建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件_第1页
建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件_第2页
建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件_第3页
建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件_第4页
建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件_第5页
已阅读5页,还剩109页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

第2章结构设计方法与设计指标§2.1建筑结构荷载§2.2建筑结构的设计方法§2.3建筑结构材料的设计指标§2.4建筑结构抗震设防简介第2章结构设计方法与设计指标§2.1建筑结构荷载§§2–1建筑结构荷载一、结构上的作用建筑结构在施工和使用期间,要承受其自身和外加的各种作用,这些作用在结构中产生不同的效应(内力和变形)。这些能使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变裂缝等)的各种原因通称为结构上的作用。按出现的方式不用,可将结构上的作用分为直接作用和间接作用。

§2–1建筑结构荷载一、结构上的作用1.直接作用直接作用是指直接以力的不同集结形式(集中力或均匀分布力)施加在结构上的作用,通常也称为结构的荷载。例如结构的自重、楼面人群及物品重量、土压力、风压力、雪压力、积灰、积水等。2.间接作用间接作用是指能够引起结构外加变形、约束变形或振动的各种原因。间接作用并不是直接以力的形式施加在结构上,例如地基的不均匀沉降、温度变化、材料的收缩和膨胀变形等。1.直接作用二、荷载的分类(一)按其随时间的变异性可分为:1.永久荷载永久荷载是指结构在设计使用期间,其值不随时间变化,或其变化幅度与平均值相比可以忽略不计的荷载。例如结构自重、土压力、预应力等,永久荷载也称为恒荷载。二、荷载的分类2.可变荷载可变荷载是指结构在设计使用期间,其值随时间变化,且其变化幅度与平均值相比不可忽略的荷载。例如楼面活荷载、积灰荷载、屋面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等,可变荷载也称为活荷载。3.偶然荷载偶然荷载是指结构在设计使用期间可能出现,但不一定出现,而一旦出现,其持续时间很短但量值很大的荷载。例如地震力、爆炸力、撞击力等。2.可变荷载(二)按荷载的作用范围分:1.集中荷载集中荷载是指荷载的作用面积与结构的尺寸相比很小,可将其简化为作用于一点的荷载,单位是kN或N。例如梁传给柱子的力、次梁传给主梁的力都可看作集中荷载。2.分布荷载分布荷载是指荷载连续地分布在整个结构或结构某一部分上。其中分布荷载又包括体荷载、面荷载、线荷载。(二)按荷载的作用范围分:

体荷载是指分布在物体的体积内的荷载,单位是N/mm3或kN/m3,常用γ表示。

面荷载是指分布在物体表面的荷载,单位是N/mm2或kN/m2,常用p表示。

线荷载是指将面荷载、体荷载简化成连续分布在一段长度上的荷载,单位是N/mm或kN/m,常用q表示。

三种荷载的转化!!体荷载是指分布在物体的体积内的荷载,单位是N/例如,某矩形钢筋混凝土梁,b×h=250mm×500mm,计算跨度=7m。查表2-1取钢筋混凝土自重,试计算梁的自重荷载W及沿计算长度的均布线荷载q。

解:1)梁的自重荷载W:

2)沿计算长度梁自重的均布线荷载q:

或例如,某矩形钢筋混凝土梁,b×h=250mm×500mm三、荷载的代表值

建筑结构设计时,根据不同极限状态的设计要求所采用的荷载量值称为荷载代表值。对永久荷载采用标准值作为代表值。

对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值三、荷载的代表值建筑结构设计时,根据不同极限状态1.荷载标准值

荷载标准值是指结构在正常使用情况下,在其设计基准期(50年)内可能出现的最大荷载值。永久荷载标准值(Gk),对结构自重,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。对常用材料和构件可参《荷载规范》附录A采用。表2-1列出部分常用材料和构件自重。三、荷载的代表值1.荷载标准值三、荷载的代表值

可变荷载标准值(Qk)是根据观测资料和实验数据,并考虑工程实践经验而确定,可由《荷载规范》各章中的规定确定。表2-2列出部分民用建筑楼面均布活荷载标准值。建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件2.可变荷载组合值Ψc

Qk当结构上同时作用两种或两种以上可变荷载时,可变荷载同时达到其标准值的可能性较小,因此要考虑其组合值。除其中产生最大效应的荷载(主导荷载)仍取其标准值外,其他伴随的可变荷载均采用小于其标准值的组合值为代表值。这种经调整后的可变荷载代表值,称为可变荷载组合值。

《荷载规范》规定,可变荷载组合值用可变荷载的组合系数Ψc(Ψc≤1)与相应的可变荷载标准值Qk的乘积来确定,即ΨcQk,Ψc取值参见表2-2。2.可变荷载组合值ΨcQk3.可变荷载频遇值Ψf

Qk可变荷载频遇值是指可变荷载在设计基准期内,其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。可变荷载频遇值是针对结构上偶尔出现的较大荷载,具有较短的总持续时间或较少的发生次数的特性。《荷载规范》规定,可变荷载频遇值应取可变荷载标准值Qk乘以荷载频遇值系数Ψf(Ψf≤1),即Ψf

Qk,Ψf取值参见表2-2。3.可变荷载频遇值ΨfQk4.可变荷载准永久值ΨqQk可变荷载准永久值是指可变荷载在设计基准期内,其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。可变荷载准永久值是针对在结构上经常作用的可变荷载,即在规定的期限内,该部分可变荷载具有较长的总持续时间,对结构的影响类似于永久荷载。《荷载规范》规定,可变荷载准永久值应取可变荷载标准值Qk乘以荷载准永久值系数Ψq,即Ψq

Qk,Ψq取值参见表2-2。4.可变荷载准永久值ΨqQk四、荷载效应

作用效应(S)是指各种作用在结构上的内力(弯矩、剪力、轴力、扭矩等)和变形(绕度、扭转、弯曲、拉伸、压缩、裂缝等)。当作用为荷载时,引起的效应称为荷载效应。一般情况下,荷载效应(S)与荷载(Q)的关系式如下S=CQ(3-1)式中C——荷载效应系数,由力学分析确定;

Q——某荷载代表值;S——与荷载Q相应的荷载效应。四、荷载效应§3–2建筑结构的设计方法一、结构的功能要求建筑结构的功能要求包括:安全性、适用性和耐久性。1.安全性安全性是指结构在正常施工和正常使用条件下,能承受可能出现的各种作用,在偶然事件发生时和发生后,结构仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部损坏而不发生倒塌。§3–2建筑结构的设计方法一、结构的功能要求2.适用性适用性是指结构在正常使用条件下,具有良好的工作性能。例如不发生影响使用的过大变形、振幅和裂缝等。3.耐久性耐久性是指结构在正常维护条件下,具有足够的耐久性,能够使用到预定的设计使用年限。例如钢筋不发生严重锈蚀、混凝土不发生严重风化和腐蚀等。安全性、适用性和耐久性统称为结构的可靠性。(可靠度、设计基准期)2.适用性二、结构的极限状态结构能够满足设计规定的某一功能要求且能够良好的工作,我们称之为该功能处于可靠状态;反之,称之为该功能处于失效状态。这种“可靠”与“失效”之间必然存在某一特定的界限状态,此特定状态称为该功能的极限状态。结构的极限状态正常使用极限状态承载能力极限状态结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形安全性结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值实用性耐久性二、结构的极限状态结构的正常使用承载能力结构或结构构件达三、极限状态的设计表达式(一)极限状态方程结构和结构构件的工作状态可以用作用效应S和结构抗力R的关系式来描述:

(3-2)式中Z——结构极限状态功能函数;

R——结构抗力;

S——荷载效应.Z>0R>S结构处于可靠状态Z<0R<S结构处于失效状态Z=0R=S结构处于极限状态三、极限状态的设计表达式Z>0R>S结构处于可靠状态Z<0R(二)承载力极限状态实用设计表达式1.设计表达式承载能力极限状态设计时应采用下列表达式:

式中——结构件的重要性系数;

——承载能力极限状态的荷载效应组合设计值;

——结构构件的抗力设计值。(二)承载力极限状态实用设计表达式2.结构构件的重要性系数我国《建筑结构可靠度设计统一标准》将建筑结构划分为三个安全等级,设计时应根据具体情况,按表3-4的规定选用适当的安全等级。

2.结构构件的重要性系数3.荷载效应组合设计值对于基本组合,荷载效应组合的设计值S应从下列组合中取最不利值确定:(1)由可变荷载效应控制的组合:(2)由永久荷载效应控制的组合:

3.荷载效应组合设计值式中——永久荷载的分项系数;

、——第一个和第i个可变荷载分项系数;

——按永久荷载标准值计算的荷载效应值

、——起控制作用的第一个可变荷载荷载标准值和第i个可变荷载标准值计算的荷载效应;

——第i个可变荷载的组合值系数。式中——永久荷载的分项系数;建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件(三)正常使用极限状态实用设计表达式1.设计表达式正常使用极限状态按下列设计表达式进行设计:(3-6)式中——正常使用极限状态的荷载效应组合值;——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限制(如变形、裂缝、应力等限值),按有关规定采用。(三)正常使用极限状态实用设计表达式2.荷载效应组合设计值对正常使用状态的荷载效应组合时,应根据不同设计目的,分别按荷载效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计。(1)荷载的标准组合:

(2)荷载的频遇组合:2.荷载效应组合设计值(3)荷载的准永久组合:

(3-9)式中——在频遇组合中起控制作用的一个可变荷载的频遇值系数;——第i个可变荷载的准永久值系数。(3)荷载的准永久组合:【例3-1】某钢筋混凝土办公楼矩形截面简支梁,计算跨度l0=6m,梁上的永久荷载(包含自重)标准值GK=12kN/m,可变荷载标准值QK=5kN/m,安全等级为二级,分别按承载力极限状态和正常使用极限状态设计时的各项组合计算梁跨中弯矩设计值。【解】(1)均布荷载标准值GK和QK作用下的跨中弯矩标准值:永久荷载作用下可变荷载作用下【例3-1】某钢筋混凝土办公楼矩形截面简支梁,计算跨度l0(2)承载力极限状态设计时的跨中弯矩设计值:安全等级为二级,取

按可变荷载效应控制的组合计算:查表,取,按可变荷载效应控制的组合计算:查表,取(2)承载力极限状态设计时的跨中弯矩设计值:(3)正常使用极限状体设计时的跨中弯矩设计值:查表3-2,取,按标准组合时:按频遇组合时:按准永久组合时:(3)正常使用极限状体设计时的跨中弯矩设计值:2.3建筑结构材料的设计指标2.3.1钢筋的设计指标2.3.2混凝土的设计指标2.3.3砌体材料的设计指标2.3.4钢材的设计指标2.3建筑结构材料的设计指标2.3.1钢筋的设计指标钢筋的种类

非预应力钢筋强度塑性弱强高低钢筋热轧钢筋钢丝钢绞线热处理钢筋HPB300HRB335HRB400HRB500光圆钢筋带肋钢筋带肋钢筋带肋钢筋强度高,塑性低强度高,粘结性好强度高预应力钢筋§2.3.1钢筋钢筋的种类非预应力钢筋强度塑性弱强高低钢筋热轧钢筋钢常见钢筋外形常见钢筋外形钢筋的计算指标钢筋的强度标准值钢筋的强度设计值——等于标准值除以分项系数,其值取1.1,对高强度500MPa级钢筋取1.15。(抗拉强度设计值、抗压强度设计值)强度标准值——正常情况下可能出现的最小材料强度值,其值应根据材料强度概率分布某一分位值确定。钢筋强度标准值应具有不小于95%的保证率。(屈服强度标准值、极限强度标准值)钢筋的计算指标钢筋的强度标准值钢筋的强度设计值——等于标准值§2.3.2混凝土的设计指标定义:强度等级:C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80共14级立方体抗压强度标准值是指按照标准方法制作养护边长为150mm的立方体试件,在28天龄期,用标准试验方法测得的抗压强度。(保证率为95%)如C20中C—混凝土;20—立方体抗压强度的标准值为20N/mm2

1.混凝土立方体抗压强度标准值150mm150mm150mmcu,kf§2.3.2混凝土的设计指标定义:强度等级:C15,C2表2-5混凝土强度标准值和设计值/N·mm22、混凝土强度设计值——混凝土强度标准值除以混凝土材料的分项系数(其值为1.4)。表2-5混凝土强度标准值和设计值/N·mm22、混凝土强2.3.3砌体材料的设计指标砌体结构的定义:是指由块材和砂浆铺砌而成的结构,是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。2.3.3砌体材料的设计指标建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件一、块材

占砌体总体积的78%以上1、砖(Brick)

按抗压强度,分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个等级。烧结普通砖、

烧结多孔砖、

蒸压灰砂砖、

蒸压粉煤灰砖一、块材

占砌体总体积的78%以上1、砖(Brick)

按2、砌块(Block)

分为小型、中型、大型三类,最常用的是混凝土小型砌块。

MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5五个等级。高度在180~350mm——小型砌块,

高度在350~900mm之间——中型砌块,

高度大于900mm——大型砌块

受起重设备限制,中、大型砌块已很少应用。

主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。↑加气混凝土砌块长度:600

高度:200、250、300

宽度:200、125、150、200、250、300

一、块材2、砌块(Block)

分为小型、中型、大型三类,最常3、石材(Stone)

花岗岩、砂岩、石灰岩等

强度等级共分七级:

MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。

一、块材石材按加工后的外形规则程度分为料石和毛石两种。

①料石

细料石、半细料石、粗料石、毛料石

②毛石

形状不规则,中部厚度不应小于200mm的石材。3、石材(Stone)

花岗岩、砂岩、石灰岩等

强度等级共分二、砂浆由无机胶结料、细骨料、水组成

胶结料有水泥、石灰、石膏等。(1)、水泥砂浆

(Cementmortar)

水泥+砂+水

强度高、硬化快、耐久性好,但和易性差、水泥用量大。适合用于受力大或潮湿环境。←砂浆搅拌机砂浆强度等级采用70.7立方毫米的试块测得。

分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5五个等级。二、砂浆由无机胶结料、细骨料、水组成

胶结料有水泥、石灰、石二、砂浆(3)混合砂浆(Mixedmortar)

水泥+石灰+砂+水

保水性和流动性比水泥砂浆好,强度比石灰砂浆高,易于砌筑,适用于砌筑一般的墙、柱等结构构件。2)石灰砂浆(Limemortar

石灰+砂+水

保水性好、流动性好、但强度低、

耐久性差、适用于低层建筑和不受潮

的地上砌体中。二、砂浆(3)混合砂浆(Mixedmortar)

水泥2.3.4钢材的设计指标1.型钢简单截面型钢:圆钢、方钢、六角钢、八角钢等;复杂截面型钢:工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。2.3.4钢材的设计指标1.型钢2.线材如钢筋、钢丝等。2.线材3.管材无缝钢管、焊接钢管等。3.管材4.板材光面钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板等。压型彩钢板4.板材压型彩钢板钢中碳钢低合金钢高碳钢低碳钢碳素钢合金钢中合金钢高合金钢C<0.25%C=0.25%~0.60%C>0.60%合金总含量<5%5%~10%>10%在钢结构中采用的主要是碳素结构钢和低合金钢。钢中碳钢低合金钢高碳钢低碳钢碳素钢合金钢中合金钢高合金钢C<一、普通碳素结构钢1.牌号表示法由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成;如:Q235-AF表示为屈服点不小于235MPa的A级沸腾钢。2.牌号共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。一、普通碳素结构钢1.牌号表示法二、低合金高强度结构钢

1.牌号表示方法由代表屈服点的拼音字母(Q)、屈服点数值、质量等级符号(A、B、C、D、E)三部分按顺序组成。如Q345A表示屈服点不小于345MPa的A级钢。

2.牌号共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。二、低合金高强度结构钢1.牌号表示方法§2–4建筑结构抗震设防简介一、基本概念地震是一种自然现象。地震可以划分为诱发地震和天然地震两大类。地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位称为震源。震源正上方的地面位置叫震中。地面某处至震中的水平距离叫做震中距。§2–4建筑结构抗震设防简介一、基本概念

地震震级是表示地震大小的一种度量,与震源释放的能量大小有关,其数值是根据地震仪记录到的地震波图确定的,国际上通用的是里氏震级,用符号M表示。地震烈度是指地震对一定地点震动的强烈程度。一次地震,表示地震大小的震级只有一个。然而,由于同一次地震对不同地点的影响不一样,随着距离震中的远近变化,会出现多种不同的地震烈度。一般来说,距离震中近,地震烈度就高;距离震中越远,地震烈度也越低。地震震级是表示地震大小的一种度量,与震源释放

抗震设防烈度是一个地区抗震设防依据的地震烈度,是指国务院地震行政主管部门对建设工程制定的必须达到的抵御地震破坏的准则和技术指标。二、建筑抗震设防目的与设防标准1.抗震设防的目的和要求许多国家的抗震设计规范都趋向于以“小震不坏、中震可修、大震不倒”作为建筑抗震设计的基本准则。抗震设防烈度是一个地区抗震设防依据的地震烈度,我国《建筑抗震设计规范》明确提出了三个水准的抗震设防要求:第一水准:当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用;第二水准:当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时,建筑物可能损坏,但经一般修理即可恢复正常使用;第三水准:当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时,建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。我国《建筑抗震设计规范》明确提出了三个水准的抗震设防要求:2.建筑物重要性分类与设防标准对于不同用途建筑物的抗震设防,不宜采用同一标准,而应根据其破坏后果加以区别对待。我国建筑抗震设计规范将建筑物按其用途的重要性分为四类:甲类建筑、乙类建筑、丙类建筑、丁类建筑。三、抗震等级抗震等级是结构构件抗震设防的标准。房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。抗震等级体现了不同的抗震要求,共分为一、二、三、四级,其中一级抗震要求最高。2.建筑物重要性分类与设防标准TheEnd返回目录TheEnd返回目录勿以小恶而为之,勿以小善而不为之。11月-2211月-22Monday,November7,2022我的岗位处于良好的受控状态吗。01:51:1601:51:1601:5111/7/20221:51:16AM来料检验按标准,产品质量有保证。11月-2201:51:1601:51Nov-2207-Nov-22严格要求安全在,松松垮垮事故来。01:51:1601:51:1601:51Monday,November7,2022安全连着亲戚朋友,安全连着妻子儿女。11月-2211月-2201:51:1601:51:16November7,2022全员实动,开张大吉,销售创意,呼唤奇迹。2022年11月7日1:51上午11月-2211月-22消除安全隐患,确保生产安全。07十一月20221:51:16上午01:51:1611月-22ISO9000—效率、效益之源。十一月221:51上午11月-2201:51November7,2022杜绝一切不合格是质量保证的基本要求。2022/11/71:51:1601:51:1607November2022坚持质量第一原则,确保体系有效运行。1:51:16上午1:51上午01:51:1611月-22造高楼,打基础,保安全,抓班组。11月-2211月-2201:5101:51:1601:51:16Nov-22坚持经常别嫌烦,忽视出事后悔晚。2022/11/71:51:16Monday,November7,2022把生命注入到产品中去,产品就会在市场上活起来。11月-222022/11/71:51:1611月-22谢谢大家!勿以小恶而为之,勿以小善而不为之。11月-2211月-22W第2章结构设计方法与设计指标§2.1建筑结构荷载§2.2建筑结构的设计方法§2.3建筑结构材料的设计指标§2.4建筑结构抗震设防简介第2章结构设计方法与设计指标§2.1建筑结构荷载§§2–1建筑结构荷载一、结构上的作用建筑结构在施工和使用期间,要承受其自身和外加的各种作用,这些作用在结构中产生不同的效应(内力和变形)。这些能使结构产生效应(结构或构件的内力、应力、位移、应变裂缝等)的各种原因通称为结构上的作用。按出现的方式不用,可将结构上的作用分为直接作用和间接作用。

§2–1建筑结构荷载一、结构上的作用1.直接作用直接作用是指直接以力的不同集结形式(集中力或均匀分布力)施加在结构上的作用,通常也称为结构的荷载。例如结构的自重、楼面人群及物品重量、土压力、风压力、雪压力、积灰、积水等。2.间接作用间接作用是指能够引起结构外加变形、约束变形或振动的各种原因。间接作用并不是直接以力的形式施加在结构上,例如地基的不均匀沉降、温度变化、材料的收缩和膨胀变形等。1.直接作用二、荷载的分类(一)按其随时间的变异性可分为:1.永久荷载永久荷载是指结构在设计使用期间,其值不随时间变化,或其变化幅度与平均值相比可以忽略不计的荷载。例如结构自重、土压力、预应力等,永久荷载也称为恒荷载。二、荷载的分类2.可变荷载可变荷载是指结构在设计使用期间,其值随时间变化,且其变化幅度与平均值相比不可忽略的荷载。例如楼面活荷载、积灰荷载、屋面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等,可变荷载也称为活荷载。3.偶然荷载偶然荷载是指结构在设计使用期间可能出现,但不一定出现,而一旦出现,其持续时间很短但量值很大的荷载。例如地震力、爆炸力、撞击力等。2.可变荷载(二)按荷载的作用范围分:1.集中荷载集中荷载是指荷载的作用面积与结构的尺寸相比很小,可将其简化为作用于一点的荷载,单位是kN或N。例如梁传给柱子的力、次梁传给主梁的力都可看作集中荷载。2.分布荷载分布荷载是指荷载连续地分布在整个结构或结构某一部分上。其中分布荷载又包括体荷载、面荷载、线荷载。(二)按荷载的作用范围分:

体荷载是指分布在物体的体积内的荷载,单位是N/mm3或kN/m3,常用γ表示。

面荷载是指分布在物体表面的荷载,单位是N/mm2或kN/m2,常用p表示。

线荷载是指将面荷载、体荷载简化成连续分布在一段长度上的荷载,单位是N/mm或kN/m,常用q表示。

三种荷载的转化!!体荷载是指分布在物体的体积内的荷载,单位是N/例如,某矩形钢筋混凝土梁,b×h=250mm×500mm,计算跨度=7m。查表2-1取钢筋混凝土自重,试计算梁的自重荷载W及沿计算长度的均布线荷载q。

解:1)梁的自重荷载W:

2)沿计算长度梁自重的均布线荷载q:

或例如,某矩形钢筋混凝土梁,b×h=250mm×500mm三、荷载的代表值

建筑结构设计时,根据不同极限状态的设计要求所采用的荷载量值称为荷载代表值。对永久荷载采用标准值作为代表值。

对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值三、荷载的代表值建筑结构设计时,根据不同极限状态1.荷载标准值

荷载标准值是指结构在正常使用情况下,在其设计基准期(50年)内可能出现的最大荷载值。永久荷载标准值(Gk),对结构自重,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。对常用材料和构件可参《荷载规范》附录A采用。表2-1列出部分常用材料和构件自重。三、荷载的代表值1.荷载标准值三、荷载的代表值

可变荷载标准值(Qk)是根据观测资料和实验数据,并考虑工程实践经验而确定,可由《荷载规范》各章中的规定确定。表2-2列出部分民用建筑楼面均布活荷载标准值。建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件2.可变荷载组合值Ψc

Qk当结构上同时作用两种或两种以上可变荷载时,可变荷载同时达到其标准值的可能性较小,因此要考虑其组合值。除其中产生最大效应的荷载(主导荷载)仍取其标准值外,其他伴随的可变荷载均采用小于其标准值的组合值为代表值。这种经调整后的可变荷载代表值,称为可变荷载组合值。

《荷载规范》规定,可变荷载组合值用可变荷载的组合系数Ψc(Ψc≤1)与相应的可变荷载标准值Qk的乘积来确定,即ΨcQk,Ψc取值参见表2-2。2.可变荷载组合值ΨcQk3.可变荷载频遇值Ψf

Qk可变荷载频遇值是指可变荷载在设计基准期内,其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。可变荷载频遇值是针对结构上偶尔出现的较大荷载,具有较短的总持续时间或较少的发生次数的特性。《荷载规范》规定,可变荷载频遇值应取可变荷载标准值Qk乘以荷载频遇值系数Ψf(Ψf≤1),即Ψf

Qk,Ψf取值参见表2-2。3.可变荷载频遇值ΨfQk4.可变荷载准永久值ΨqQk可变荷载准永久值是指可变荷载在设计基准期内,其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。可变荷载准永久值是针对在结构上经常作用的可变荷载,即在规定的期限内,该部分可变荷载具有较长的总持续时间,对结构的影响类似于永久荷载。《荷载规范》规定,可变荷载准永久值应取可变荷载标准值Qk乘以荷载准永久值系数Ψq,即Ψq

Qk,Ψq取值参见表2-2。4.可变荷载准永久值ΨqQk四、荷载效应

作用效应(S)是指各种作用在结构上的内力(弯矩、剪力、轴力、扭矩等)和变形(绕度、扭转、弯曲、拉伸、压缩、裂缝等)。当作用为荷载时,引起的效应称为荷载效应。一般情况下,荷载效应(S)与荷载(Q)的关系式如下S=CQ(3-1)式中C——荷载效应系数,由力学分析确定;

Q——某荷载代表值;S——与荷载Q相应的荷载效应。四、荷载效应§3–2建筑结构的设计方法一、结构的功能要求建筑结构的功能要求包括:安全性、适用性和耐久性。1.安全性安全性是指结构在正常施工和正常使用条件下,能承受可能出现的各种作用,在偶然事件发生时和发生后,结构仍能保持必需的整体稳定性,即结构仅产生局部损坏而不发生倒塌。§3–2建筑结构的设计方法一、结构的功能要求2.适用性适用性是指结构在正常使用条件下,具有良好的工作性能。例如不发生影响使用的过大变形、振幅和裂缝等。3.耐久性耐久性是指结构在正常维护条件下,具有足够的耐久性,能够使用到预定的设计使用年限。例如钢筋不发生严重锈蚀、混凝土不发生严重风化和腐蚀等。安全性、适用性和耐久性统称为结构的可靠性。(可靠度、设计基准期)2.适用性二、结构的极限状态结构能够满足设计规定的某一功能要求且能够良好的工作,我们称之为该功能处于可靠状态;反之,称之为该功能处于失效状态。这种“可靠”与“失效”之间必然存在某一特定的界限状态,此特定状态称为该功能的极限状态。结构的极限状态正常使用极限状态承载能力极限状态结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形安全性结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值实用性耐久性二、结构的极限状态结构的正常使用承载能力结构或结构构件达三、极限状态的设计表达式(一)极限状态方程结构和结构构件的工作状态可以用作用效应S和结构抗力R的关系式来描述:

(3-2)式中Z——结构极限状态功能函数;

R——结构抗力;

S——荷载效应.Z>0R>S结构处于可靠状态Z<0R<S结构处于失效状态Z=0R=S结构处于极限状态三、极限状态的设计表达式Z>0R>S结构处于可靠状态Z<0R(二)承载力极限状态实用设计表达式1.设计表达式承载能力极限状态设计时应采用下列表达式:

式中——结构件的重要性系数;

——承载能力极限状态的荷载效应组合设计值;

——结构构件的抗力设计值。(二)承载力极限状态实用设计表达式2.结构构件的重要性系数我国《建筑结构可靠度设计统一标准》将建筑结构划分为三个安全等级,设计时应根据具体情况,按表3-4的规定选用适当的安全等级。

2.结构构件的重要性系数3.荷载效应组合设计值对于基本组合,荷载效应组合的设计值S应从下列组合中取最不利值确定:(1)由可变荷载效应控制的组合:(2)由永久荷载效应控制的组合:

3.荷载效应组合设计值式中——永久荷载的分项系数;

、——第一个和第i个可变荷载分项系数;

——按永久荷载标准值计算的荷载效应值

、——起控制作用的第一个可变荷载荷载标准值和第i个可变荷载标准值计算的荷载效应;

——第i个可变荷载的组合值系数。式中——永久荷载的分项系数;建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件(三)正常使用极限状态实用设计表达式1.设计表达式正常使用极限状态按下列设计表达式进行设计:(3-6)式中——正常使用极限状态的荷载效应组合值;——结构或结构构件达到正常使用要求的规定限制(如变形、裂缝、应力等限值),按有关规定采用。(三)正常使用极限状态实用设计表达式2.荷载效应组合设计值对正常使用状态的荷载效应组合时,应根据不同设计目的,分别按荷载效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计。(1)荷载的标准组合:

(2)荷载的频遇组合:2.荷载效应组合设计值(3)荷载的准永久组合:

(3-9)式中——在频遇组合中起控制作用的一个可变荷载的频遇值系数;——第i个可变荷载的准永久值系数。(3)荷载的准永久组合:【例3-1】某钢筋混凝土办公楼矩形截面简支梁,计算跨度l0=6m,梁上的永久荷载(包含自重)标准值GK=12kN/m,可变荷载标准值QK=5kN/m,安全等级为二级,分别按承载力极限状态和正常使用极限状态设计时的各项组合计算梁跨中弯矩设计值。【解】(1)均布荷载标准值GK和QK作用下的跨中弯矩标准值:永久荷载作用下可变荷载作用下【例3-1】某钢筋混凝土办公楼矩形截面简支梁,计算跨度l0(2)承载力极限状态设计时的跨中弯矩设计值:安全等级为二级,取

按可变荷载效应控制的组合计算:查表,取,按可变荷载效应控制的组合计算:查表,取(2)承载力极限状态设计时的跨中弯矩设计值:(3)正常使用极限状体设计时的跨中弯矩设计值:查表3-2,取,按标准组合时:按频遇组合时:按准永久组合时:(3)正常使用极限状体设计时的跨中弯矩设计值:2.3建筑结构材料的设计指标2.3.1钢筋的设计指标2.3.2混凝土的设计指标2.3.3砌体材料的设计指标2.3.4钢材的设计指标2.3建筑结构材料的设计指标2.3.1钢筋的设计指标钢筋的种类

非预应力钢筋强度塑性弱强高低钢筋热轧钢筋钢丝钢绞线热处理钢筋HPB300HRB335HRB400HRB500光圆钢筋带肋钢筋带肋钢筋带肋钢筋强度高,塑性低强度高,粘结性好强度高预应力钢筋§2.3.1钢筋钢筋的种类非预应力钢筋强度塑性弱强高低钢筋热轧钢筋钢常见钢筋外形常见钢筋外形钢筋的计算指标钢筋的强度标准值钢筋的强度设计值——等于标准值除以分项系数,其值取1.1,对高强度500MPa级钢筋取1.15。(抗拉强度设计值、抗压强度设计值)强度标准值——正常情况下可能出现的最小材料强度值,其值应根据材料强度概率分布某一分位值确定。钢筋强度标准值应具有不小于95%的保证率。(屈服强度标准值、极限强度标准值)钢筋的计算指标钢筋的强度标准值钢筋的强度设计值——等于标准值§2.3.2混凝土的设计指标定义:强度等级:C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50~C80共14级立方体抗压强度标准值是指按照标准方法制作养护边长为150mm的立方体试件,在28天龄期,用标准试验方法测得的抗压强度。(保证率为95%)如C20中C—混凝土;20—立方体抗压强度的标准值为20N/mm2

1.混凝土立方体抗压强度标准值150mm150mm150mmcu,kf§2.3.2混凝土的设计指标定义:强度等级:C15,C2表2-5混凝土强度标准值和设计值/N·mm22、混凝土强度设计值——混凝土强度标准值除以混凝土材料的分项系数(其值为1.4)。表2-5混凝土强度标准值和设计值/N·mm22、混凝土强2.3.3砌体材料的设计指标砌体结构的定义:是指由块材和砂浆铺砌而成的结构,是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。2.3.3砌体材料的设计指标建筑识图:2结构设计方法与设计指标课件一、块材

占砌体总体积的78%以上1、砖(Brick)

按抗压强度,分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10五个等级。烧结普通砖、

烧结多孔砖、

蒸压灰砂砖、

蒸压粉煤灰砖一、块材

占砌体总体积的78%以上1、砖(Brick)

按2、砌块(Block)

分为小型、中型、大型三类,最常用的是混凝土小型砌块。

MU20、MU15、MU10、MU7.5、MU5五个等级。高度在180~350mm——小型砌块,

高度在350~900mm之间——中型砌块,

高度大于900mm——大型砌块

受起重设备限制,中、大型砌块已很少应用。

主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。↑加气混凝土砌块长度:600

高度:200、250、300

宽度:200、125、150、200、250、300

一、块材2、砌块(Block)

分为小型、中型、大型三类,最常3、石材(Stone)

花岗岩、砂岩、石灰岩等

强度等级共分七级:

MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。

一、块材石材按加工后的外形规则程度分为料石和毛石两种。

①料石

细料石、半细料石、粗料石、毛料石

②毛石

形状不规则,中部厚度不应小于200mm的石材。3、石材(Stone)

花岗岩、砂岩、石灰岩等

强度等级共分二、砂浆由无机胶结料、细骨料、水组成

胶结料有水泥、石灰、石膏等。(1)、水泥砂浆

(Cementmortar)

水泥+砂+水

强度高、硬化快、耐久性好,但和易性差、水泥用量大。适合用于受力大或潮湿环境。←砂浆搅拌机砂浆强度等级采用70.7立方毫米的试块测得。

分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5五个等级。二、砂浆由无机胶结料、细骨料、水组成

胶结料有水泥、石灰、石二、砂浆(3)混合砂浆(Mixedmortar)

水泥+石灰+砂+水

保水性和流动性比水泥砂浆好,强度比石灰砂浆高,易于砌筑,适用于砌筑一般的墙、柱等结构构件。2)石灰砂浆(Limemortar

石灰+砂+水

保水性好、流动性好、但强度低、

耐久性差、适用于低层建筑和不受潮

的地上砌体中。二、砂浆(3)混合砂浆(Mixedmortar)

水泥2.3.4钢材的设计指标1.型钢简单截面型钢:圆钢、方钢、六角钢、八角钢等;复杂截面型钢:工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。2.3.4钢材的设计指标1.型钢2.线材如钢筋、钢丝等。2.线材3.管材无缝钢管、焊接钢管等。3.管材4.板材光面钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板等。压型彩钢板4.板材压型彩钢板钢中碳钢低合金钢高碳钢低碳钢碳素钢合金钢中合金钢高合金钢C<0.25%C=0.25%~0.60%C>0.60%合金总含量<5%5%~10%>10%在钢结构中采用的主要是碳素结构钢和低合金钢。钢中碳钢低合金钢高碳钢低碳钢碳素钢合金钢中合金钢高合金钢C<一、普通碳素结构钢1.牌号表示法由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成;如:Q235-AF表示为屈服点不小于235MPa的A级沸腾钢。2.牌号共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。一、普通碳素结构钢1.牌号表示法二、低合金高强度结构钢

1.牌号表示方法由代表屈服点的拼音字母(

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论