第四章 结构的设计原则和过程

第四章建筑结构的设计原则和过程4.1概念设计和数值设计数值设计——计算设计概念设计——是指根据地震震害和工程经验等形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程4建筑结构的设计原则和过程第四章建筑结构的设计原则和过程第四章建筑结构的设计原则和过程第四章建筑结构的设计原则和过程第四章建筑结构的设计原则和过程第四章建筑结构的设计原则和过程第四章建筑结构的设计原则和过程抗震设防区框架体系房屋体型和结构布置的要求（1）房屋的平、立面宜采用简单的体型,尽量避免部分突出及刚度突变。第四章建筑结构的设计原则和过程框架体系房屋体型第四章建筑结构的设计原则和过程转角部位局部加强第四章建筑结构的设计原则和过程房屋顶部不宜有局部突出和刚度突变。若不能避免时，凸出部分应逐步收小，使刚度不发生突变，并作抗震验算。突出部分不宜采用混合结构。鞭端效应第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程（2）抗抗侧力结结构的布布置应尽尽可能使使房屋的的刚度中中心与地地震力合合力作用用线接近近或重合合。第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程扭矩的作作用第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程（3）抗抗侧力力结构的的布置应应使房屋屋中各部部分的刚刚度均匀匀，不应应过分悬悬殊。第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程剪力与弯弯矩第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程防震缝第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程（4）在在烈度较较高的抗抗震设防防区，楼楼、电梯梯间不宜宜布置在在结构单单元的两两端和拐拐角部位位。（5）各各层楼板板应尽量量在同一一标高上上，尽可可能不采采用错层层框架。。第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程错层框架架第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程（6）房房屋高低低层相连连不宜用用牛腿，，宜用防防震缝分分开。（7）柱柱子的净净高与截截面长边边的比值值宜大于于4。牛腿破坏坏第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程1.结结构构的功能能要求安全性建筑结构构在其设计使用用年限内，在正正常施工工和正常常使用时，能能够承受受可能出出现的各各种作用。且在设计计规定的偶然事事件发生生时及发发生后，，结构应应能保持持必需的的整体稳定性性。适用性建筑结构构在其设设计使用用年限内内，在正正常使用用时具有有良好的工作作性能。。例如其其变形、、裂缝或或振动等等性能均均不超过规定定的限度度等。耐久性建筑结构构在其设设计使用用年限内内，在正正常维护护条件下下具有足够的的耐久性性。例如如不发生生由于混混凝土保保护层厚厚度过薄、裂裂缝过宽宽而引起起钢筋锈锈蚀，不不发生混混凝土严严重风化、腐腐蚀、老老化而影影响结构构的使用用寿命。。4.2结结构构设计的的基本原原则第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程结构的设设计使用用年限—指结构在在正常设设计、施施工、使使用和维维护下所所应达到到的使用用年限。。第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程类别

设计使用年限(年)

示例123452550100临时性结构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的建筑结构结构的设设计使用用年限第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程建筑结构构的安全全等级安全等级破坏后果建筑物类型一级二级三级很严重严重不严重重要的房屋一般的房屋次要的房屋建筑结构构的安全全等级承载能力力极限状状态——结构或结结构构件件达到最最大承载载能力或不不适于继继续承载载的变形形。第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程2.结结构的的极限状状态第四章建建筑筑结构的的设计原原则和过过程(1)整整个结结构或结结构的一一部分作作为刚体体失去平平衡(如雨篷篷压重不不足而倾倾覆、烟烟囱抗风风不足而而倾倒、、挡土墙墙抗滑不不足在土土压力作作用下而而整体滑滑移等);(2)结结构构构件或其其连接因因超过材材料强度度而破坏坏(包括疲疲劳破坏坏,如轴轴心受压压构件中中混凝土土达到了了轴心抗抗压强度度、构件件的钢筋筋因锚固固长度不不足而被被拔出等等),或或因变形形过大而而不适于于继续承承受荷载载;(3)结结构转转变为机机动体系系(如构件件发生三三铰共线线而形成成机动体体系，丧丧失承载载能力);(4)结结构或或构件丧丧失稳定定(如细长柱到到达临界荷载载后压屈失稳稳而破坏)。正常使用极限限状态——结构或结结构构件达到到正常使用或耐久性能的的某项规定限限值。第四章建建筑结构的设设计原则和过过程第四章建建筑结构的设设计原则和过过程(1)影响响正常使用或或外观的变形形(如吊车梁变变形过大导致致吊车不能正正常行驶、梁梁挠度过大影影响外观等);(2)影响响正常使用或或耐久性能的的局部损坏(如水池池壁壁开裂漏水不不能正常使用用、如裂缝过过宽导致钢筋筋锈蚀等);(3)影响响正常使用的的振动(如由于机器器振动而导致致结构的振幅幅超过按正常常使用要求所所规定的限位位等);(4)影响响正常使用的的其它特定状状态(混凝土腐蚀蚀、结构相对对沉降量过大大等)。3.结构构设计原则和和方法《建筑结构可可靠度设计统统一标准》———GB50068－2001规定：对建、构筑物物作结构设计计时，采用以以概率理论为为基础的极限限状态设计方方法。第四章建建筑结构的设设计原则和过过程第四章建建筑结构的设设计原则和过过程(1)结构可靠性—指安全性、、适用性和耐耐久性的总称称。(2)结构可靠度—指结构在规规定的时间内内，在规定的的条件下，完完成预定功能能的概率。第四章建建筑结构的设设计原则和过过程(4)荷载效应和和结结构抗力第四章建建筑结构的设设计原则和过过程(4)结构的功能函函数设Z为结构的的功能函数显然，结构可可能出现下列列三种情况当Z>0时，，结构处于可可靠状态当Z<0时，，结构处于失失效状态当Z=0时，，结构处于极极限状态第四章建建筑结构的设设计原则和过过程若已知Z的概概率分布函数数为则第四章建建筑结构的设设计原则和过过程假定在功能函数Z=R-S中中，R与S均均服从正态分分布且相互独独立，则---目标可可靠指标（见见表4.2.2）第四章建建筑结构的设设计原则和过过程4.3实实用设计表达达式1.承载载力极限状态态设计表达式式第四章建建筑结构的设设计原则和过过程2.正正常使用极限限状态设计表表达式三阶段设计：：初步设计、、技术设计、、施工图设计计1.建筑设设计的一般程程序4.4建建筑结构设计计过程第四章建建筑结构的设设计原则和过过程2.建筑结结构设计的一