建筑结构的设计标准和设计方法

建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬《建筑(jiànzhù)结构》精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目(xiàngmù)二建筑结构的设计标准和设计方法建筑结构项目二建筑结构的设计标准和设计方法任务一、设计基准期和设计使用年限1、设计基准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,它就是设计基准期。我国所采用的设计基准期为50年。2、设计使用年限是设计规定的一个时期。在这一规定时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下不需要进行大修就能按其预定目的使用。对于普通房屋和构筑物，设计使用年限和设计基准期均为50年。精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑结构(jiégòu)的设计标准和设计方法建筑结构任务二、结构的功能要求、作用和抗力

一、结构的功能要求

１、安全性

结构在正常的施工和使用条件下，应该能够承受各种荷载或其它作用。发生偶然事件，如大地震的发生时，虽有局部损坏，但应能保持整体稳定，不倒塌。

２、适用性。

建筑结构在正常使用的功能不受影响，如结构产生过大的变形、裂缝或振动等。

３、耐久性

建筑结构在正常使用、维护的情况下应有足够的耐久性。如钢筋混凝土结构的钢筋保护层过小，造成钢筋锈蚀，或混凝土材料的耐久性不好，造成混凝土冻融破坏等，从而影响了建筑物的使用年限。

精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑(jiànzhù)结构的设计标准和设计方法建筑结构二、作用和作用效力

1、作用：使结构或构件产生效应的原因。

(1)直接作用（如荷载）

(2)间接作用（如温差、不均匀沉降）

2、作用效应：由作用引起的结构或构件的反应（内力(M、V、N)、变形、位移等）3、荷载的分类(1)永久荷载：也称恒载，如结构自重、土压力等。

(2)可变荷载：也称活荷载，如楼面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。

(3)偶然荷载：如地震力、爆破力、撞击力等。三、抗力：结构或构件承受作用效应的能力精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑结构(jiégòu)的设计标准和设计方法建筑结构荷载代表值

1、荷载标准值:荷载标准值就是结构在设计基准期内具有一定概率的最大荷载值,它是荷载的基本代表值

（1）永久荷载标准值:按构件尺寸和构件单位体积自重的标准值来确定几种常用材料的自重名称自重素混凝土22～24kN/m3钢筋混凝土24～

25kN/m3水泥砂浆20kN/m3石灰砂浆、混合砂浆17kN/m3普通砖砌体18～19kN/m3精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑结构(jiégòu)的设计标准和设计方法建筑结构（2）可变荷载标准值

民用楼面均布活荷载标准值按规范采用

2、可变荷载准永久值：在设计基准期内经常达到或超过的那部份荷载值（总的持续时间不低于25年），称为可变荷载准永久值。3、可变荷载组合值：两种或两种以上可变荷载同时作用于结构上时，除主导荷载（产生最大效应的荷载）仍可以其标准值为代表值外，其他伴随荷载均应以小于标准值的荷载值为代表值，此即可变荷载组合值。精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑(jiànzhù)结构的设计标准和设计方法建筑结构例题：如图所示现浇钢筋混凝土楼盖,试计算简支梁L2上的均布恒载标准值gk，板厚100mm，板上水泥砂浆面层厚30mm，板底石灰砂浆厚20mm。精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑结构的设计(shèjì)标准和设计(shèjì)方法建筑结构解：板传来的恒载：30mm水泥砂浆面层

0.03m×4m×1×20kN/m3=2.4kN/m100mm钢筋混凝土板0.1m×4m×1×25kN/m3=10kN/m

20mm板底石灰砂浆抹灰0.02m×4m×1×17kN/m3=1.36kN/m梁自重：钢筋混凝土梁（扣除与板重叠部份）(0.55-0.100)m×0.25m×1×25kN/m3=2.81kN/m梁侧抹灰

(0.55-0.100)m×0.02m×2×1×17kN/m3=0.31kN/m

合计gk=16.88kN/m精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑结构的设计(shèjì)标准和设计(shèjì)方法建筑结构任务三结构可靠度理论和极限状态设计法一、结构的可靠性和可靠度结构的可靠性：结构在规定的时间内和规定的条件下完成预定功能的能力。结构的可靠度：结构在规定的时间内和规定的条件下完成预定功能的概率。规定的时间：设计基准期；规定的条件：正常设计、正常施工、正常使用条件，不考虑人为过失的影响。精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑结构的设计(shèjì)标准和设计(shèjì)方法建筑结构二、结构的可靠概率和失效概率

1、结构的功能函数

极限状态函数：Z=R-S

R——结构构件抗力

S——作用（荷载）效应及其组合

Z=R-S>0，结构处于可靠状态；

Z=R-S=0，结构处于极限状态；

Z=R-S<0，结构处于失效状态。

2、失效概率和可靠概率精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目(xiàngmù)二建筑结构的设计标准和设计方法建筑结构三、概率极限状态设计法

1、极限状态的定义和分类

（1）极限状态：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，此特定状态称为该功能的极限状态。（2）分类

承载能力极限状态：结构或结构构件达到了最大承载能力，疲劳破坏或产生了不适于继续承载的过大变形。正常使用极限状态：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。精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑(jiànzhù)结构的设计标准和设计方法建筑结构当结构或构件出现了下列状态之一时，即认为结构或结构构件超过了正常使用极限状态：(1)影响正常使用（包括影响美观）的变形。(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏。(3)影响正常使用的振动。(4)影响正常使用的其他特定状态。当结构或构件出现了下列状态之一时，即认为结构或结构构件超过了承载能力极限状态：(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡。(2)结构构件或其连接因超过材料强度而破坏。(3)结构转变为机动体系(4)结构或构件丧失稳定。(5)地基丧失承载能力二破坏精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑结构(jiégòu)的设计标准和设计方法建筑结构2、承载能力极限状态设计

设计表达式

γ0—

结构重要性系数

R—结构构件的承载力设计值，即抗力设计值

S—荷载效应组合的设计值建筑结构的安全等级安全等级破坏后果建筑物类型γ0一级很严重重要的房屋1.1二级严重一般的房屋1.0三级不严重次要的房屋0.9精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑结构的设计(shèjì)标准和设计(shèjì)方法建筑结构由可变荷载效应控制的组合γG

－－永久荷载分项系数

SGk

－－永久荷载标准值Gk

计算的荷载效应值；γQi

－－第i个可变荷载的分项系数

SQik

－－按可变荷载标准值Qi计算的荷载效应值;ψci

－－可变荷载Qi的组合值系数由永久荷载效应控制的组合精品资料建筑(jiànzhù)与海洋工程系建筑(jiànzhù)教研室张彬项目二建筑结构(jiégòu)的设计标准和设计方法建筑结构荷载分项系数的取值荷载特性分项系数永久

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