建筑结构设计的基本原则

本桥是跨越elbe河的运河桥，位于柏林附近的Magdeburg城，本照片是剪彩当天拍摄的。第3章

建筑结构设计的基本原则大纲要求※1、理解并掌握结构设计的基本要求；※2、理解结构上的作用、作用效应、结构抗力的概念；※3、理解结构极限状态设计方法及结构可靠度的含义；※3、掌握荷载的分类、荷载的代表值、荷载的标准值与设计值的计算方法及在设计中的应用；4、了解结构耐久性的规定及提高耐久性的措施。§3.1结构的功能和极限状态？、建筑结构的功能使所设计的结构能满足各种预定的功能要求。

建筑结构预定功能

耐久性

安全性

适用性

1、安全性建筑结构在正常施工和正常使用时应能承受可能出现的各种荷载、外加变形、约束变形的作用，以及在偶然事件（地震、火灾、冲撞）发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性，不发生倒塌或连续破坏。

2、适用性建筑结构在正常使用时，应能满足预定的使用要求，如不发生影响正常使用的变形和裂缝宽度。3、耐久性建筑结构在正常维护下，材料性能虽随时间变化，如不发生由于保护层碳化或裂缝宽度开展过多导致钢筋锈蚀，混凝土不发生严重风化、老化、腐蚀而影响结构的使用寿命。安徽暴雪压塌合肥5000平方米厂房倒塌河南省体育馆，遭九级风破坏。风灾图片3、地震1978年7月28日，唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，除四根门柱外，全部坍塌1978年7月28日唐山7.8级大地震京沈铁路胥各庄段铁路被毁1998年美国土木工程学会报告，美国现有29%以上桥梁和1/3以上的道路老化，有2100座水坝不安全，估计需有1.3万亿美元改善其安全状态。美国每年基础设施修复费用约为这些设施总资产的10%！发达国家土建设施耐久性问题造成的年损失，约占GDP的1.5~2%，其中主要是混凝土结构的耐久性破坏。我国土建工程耐久性现状民用房屋干湿交替的室外构件过早锈蚀；

结构耐久性的规定1、30－40年工业厂房；20－30年大修海港码头；

2、10－20年大修浪溅区最严重桥梁除冰盐侵蚀；

3、10－20年大修隧道。

渗漏严重钢筋保护层过薄！混凝土等级过低！钢筋过细！断面过薄！提高结构的耐久性宁波北仑港码头混凝土梁（建成后11年）、结构隙的极限沫状态整个结娃构或结刺构的一壳部分超过某一特定未状态就不怪能满释足设添计规歌定的某一当功能要求代，此召状态疼为该奇功能透的极限挪状态。※（一胖）承组载力玻极限脊状态1、整个祝结构或倘结构的暮一部分讲作为刚惨体失去铜平衡（惊如倾覆蔽等）；2、结构锯构件或傲连接因停超过材浸料强度脾而破坏冶（包括备疲劳破及坏）或沸因过度少变形而现不适于缺继续承连载；3、结构源转变为抬机动体拥系4、蜜结构伸或结贵构构家件丧上失稳虚定抵（如炉压屈视等）蹲；5、地基挖丧失承绕载能力造而破坏岂（如失安稳等）浊；※(二）蓬正常关使用鲁极限后状态1、影笑响正端常使交用或陕外观制的变胸形；2、影井响正院常使辆用耐恐久性咽能的坏局部菌破坏城（包捞括裂像缝）瞧；3、影响华正常使柜用的振貌动；4、影响企正常使管用的其阁他特定蚕的状态钩。（1）过对大的谷变形翠会造维成房舅屋内赴部粉杨刷层程剥落凯、填晓充墙监、隔酱断墙磨开裂粥及屋穴面积胜水等感后果自；（2）水渔池、歼油罐菜等结砌构开港裂会柄引起睡渗漏择现象佛；（3）过大味裂缝会悔影响结萄构耐久未性；（4）过蠢大变爸形和振裂缝汉也将矛会使陶用户左心里营上产亡生不炉安全渡；（5）过大摊晃动或范振动引啊起人们侵心里上燥的不安铺，无法塌正常学痛习和工拥作。这几纷座呢?世界妙十大亏“濒焦危”狮建筑这几座麦呢?世界“义濒危”亮建筑这几座孟呢?世界澡“濒势危”蓝建筑以下何宇项不属尖于承载舒能力极妙限状态(们)A结构的潮一部分托出现倾陶覆B梁出拨现过遗大的细挠度C梁出鸭现裂判缝D钢筋生封锈份属于耐壶久性练习颂：答案亩：BC腔D※一、堵结构上墨的作用荷载温度变化地基沉降直接作用间接作用3.2钱~3.热3结构的纵可靠度片和极限府状态方驴程1.作用私效应素和结按构抗胃力※按时间犯分(1)永久荷场载---核---(2)可变故荷载---恨---(3男)偶然新荷载---忆---如结构顺自重、察土压力惕、预应侍力如楼乞面活预荷载蔽、吊滚车荷幼载、泪风荷灰载、货雪荷根载、么温度穿变化半等。如爆详炸力鸭、撞巨击力狸、罕代遇的所地震济等。※（一钉）荷凑载分撞类※（二插）荷漠载的辞代表榆值※1、荷奴载标梯准值是指结边构在使余用期间绍，在正尺常情况扛下可能防出现的最大荷极载值（使给其保漏证率品达到95%）而确但定的。它是基本缓的代俗表值，其情它的柏代表兽值都痛是以订它为伪基础界计算步的。※（1）永前久荷侍载标于准值Gk——尺寸推和材鄙料容休重（咏查荷洞载规醒范）榜。※（2）可舱变荷探载标酷准值Qk查荷叼载规专范楼面活载风载雪载载积灰荷载地震作用屋面施工检修荷载吊车荷载表1民用拼建筑裳楼面完均布刺活荷虫载标送准值串及其遣组合五值、脱频遇锯值和否准永根久值套系数狐（P3奇0）表1民用建签筑楼面徐均布活隔荷载标界准值及软其组合柜值、频而遇值和烦准永久分值系数诸（P3誉0）2、可主变荷乖载准堵永久傲值Qq指可哗变荷触载中乏比较呆滞的部感分值桥，即丧指经常达作用耍于结饭构的轨这样绝一部然分活叔载值福。3、荷载化频遇值Qf对可垦变荷里载，溉在设顾计基饿准期川内，蒜其超越的画总时间按为规定森的较小么比率或滩超越次暴数为规萄定次数纳的荷载惭值。4、荷载斑组合值Qc由荷盆载引征起的糠结构内力,如轴力、迟弯矩、达剪力、姑扭矩等，计称荷福载作值用效据应,用S表示纳。※二、荷拉载的作放用效应S三、结构州抗力R(r祥es丙is秩ta疗nc记e)结构蜓构件逗的截需面形牢式、呀尺寸锐以及真材料按等级隔确定绞以后牲，各震截面悄将具赴有一手定的抵抗作黄用效应兴的能力。（一和）影丈响抗银力的尿主要冷因素妇有1、材料性能的不确定性2、几何参数的不确定性3、计算模式的不确定性强度、变形模量等——构件尺寸等——抗力计算所采用的基本假设和计算公式不够精确等——适用性耐久性安全性结构的可靠性结构设计就是实现可靠性与经济性的最佳平衡指结构扔在规定的患时间内，在规定的竿条件下，完成产预定功牌能的能力。规定俗的条瞧件：是指燥正常垫设计斑、正别常施叨工和尖正常拾使用存的条瞒件。规定堪的时敏间：是指设狱计使用艘年限。※2、结构许的可靠酬性与可身靠度※结构荒可靠愿度结构在碧规定的帖时间内阿，在规鹊定的条湿件下，完成预法定功能窗概率。3.设计基智准期和贩设计使或用年限设计基副准期T分析高结构成可靠柜度时岛，为佣确定贪可变汤作用橡及与狭时间静有关你的材坏料性背能等志取值运而选兔用的喉时间店参数期。T=拒50年。1、设庭计使兼用年妖限是指催设计当规定深的结惹构或界结构娱构件趋不需偿进行劫大修锦即可狼按其徐预定症目的丑使用堵的时菠期。类别设计使用年限（年）示例15临时性结构225易于替换的结构构件350普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建筑物设计使澡用年限说分类设计使茅用年限的概念任不同于实际猜寿命、耐久年鲁限或设计基草准期。补充：族结构的屈安全等晴级安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的房屋二级严重一般的房屋三级不严重次要的房屋根据翻结构专破坏记可能苏产生岔的后腰果，驳即危肌及人概的生逐命、绝造成焰的经莲济损闹失、竹产生剥社会区影响存等的胞严重事程度堵确定衰。建筑泊物中牧各类结构尸构件欧的安凉全等甚级宜与整个结寨构的安该全等级相同，但允许对部坐分结器构构辣件根厘据其麦重要掘程度劲和综根合效腿益进程行适近当的调整。4、极稼限状左态方盒程当功次能函镜数中孔仅包塞括作满用效麦应R和结接构抗求力S两个基粱本变量全时，可腔得：当时，结构处于可靠状态当时，结构处于失效状态当时，结构处于极限状态可靠指神标是度胀量结椒构可宣靠性羡的一妨种量化的指玩标，否其值荐越大贸，失闪效概斯率就去越小怖，结英构就旦越可遵靠，秋它与怨结构伏失效够概率告在数殖值上据一一孙对应坏的关他系。1.犬4结构录构件夜的可若靠指掠标与厘目标盲可靠潮指标3.23.74.2脆性破坏2.73.23.7延性破坏级二级一级安全等级破坏类型表结构可靠性指标与失效概率的一一对应关系※一、激承载适能力弹极限阿状态喝设计献表达钻式（一段）设烦计表岛达式※§殃1.季5极限侦状态汗设计络表达之式———结构构件的重要性系数，对安全等级为一、二、三级的结构构件，应分别取1.1、1.0、0.9；1、可垂变荷浙载效拴应控路制组促合2、永久吨荷载效狐应控制佳组合——恒载和活载分项系数——荷载组合值系数※（二馋）内撑力组宿合设弯计值S表达式(1)对由旨可变互荷载葬控制灵的组准合，摆当其己效应齐对结钳构不油利时陷，取1.2，有利独时取1.笨0；(2)对由许