建筑结构计算基本原则

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,0 绪论,1 建筑结构计算基本原则,2 建筑结构材料,3 钢筋混凝土受弯构件,4 钢筋混凝土纵向受力构件,5 钢筋混凝土受扭构件,6 预应力混凝土构件,7 钢筋混凝土楼屋盖,钢筋混凝土结构,Reinforced Concrete Structure,1.1 荷载分类及荷载代表值,第一章 建筑结构计算基本原则,1.,永久,荷载,永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，其值不随时间变化，或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载，如结构自重、土压力、预应力等。,2.,可变,荷载,可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载，如楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。,3.,偶然,荷载,在结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短的荷载称为偶然荷载，如爆炸力、撞击力等。,1.1 荷载分类及荷载代表值,第一章 建筑结构计算基本原则,常用材料单位体积的自重（单位kN/m3）混凝土2224，钢筋混凝土2425，水泥砂浆20，石灰砂浆、混合砂浆17，普通砖18，普通砖（机器制）19，浆砌普通砖砌体18，浆砌机砖砌体19。,荷载标准值,（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。,1.1 荷载分类及荷载代表值,第一章 建筑结构计算基本原则,（1）可变荷载标准值,（民用,楼面均布活荷载标准值按下表采用）,民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和永久值系数,项,次,类 别,标准值,(kN/m,2,),组合,值系,c,频偶,值系,f,准永久,值系数,q,1,（1）住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园,（2）教室、实验室、阅览室、会议室、医院门诊室,2.0,0.7,0.5,0.6,0.4,0.5,2,食堂、办公楼中的一般资料档案室,2.5,0.7,0.6,0.5,3,（1）礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台,（2）公共洗衣房,3.0,3.0,0.7,0.7,0.5,0.6,0.3,0.5,4,（1）商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客等候室,（2）无固定座位的看台,3.5,3.5,0.7,0.7,0.6,0.5,0.5,0.3,1.1 荷载分类及荷载代表值,第一章 建筑结构计算基本原则,5,（1）健身房、演出舞台,（2）舞厅,4.0,4.0,0.7,0.7,0.6,0.6,0.5,0.3,6,（1）书库、档案室、储藏室,（2）密集柜书库,5.0,12.0,0.9,0.9,0.8,7,通风机房、电梯机房,7.0,0.9,0.9,0.8,8,汽车通道及停车库,（1）单向板楼盖（板跨不小于2m）,客车,消防车,（2）双向板楼盖和无梁楼盖（柱网尺寸不小于6m6m）,客车,消防车,4.0,35.0,2.5,20.0,0.7,0.7,0.7,0.7,0.7,0.7,0.7,0.7,0.6,0.6,0.6,0.6,（1）可变荷载标准值,（民用,楼面均布活荷载标准值按下表采用）,1.1 荷载分类及荷载代表值,第一章 建筑结构计算基本原则,9,厨房（1）一般的,（2）餐厅,2.0,4.0,0.7,0.7,0.6,0.7,0.5,0.7,10,浴室、厕所、盥洗室：,（1）第1项中的民用建筑,（2）其他民用建筑,2.0,2.5,0.7,0.7,0.5,0.6,0.4,0.5,11,走廊、门厅、楼梯：,（1）宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、住宅,（2）办公楼、教室、餐厅、医院门诊部,（3）消防疏散楼梯、其他民用建筑,2.0,2.5,3.5,0.7,0.7,0.7,0.5,0.6,0.5,0.4,0.5,0.3,12,阳台：,（1）一般情况,（2）当人群有可能密集时,2.5,3.5,0.7,0.6,0.5,注：本表所列各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载大时，应按实际情况采用。,本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。,（1）可变荷载标准值,（民用,楼面均布活荷载标准值按下表采用）,1.2 建筑结构概率极限状态设计法,建筑结构的安全等级,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,第一章 建筑结构计算基本原则,建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001（以下简称统一标准）规定，建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性，采用不同的,安全等级,。,设计使用年限,，是指设计规定的结构或结构构件在正常设计、正常施工、正常使用和维护下，不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。,结构的设计使用年限分类,设计,使 用 年 限,示 例,5,临时性结构,25,易于替换的结构构件,50,普通房屋和构筑物,100,纪念性建筑和,特别重要的建筑结构,1.2 建筑结构概率极限状态设计法,第一章 建筑结构计算基本原则,结构的功能要求,能承受正常施工和使用时的各种作用，以及偶然事件发生时，仍能保持整体稳定性。,在正常使用时，能保证具有良好的工作性能，不出现过大的变形和裂缝。,在正常使用及维护下，具有足够的耐久性能，不发生锈蚀和风化现象。,安全性,适用性,耐久性,例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产生使使用者感到不安的裂缝宽度等。,例如，结构材料不致出现影响功能的损坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。,即结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。,1.2 建筑结构概率极限状态设计法,第一章 建筑结构计算基本原则,结构的,安全性,、,适用性,和,耐久性,是结构可靠的标志，总称为结构的,可靠性,。,结构的,可靠度,是结构可靠性的,概率度量,，对结构可靠性的,定量描述，,即结构在规定的时间内，完成预订功能的概率，结构的预订功能指结构的安全性、适用性和耐久性。,结构,可靠性,的定义是，结构在规定时间内，规定条件下，完成预定功能的能力。,结构的可靠度与结构的使用年限的长短有关，统一标准以结构的设计使用年限为计算结构可靠度的时间基准。当结构的使用年限,超过设计使用年限,后，并不意味着结构就要报废，但其,可靠度,将,逐渐降低,。,1.2 建筑结构概率极限状态设计法,第一章 建筑结构计算基本原则,结构功能的,极限状态,（1）,承载能力,极限状态,（2）,正常使用,极限状态,针对,安全性,如：整个结构或结构的一部分作为刚体失去稳定；,结构构件或连接因材料强度不够而破坏；,结构转变为机动体系；,结构或结构构件丧失稳定等。,针对,适用性,和,耐久性,如：出现影响正常使用或外观的变形；,影响正常使用或耐久性的局部损坏；,影响正常使用的振动。,结构的极限状态可定义为：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（安全性、适用性、耐久性）的要求，该特定状态称为该功能的极限状态,1.2 建筑结构概率极限状态设计法,第一章 建筑结构计算基本原则,结构的功能函数,（1）作用效应 S,作用（荷载）对结构产生的各种效应，如,弯矩、剪力、轴力、变形、裂缝,等,M V N f w,结构构件抵抗各种作用效应的能力。如,抗弯、抗剪、抗压、抗拉、抗扭,承载力以及,抗变形、抗裂缝,的能力。,（2）结构抗力 R,1.2 建筑结构概率极限状态设计法,第一章 建筑结构计算基本原则,有一农夫，能肩挑300斤当给他300斤的担子时，效应刚好等于抗力；当给他100斤的担子时，效应小于抗力；当给他400斤的担子时，效应大于抗力。,挑担子与结构功能函数,1.2 建筑结构概率极限状态设计法,第一章 建筑结构计算基本原则,结构的功能函数,当,0 即,R,S,时，结构处于,可靠状态,；当,0 即,R,S,时，结构处于,失效状态,；当,=,0 即,R,=,S,时，结构处于,极限状态,。,关系式(S，R)RS0 称为极限状态方程。,结构构件重要性系数,一级=1.1、二级=1.0、三级=0.9,按承载能力极限状态设计的实用表达式,1.2 建筑结构概率极限状态设计法,第一章 建筑结构计算基本原则,按永久荷载标准值,计算的荷载效应值,按可变荷载标准值计算的荷载效应值,可变荷载效应中的最大值,永久荷载分项系数,第,i,个可变荷载的分项系数,第1个可变荷载的分项系数,可变荷载的组合值系数,1）由可变荷载效应控制的组合,1.2 建筑结构概率极限状态设计法,第一章 建筑结构计算基本原则,2）由永久荷载效应控制的组合,恒荷载效应设计值,活荷载效应设计值,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/m,2,的工业房屋楼面结构的活荷载取,1.3,第一章 建筑结构计算基本原则,混凝土强度设计值,=混凝土强度标准值,砼材料分项系数,c,钢 筋强度设计值,=钢 筋 强度标准值,钢筋材料分项系数,s,永久荷载设计值,=,永久荷载标准值,永久荷载分项系数,g,可变荷载设计值,=,可变荷载标准值,可变荷载分项系数,q,设计值与标准值的关系,第一章 建筑结构计算基本原则,1.2 什么是荷载代表值？永久荷载、可变荷载的代表值分别是什么？,1.4 建筑结构应满足哪些功能要求？其中最重要的一项是什么？,1.6 什么是结构功能的极限状态？承载能力极限状态和正常使用极限状态的含义分别是什么？,1.7 试用结构功能函数描述结构所处的状态。,习 题,1.1 某住宅楼面梁，由恒载标准值引起的弯矩,M,gk,=45kNm，由楼面活荷载标准值引起的弯矩,M,qk,=25kNm，活荷载组合值系数,c,=0.7，结构安全等级为二级。试求按承载能力极限状态设计时梁的最大弯矩设计值,M,。,1.2 某钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸,b,h,=200mm500mm，计算跨度,l,0,=4m，梁上作用恒载标准值(不含自重)14kN/m，活荷载标准值9kN/m，活荷载组合值系数,c,=0.7，梁的安全等级为二级。试计算按承载能力极限状态设计时的跨中弯矩设计值。,小组协作思考题:,