；对安全等级为三级或设计使用年限为；对安全等级为三级或设计使用年限为5 5年及以下的结构构件，不应小于年及以下的结构构件，不应小于0.90.9；在抗震设计中，不考虑结构构件的重；在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数要性系数(xsh)(xsh)。0)(k2k11k0iQcini

3、iQQQGGSSSS第2页/共19页第二页，共20页。G ：永久荷载分项系数；：永久荷载分项系数； SGk ：永久荷载标准值：永久荷载标准值Gk 计算的荷载效应值；计算的荷载效应值；Qi ：第：第i个可变荷载的分项系数；个可变荷载的分项系数； SQik ：按可变荷载标准值：按可变荷载标准值Qi计算的荷载效应值计算的荷载效应值;ci ：可变荷载：可变荷载Qi的组合值系数，民用建筑的组合值系数，民用建筑(mn yn jin zh)楼面均布活楼面均布活 荷载、屋面均布活荷载的组合值系数；荷载、屋面均布活荷载的组合值系数；)(k2k11k0iQciniiQQQGGSSSS第3页/共19页第三页，共20

4、页。表1.2.3 荷载分项系数的取值荷载特性荷载分项系数永久荷载永久荷载效应对结构不利由可变荷载效应控制的组合1.2由永久荷载效应控制的组合1.35永久荷载效应对结构有利1.0倾覆、滑移或飘浮验算0.9可变荷载一般情况1.4对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3返回(fnhu)第4页/共19页第四页，共20页。 当考虑以竖向的永久荷载效应控制(kngzh)(kngzh)的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载。)(10QikciniQiGkGSSS2 2）由永久(yngji)(yngji)荷载效应控制的组合(1.2.4) 应用式（1.2.41.2.4）时应注意(zh y)

5、(zh y)以下问题：第5页/共19页第五页，共20页。 混凝土结构和砌体结构设计采用内力表达式。此时，式（1.2.3）、式（1.2.4）实质(shzh)上就是永久荷载和可变荷载同时作用时，在结构上产生的内力（轴力、弯矩、剪力、扭矩等）的组合，其目标是求出结构可能的最大内力。例如跨度为l0的简支梁，在跨中集中荷载F作用下的跨中最大弯矩M=Fl0/4 ，在均布荷载q作用下的跨中最大弯矩 M=ql02/8。弯矩 ，这也就是式中的计算方法。 2081qlM 第6页/共19页第六页，共20页。 【例1.2.1】 某办公楼钢筋混凝土矩形(jxng)截面简支梁，安全等级为二级，截面尺寸bh = 200mm

6、400mm，计算跨度 = 5m，净跨度 =4.86m。承受均布线荷载：活荷载标准值7kN/m，恒荷载标准值10kN/m（不包括自重）。试计算按承载能力极限状态设计时的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值。0lnl第7页/共19页第七页，共20页。【解】由表【解】由表1.1.1查得活荷载组合值系数查得活荷载组合值系数=0.7。安全等级为二级，则结。安全等级为二级，则结构重要性系数构重要性系数=1.0。 钢 筋 混 凝 土 的 重 度 标 准 值 为钢 筋 混 凝 土 的 重 度 标 准 值 为 2 5 k N / m 3 ， 故 梁 自 重 标 准 值 为， 故 梁 自 重 标 准 值 为25

7、0.20.4=2 kN/m。 总恒荷载标准值总恒荷载标准值gk=10+2=12kN/m 恒载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘恒载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘(binyun)截面剪力设计值分截面剪力设计值分别为：别为：Mgk = gkl02/8 = 1252 /8=37.5kN m Vgk=gkln/2= 124.86/2=29.16 kN第8页/共19页第八页，共20页。 活荷载活荷载(hzi)产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值分别为：产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值分别为： Mqk = qkl02/8 =752 /8=21.875kNm Vgk=qkln/2 = 7 4

8、.86/2 =17.01 kN 本例只有一个活荷载本例只有一个活荷载(hzi)，即为第一可变荷载，即为第一可变荷载(hzi)。故计算由活载。故计算由活载弯矩控制的跨中弯矩设计值时，弯矩控制的跨中弯矩设计值时， =1.2， =1.4。由式（。由式（1.2.3）得由活）得由活荷载荷载(hzi)弯矩控制的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力标准值分别为：弯矩控制的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力标准值分别为： = G1QQ）（k11k0qQgGMM）（kk0qQgGMM=1.0（1.237.5+1.421.875）=75.625 kNm第9页/共19页第九页，共20页。 = =1.0（1.229.16+

9、1.417.01）=58.806 kN计 算 ( j s u n ) 由 恒 载 弯 矩 控 制 的 跨 中 弯 矩 设 计 值 时 ， = 1 . 3 5 ， =1.4， =0.7。由式（1.2.4）得由恒载弯矩控制的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力标准值分别为： =1.0（1.3537.5+0.71.421. 875）=72.063 kNm =1.0（1.3529.16+0.71.417.01）=56.036 kN）（k11k0qQgGVV）（kk0qQgGVVGQc）kck0(qQgGMM）kck0(qQgGMM第10页/共19页第十页，共20页。 取较大(jio d)值得跨中弯矩设计值

10、M = 75.625kNm，支座边缘截面剪力设计值V=58.806 kN。第11页/共19页第十一页，共20页。 2. 2.按正常使用极限状态设计的实用表达式按正常使用极限状态设计的实用表达式 （1 1）实用表达式）实用表达式 对于对于(duy)(duy)正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载效应的标准组合、频遇组合或准永久组合，按下列设计表采用荷载效应的标准组合、频遇组合或准永久组合，按下列设计表达式进行设计：达式进行设计： SC SC (1.2.7)(1.2.7)式中式中SS变形、裂缝等荷载效应的设计值；变形、裂缝等荷载效应的设计值； C

11、C结构构件达到正常使用要求所规定的限值，如变形、裂结构构件达到正常使用要求所规定的限值，如变形、裂缝宽度等。缝宽度等。第12页/共19页第十二页，共20页。 混凝土结构的正常使用极限状态主要是验算构件的变形、混凝土结构的正常使用极限状态主要是验算构件的变形、抗裂度或裂缝宽度，使其不超过相应的规定限值；抗裂度或裂缝宽度，使其不超过相应的规定限值； 钢结构通过钢结构通过(tnggu)构件的变形（刚度）验算保证；构件的变形（刚度）验算保证； 砌体结构一般情况下不做验算，由相应的构造措施保证。砌体结构一般情况下不做验算，由相应的构造措施保证。 第13页/共19页第十三页，共20页。（2 2）荷载效应）

12、荷载效应(xioyng)(xioyng)组合设计值组合设计值 1 1）对于标准组合，其荷载效应）对于标准组合，其荷载效应(xioyng)(xioyng)组合的表达式为组合的表达式为 1Qk2k1kiQniciQGSSSSkQ2qk11fkiniiQGSSSS(1.2.8) 2) 对于对于(duy)频遇组合，其荷载效应组合的表达式频遇组合，其荷载效应组合的表达式为为(1.2.9)可变荷载 的组合(zh)值系数可变荷载 的准永久值系数1Q第14页/共19页第十四页，共20页。3 3）对于准永久组合，荷载效应组合的表达式为）对于准永久组合，荷载效应组合的表达式为 (1.2.10) (1.2.10)

13、注意：与承载能力极限状态注意：与承载能力极限状态(zhungti)(zhungti)设计相同，对式（设计相同，对式（1.2.81.2.8） 式（式（1.2.101.2.10），混凝土结构采用内力表达，而钢结构采用应力表达。），混凝土结构采用内力表达，而钢结构采用应力表达。 （3 3）变形和裂缝的验算方法）变形和裂缝的验算方法QikniqiGkSSS1第15页/共19页第十五页，共20页。 混凝土结构耐久性的规定(gudng)（见教材P25）第16页/共19页第十六页，共20页。小小 结：结： 极限状态极限状态(zhungti)(zhungti)时用设计表达式。时用设计表达式。第17页/共19页第十七页，共20页。 结束结束(jish)！谢谢大家！谢谢大家！第18页/共19页第十八页，共20页。谢谢您的观看(gunkn)！第19页/共19页第十九页，共20页。NoI