砌體結構圖文PPT課件

1、學習要點：學習要點： 了解我國規(guī)范關于砌體結構設計的可靠度理論； 掌握我國規(guī)范的砌體結構概率極限狀態(tài)設計方法； 掌握砌體強度標準值與設計值的計算原則。 第1頁/共102頁3.1結構設計方法的發(fā)展結構設計方法的發(fā)展 結構設計方法的發(fā)展，在可靠性方面經(jīng)歷了從定量的、經(jīng)驗的到概率的發(fā)展。 1 許可應力法 在材料力學和彈性力學方法發(fā)展以后，早期的結構設計方法是容許應力法。假設材料為均勻彈性體，分析結構上所受到的荷載作用，用力學的方法算出構件中的應力分布，確定危險點上的工作應力值，再根據(jù)經(jīng)驗及統(tǒng)計資料確定容許應力。設計時保證最大應力不超過材料的容許應力。第2頁/共102頁1.許可應力設計法許可應力設計法

2、以軸壓短構件為例KfANm/根據(jù)經(jīng)驗提出的一個總安全系數(shù)我國在解放前時使用此法，我國在解放前時使用此法，目前歐美某些國家仍用這一目前歐美某些國家仍用這一表達式表達式第3頁/共102頁 容許應力法使用方便，設計者對它很熟悉，按此法設計可以滿足正常使用的要求，所以此法能較長時期被應用，目前一些規(guī)范仍然采用此設計方法。但此法存在明顯的缺點：第4頁/共102頁 1）該法按照線彈性理論以一點的強度來確定整個結構構件是否安全可靠，這對于脆性材料制作的結構構件來說有一定的合理性，但是對于彈塑性材料制作的構件而言，由于沒有考慮結構在非彈性階段仍具有承受荷載的能力，以及沒有將荷載、結構抗力等作為隨機因素加以考慮

3、，所以是不合理的。第5頁/共102頁 2）此法所給定的容許應力不能保證各種結構具有比較一致的可靠度水平。 3）此法認為荷載的變化具有相同的比例，采用單一安全系數(shù)法。 20世紀30年代后期，前蘇聯(lián)注意到彈性理論計算和試驗結果不符的問題。而對偏心受壓構件計算，開始采用了修正系數(shù)；第6頁/共102頁 我國1952年已開始照前蘇聯(lián)1943年規(guī)定，對偏心受壓計算采用修正系數(shù)以較正確的估算承載力，以后又采用破壞階段和三系數(shù)計算方法； 我國1973年頒布的磚石結構設計規(guī)范規(guī)定磚石結構設計計算應按材料平均強度的單一安全系數(shù)進行，而安全系數(shù)k則是采用多系數(shù)分析、單一系數(shù)表達的半統(tǒng)計、半經(jīng)驗的方法確定的。第7頁/

4、共102頁2. 破壞階段設計法破壞階段設計法AfKNm以軸壓短構件為例根據(jù)經(jīng)驗提出的一個總安全系數(shù)不是以截面最大應力作為衡量截面承載力的標準，而是在考慮截面應力重分布后，以全截面承載力為標準我國在解放前初期按前蘇聯(lián)磚石規(guī)范的表達式第8頁/共102頁3. 三系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法三系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法)(AkfmNnkk以軸壓短構件為例超載系數(shù)（荷載系數(shù)）荷載標準值產(chǎn)生的軸力結構實際工作條件系數(shù)，考慮構件及材料在不同工作條件下能夠充分發(fā)揮作用的程度砌體抗壓強度標準值材料系數(shù)1956年后，我國砌體結構按前蘇聯(lián)55年的規(guī)范的表達式第9頁/共102頁3. 三系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法三系數(shù)表達的極

5、限狀態(tài)設計法概率密度荷載荷載平均值荷載標準值荷載計算值概率密度材料強度強度平均值強度標準值強度計算值第10頁/共102頁3. 多系數(shù)分析總安全系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法多系數(shù)分析總安全系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法AfKNm總安全系數(shù)（不是經(jīng)驗取值）平均強度以軸壓短構件為例1973年，我國自行編制的第一部磚石結構規(guī)范（GBJ3-73）的表達式第11頁/共102頁3. 多系數(shù)分析總安全系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法多系數(shù)分析總安全系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法CKKKKKK)(54321砌體強度變異系數(shù)：抗壓1.5，抗彎、拉、剪：1.65缺乏系統(tǒng)試驗對砌體強度變異性的影響系數(shù)1.15砌筑質量影響系數(shù)1.1構件尺寸偏

6、差影響系數(shù)1.1荷載變異影響系數(shù)1.2組合系數(shù)1.2對于軸壓3 . 29 . 0)2 . 11 . 11 . 115. 15 . 1 (K第12頁/共102頁4. 1998年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)砌體結構中，對墻及柱而言以承載能力極限狀態(tài)為主第13頁/共102頁4. 1998年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法RS 0結構重要性系數(shù)安全等級一級：1.1；二級1.0；三級0.9),(2111kniikQiQiQikQQkGGafRRQCQCGCS5 . 1,645.

7、 1,ffmkfkffff第14頁/共102頁4. 1998年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法對一般單層和多層房屋，可采用簡化公式RQCGCSniikQiQikGG)(10第15頁/共102頁 根據(jù)國家頒布的建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準GB50068-2001規(guī)定的，采用近似概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法。第16頁/共102頁5. 2001年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法一般情況下砌體結構按承載能力極限狀態(tài)設計時),()4 . 12 . 1 (2110kniikQiQiQikQkGafRQCQCGCfmkfkffff645. 1,確

8、定材料分項系數(shù)時引入了施工質量控制等級（等級的劃分見教材表2-2）第17頁/共102頁5. 2001年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法0的取值一級或設計使用年限為一級或設計使用年限為50年以上：年以上： 1.1二級或設計使用年限為二級或設計使用年限為50年：年： 1.0三級或設計使用年限為三級或設計使用年限為50年以下：年以下： 0.9在設計壽命內(nèi)破壞概率足夠小在設計壽命內(nèi)破壞概率足夠小第18頁/共102頁5. 2001年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法年以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設計法以自重為主的結構構件，還應按下式進行計算nikikQiCikGafRQCGC10)

9、,()4 . 135. 1 (新引入的重力荷載分項系數(shù)第19頁/共102頁3.2極限狀態(tài)設計方法極限狀態(tài)設計方法 (Limit state design method)結構的極限狀態(tài) 整個結構物或結構物的一部分超過某一特定狀態(tài)時就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。 設計統(tǒng)一標準中規(guī)定，結構的極限狀態(tài)分為兩類：承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。第20頁/共102頁承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài) 這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到最大承載力或不適于繼續(xù)承載的變形。 在砌體結構設計中，對任何承載的結構或構件都需要按承載力極限狀態(tài)進行計算，以保證各個控制截面不發(fā)生破壞。

10、第21頁/共102頁 當結構或構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了承載力極限狀態(tài)： 整個結構物或結構物的一部分作為剛體失 去平衡；(如傾覆等) 結構構件或連接因材料強度被超過而破壞；(包括疲勞破壞) 結構變?yōu)闄C動體系； 結構或結構構件喪失穩(wěn)定。(如壓曲等)第22頁/共102頁正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定極限。如變形過大、裂縫過大、振動過大等影響正常使用，即超過了正常使用極限狀態(tài)。 在砌體結構設計中，對于正常使用極限狀態(tài)，主要通過構造措施加以保證，一般不進行驗算。僅僅在個別情況下，才需要對構件進行變形驗算。第23頁/共102頁

11、新規(guī)范：對于可能遭受偶然作用，且倒塌可能引起嚴重后果的重要結構，宜進行防連續(xù)倒塌設計第24頁/共102頁逐漸破壞極限狀態(tài) 指偶然作用后產(chǎn)生的次生災害限度，即結構因偶然作用造成局部破壞后，其余部分不致發(fā)生連續(xù)破壞的狀態(tài)。 偶然作用包括超過設計烈度的地震、爆炸、車輛撞擊及基礎塌陷等等。第25頁/共102頁逐漸破壞極限狀態(tài) 設計時，應遵循的原則為：1 1）按考慮偶然事件所造成的荷載效應的偶然組合進行設計或采取保護措施，使主要承重結構不致因偶然事件而喪失承載力；2 2）應使主要承重結構因偶然事件而發(fā)生局部破壞后，其剩余部分仍具有適當?shù)陌踩龋谝欢螘r間內(nèi)不致于連續(xù)倒塌，以避免生命和經(jīng)濟的重大損失，并為

12、修復提供條件。第26頁/共102頁結構的三種設計狀況（根據(jù)結構在施工和使用中的環(huán)境條件和影響）1、持久狀況在結構使用過程中一定出現(xiàn)，其持續(xù)期很長(一般與設計使用年限為同一數(shù)量級)的狀況。2、短暫狀況在結構施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設計使用年限相比，持續(xù)期很短的狀況。如施工和維修等。3、偶然狀況在結構使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期很短的狀況，如火災、爆炸、撞擊等。第27頁/共102頁 建筑結構的三種設計狀況應分別進行極限狀態(tài)設計建筑結構的三種設計狀況應分別進行極限狀態(tài)設計1 1、對三種狀況，、對三種狀況，均均應進行承載力極限狀態(tài)設計應進行承載力極限狀態(tài)設計2 2、對持久狀況，、對持久狀

13、況，尚尚應進行正常使用極限狀態(tài)設計應進行正常使用極限狀態(tài)設計3 3、對短暫狀況，、對短暫狀況，可可根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)設計設計第28頁/共102頁結構的作用效應結構的作用效應S和結構抗力和結構抗力R 結構的作用效應S：作用對結構產(chǎn)生的效應（內(nèi)力）等。 結構抗力R：是指整個機構構件而言，即結構構件所能抵抗的內(nèi)力。 由于作用效應S和結構抗力R都不是確定性變量，而隨荷載、材料強度、計算模式及幾何尺寸等的變異具有明顯的隨機性，應采用隨機變量或隨機過程加以描述。第29頁/共102頁概率論概率論愛因斯坦： “你（波爾）相信擲色子的上帝，我卻信仰客觀存在的世界中完備的定律

14、和秩序”。 誰錯誰對？第30頁/共102頁 結構可靠度的數(shù)學基礎 1 1 事件與概率 2 2 概率的基本公理與法則 3 3 隨機變量概率分布 4 4 隨機變量的數(shù)學特征 5 5 結構可靠度分析中常用的概率分布 6 6 統(tǒng)計參數(shù)的應用第31頁/共102頁1 1 事件與概率 在自然界中，存在大量的一類現(xiàn)象，他們在一定條件下可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，這種現(xiàn)象稱為隨機事件隨機事件，通常簡稱為事件事件。 A.某地今后10年內(nèi)要遭受烈度為8度的地震； B.某地今后10年內(nèi)要遭受烈度不超過8度的地震； 概率概率是指與其他事件有關的某一事件發(fā)生的可能性。從定量上講，概率是與一組事件有關的某事件發(fā)生的可能性的數(shù)值

15、度量。第32頁/共102頁2 2 概率的基本公理與法則 一、概率的基本公理，加法法則 n個互不相容事件之和的概率，等于各事件的概率之和。 11()()nniiiiPAP A 所謂兩事件A與B之和，是指A、B中至少有一個事件實現(xiàn)。所謂A與B互不相容，是指A與B不能同時出現(xiàn)。第33頁/共102頁二、概率的乘法定理()( )()( )()P ABP AP B AP BP A B 兩事件乘積的概率等于一事件的概率，乘以在這一事件發(fā)生的條件下另一事件的條件概率。即式中： 是指事件B在事件A發(fā)生的條件下的概率，稱為條件概率。 ()P B A第34頁/共102頁 所謂兩事件之積兩事件之積，是指A與B同時實現(xiàn)

16、的意思。若A與B中任一事件的概率與另一事件是否發(fā)生無關，則稱A、B是相互獨立的相互獨立的。 與隨機事件有密切聯(lián)系的一個重要概率是隨機變量。所謂隨機變量隨機變量，是指在一定條件的實驗中，每次都取一個不能預先確知數(shù)值的變量。()( )()( ) ( )P B AP BP ABP A P B第35頁/共102頁 一、隨機變量分布函數(shù) 設X是隨機變量，對任意實數(shù)x，事件Xx的概率PXx稱為隨機變量X的分布函數(shù)。記為F(x)，即 F(x)P Xx. 易知，對任意實數(shù)a, b (ab), P a X bPX bPX a F(b)F(a).( )F x3 隨機變量概率分布第36頁/共102頁二、分布函數(shù)的性

17、質二、分布函數(shù)的性質 1）、單調(diào)不減性：若）、單調(diào)不減性：若x1x2, 則則F(x1) F(x2); 2）、歸一）、歸一 性：對任意實數(shù)性：對任意實數(shù)x，0 F(x) 1，且且 對于連續(xù)型隨機變量對于連續(xù)型隨機變量 ;1)x(Flim)(F, 0)x(Flim)(Fxx ( )( )xF xf x dx第37頁/共102頁 1） 定義定義：對于隨機變量對于隨機變量X，若存在非負函數(shù)若存在非負函數(shù)p(x)，(- x+ )，使對任意實數(shù)使對任意實數(shù)x，都有都有( )()( )xF xP Xxf u du則稱X為連續(xù)型隨機變量， f(x)為X的概率密度函數(shù)，簡稱概率密度或密度函數(shù). 常記為 X f(

18、x) , (-x+)三、概率密度函數(shù)第38頁/共102頁2） 概率密度函數(shù)的性質概率密度函數(shù)的性質 (1) 非負性非負性 :f(x) 0，(- x0,DY0，則 cov(, )XYX YDXDY第42頁/共102頁5 5 結構可靠度分析中常用的概率分布 (1)正態(tài)分布 概率密度函數(shù) 標準正態(tài)分布 若隨機變量X服從 ，則可以通過標準化變換 化為標準正態(tài)分布，可以證明Y服從（0，1）分布。)(，N211( )exp() ()22xf xx ) 10( ，N2121( )()2xf xex ( ,)N ()YX 第43頁/共102頁(2)對數(shù)正態(tài)分布 設X服從 ， 的密度函數(shù)為 這個分布稱為對數(shù)正態(tài)

19、分布，常記為 當X服從正態(tài)分布時，則Y=exp(X)服從對數(shù)正態(tài)分布；反之，當Y服從對數(shù)正態(tài)分布時，則X=lnY服從正態(tài)分布。211 lnexp() ,0( )220,0Yxxfxxx)(，Nexp( )Yx( ,)LN 第44頁/共102頁結構的可靠度和可靠指標結構的可靠度和可靠指標 （Reliability index） 建筑結構的可靠性指結構在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的能力。 包括安全性、適用性和耐久性三項要求。 結構可靠度是結構可靠性的概率度量，其定義是：結構在規(guī)定的時間（設計基準期）內(nèi)，在規(guī)定的條件下（正常設計、正常施工、正常使用維護），完成預定功能的概率，稱為結構

20、可靠度。第45頁/共102頁結構設計基準期：結構設計基準期：5050年年 為確定可變作用及與時間有關的材料性能等取值而為確定可變作用及與時間有關的材料性能等取值而選用的時間參數(shù)。選用的時間參數(shù)。設計使用年限：設計使用年限： 設計規(guī)定的結構或結構構件不需進行大修即可按其設計規(guī)定的結構或結構構件不需進行大修即可按其預期目的使用的時期。預期目的使用的時期。 即房屋結構在正常設計、正常施工、正常使用和正即房屋結構在正常設計、正常施工、正常使用和正常維護下所應達到的使用年限，如達不到這個年限常維護下所應達到的使用年限，如達不到這個年限則意味著在設計、施工、使用與維修的某一環(huán)節(jié)上則意味著在設計、施工、使用

21、與維修的某一環(huán)節(jié)上出現(xiàn)了非正常情況，應查找原因。出現(xiàn)了非正常情況，應查找原因。第46頁/共102頁類類別別設計使用年限（年）設計使用年限（年）示示 例例1 15 5臨時性結構臨時性結構2 22525易于替換的結構構件易于替換的結構構件3 35050普通房屋和構筑物普通房屋和構筑物4 4100100紀念性建筑和特別重要的建紀念性建筑和特別重要的建筑結構筑結構 建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準GB500682001規(guī)定：結構設計使用年限分類第47頁/共102頁結構極限狀態(tài)方程 結構可靠度通常受到各種荷載、材料性能、結構可靠度通常受到各種荷載、材料性能、幾何參數(shù)、計算公式等精確性等因素的影幾何參數(shù)、計算公

22、式等精確性等因素的影響。這些因素一般具有隨機性，稱為基本響。這些因素一般具有隨機性，稱為基本變量，記作變量，記作 分析中，結構的極限狀態(tài)一般由功能函數(shù)分析中，結構的極限狀態(tài)一般由功能函數(shù)加以描述。當有加以描述。當有n n個隨機變量影響結構的可個隨機變量影響結構的可靠度時，結構的功能函數(shù)為：靠度時，結構的功能函數(shù)為：),(21nxxxgZ), 2 , 1(nixi第48頁/共102頁 引入函數(shù)Z，令Z=R-S=g (R, S),則結構的工作狀態(tài)可用函數(shù)Z的不同取值加以描述： Z=R-S0，結構處于可靠狀態(tài)； Z=R-S=0，結構處于極限狀態(tài)； Z=R-S0，結構處于失效狀態(tài)。 在可靠度設計中，一

23、般把Z=g (R, S)稱為功能函數(shù)，而Z=0則稱為結構或構件的極限狀態(tài)方程。單一的荷載效應或荷載效應組合相對最大值第49頁/共102頁 若R (R , R)，S (S , S) ，且R、S 相互獨立 Z=R-S(z , z) ， z = R - S ， 2z= 2R + 2S2011(0)exp22ZrZZzPP Zdz可靠度1frPP結構可靠指標的定義結構可靠指標的定義 12002102ZZZfZPP Zf Z dZedZ失效概率第50頁/共102頁失效概率 即陰影部分面積 0f(0)( )pP Zf z dzf (z)zfpf1p0zz第51頁/共102頁 fSR0RS 由圖可知，當R的

24、平均值 大于S的平均值 時，并不能說明結構是絕對安全的，因為這兩條曲線還有相互交叉的部分，這就說明存在RS的概率，所謂結構的可靠度是指RS這一事件的概率。RS第52頁/共102頁 事實上，P P f f 不僅與R和S的均值有關，而且還與它們的方差有關。傳統(tǒng)的安全系數(shù)沒有反映這一特征，而 解決了這個問題。第53頁/共102頁 設計統(tǒng)一標準中規(guī)定采用近似概率法，并規(guī)定采用平均值和標準值及可靠指標代替失效概率來近似的估定結構的可靠度。 一般按標準差正態(tài)分布函數(shù)，對脆性破壞一般要求 ，相應的失效概率 。zzu3.741 10fp zRSuuu22zRS第54頁/共102頁 公式公式 1fp推導推導 令

25、ZZZX 令令ZZ dXedxepXXf22122121121 1 失效概率 12002102ZZZfZPP Zf Z dZedZ第55頁/共102頁 可用結構可靠指標 來度量結構的可靠性 P r +P f =1 = z / z P f P r P f = ( ) =1- ( ) P r=1 P f 1 ( ) = ( )第56頁/共102頁為可靠指標 1、 是失效概率的度量。 越大，失效概率P f越小，故可靠度P r越大。 2、在某種分布下，當z 常量時， 僅僅隨著z變化。而當z增加時，會使概率密度曲線由于z增加而向右移動， P f將由此減少，從而使可靠度P r增大。 可靠指標增加，結構可靠

26、度P r增大； 減小，結構可靠度P r也減小，因此， 可以表示結構可靠程度。第57頁/共102頁 與 P f的對應關系 P f P f1.01.5910-13.26.4010-41.56.6810-23.52.3310-42.02.2810-23.71.1010-42.56.2110-34.03.1710-52.73.5010-34.21.3010-53.01.3510-3第58頁/共102頁建筑結構的安全等級 現(xiàn)行國家標準建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準（GB50068-2001）規(guī)定，建筑結構設計時，應建筑結構設計時，應根據(jù)結構破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴重性，采用根據(jù)結構破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴重性，

27、采用不同的安全等級。不同的安全等級。建筑結構安全等級劃分為三個等級（一級：重要的建筑物；二級：大量的一般建筑物；三級：次要的建筑物）。至于重要建筑物與次要建筑物的劃分，則應根據(jù)建筑結構的破壞后果，即危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、產(chǎn)生社會影響等的嚴重程度確定。 第59頁/共102頁結構構件承載能力極限狀態(tài)可靠指標破壞類型破壞類型安全等級安全等級一級一級二級二級三級三級延性破壞延性破壞3.73.22.7脆性破壞脆性破壞4.23.73.2第60頁/共102頁可靠指標與分項系數(shù)的關系 現(xiàn)行的設計準則，并不采用單一安全系數(shù)設計表達式，而采用分項系數(shù)表達式。例如恒載和活載組合下設計表達式為： 為抗力分項系數(shù)

28、， 為恒載分項系數(shù)， 為活載分項系數(shù)。 RRGGQQ RGQ第61頁/共102頁 分項系數(shù)是利用分離函數(shù)得到的。分離函數(shù)的作用，是將其與可靠指標聯(lián)系起來，把安全系數(shù)加以分離，使其表達為分項系數(shù)的形式。兩種分離法： 1、林德的0.75線性分離法； 2、一般分離法。第62頁/共102頁 結構可靠度計算方法 1 1 一次二階矩法 2 JC2 JC法 3 3 蒙特卡羅法第63頁/共102頁設計表達式（設計表達式（Design equation） 規(guī)范采用以概率為基礎的極限狀態(tài)方程，以可靠指標度量結構構件的可靠度。 值計算復雜，需要大量的統(tǒng)計信息，直接在設計中應用很不方便。規(guī)范的做法是采用分項系數(shù)的實用

29、設計表達式，設計人員可不必直接計算可靠指標，只需按規(guī)范給定的各分項系數(shù)進行計算。第64頁/共102頁 砌體結構按承載力極限狀態(tài)設計時，在考慮結構重要性調(diào)整后的荷載效應結構抗力，即式中， 結構重要性系數(shù)； S 內(nèi)力設計值； R 結構構件抗力0SR0安全等級為三級或設計使用年限為15年的結構構件，00.9安全等級為一級或設計使用年限為50年以上的結構構件，01.1安全等級為二級或設計使用年限為50年的結構構件，01.0第65頁/共102頁S承載能力極限狀態(tài)下作用組合的效應設計值：對持久設計狀況和短暫設計狀況按作用的基本組合計算；對地震設計狀況按作用的地震組合計算； R結構構件的抗力設計值；第66頁

30、/共102頁 規(guī)范中對砌體結構按承載力極限狀態(tài)設計時，應按下列公式中最不利組合進行計算：0GkQ1kQcQ kk21.21.4,.nLLiiiiSSSR f a 0GkcQ kk11.351.4,.nLiiiSSRf a第67頁/共102頁荷載分項系數(shù)及荷載組合系數(shù)荷載分項系數(shù)及荷載組合系數(shù)調(diào)查結果恒載活載變異性小,但往往超載,G=1.2, G=1.35盡管標準荷載高于平均值,但變異性大, Q=1.4一般情況下,ci=0.70, 若活荷載經(jīng)常作用且數(shù)值較大 ci =0.9第68頁/共102頁式中， 永久荷載標準值的效應； 在基本組合中起控制作用的一個可 變荷載標準值的效應； 第i個可變荷載標準

31、值的效應； 結構構件的抗力函數(shù)； 第i個可變荷載的分項系數(shù)； 第i個可變荷載的組合值系數(shù)； 砌體的強度設計值； 幾何參數(shù)標準值。0GkQ1kQcQ kk21.21.4,.nLLiiiiSSSRf a GkSQ1kSQ k iS()R Qicifka一般情況下應取0.7第69頁/共102頁對持久設計狀況、短暫設計狀況和地震設計狀況，對持久設計狀況、短暫設計狀況和地震設計狀況，當用內(nèi)力的形式表達時，結構構件應采用下列承載當用內(nèi)力的形式表達時，結構構件應采用下列承載能力極限狀態(tài)設計表達式：能力極限狀態(tài)設計表達式：L0GkQ1kQcQ kk21.21.4,.nLLiiiiSSSR f a 結構構件的抗

32、力模型不定性系數(shù)。對靜力設計，考慮結構設計使用年限的荷載調(diào)整系數(shù)，設計使用年限為50a,取1.0；設計使用使用年限為100a，取1.1；對抗震設計，采用承載力調(diào)整系數(shù)rRE代替.第70頁/共102頁 當砌體結構作為一個剛體，需要驗證整體穩(wěn)定性時，例如傾覆、滑移、漂浮等，應采取下列設計表達式進行驗算：式中， 起有利作用的永久荷載內(nèi)力標準值; 起不利作用的永久荷載內(nèi)力標準值.0G2kQ1kQ kG1k21.21.40.8nLLiiSSSSG1kSG2kS0G2kQ kG1k11.351.40.8nLciiiSSS第71頁/共102頁砌體強度設計值砌體強度設計值(Design value）1. 砌體

33、強度標準值 fk fk 是考慮砌體強度的變異性，按設計統(tǒng)一標準的要求統(tǒng)一規(guī)定為強度的概率密度函數(shù)的0.05分位值，即強度標準值應具有95%的保證率，這說明強度標準值是一個偏低的強度取值。由統(tǒng)計資料可知，各類砌體強度服從正態(tài)分布，則kmf1 1.645ff砌體強度變異系數(shù)第72頁/共102頁砌體類型砌體抗壓強度砌體抗拉、抗彎、抗剪強度各種磚、砌塊、毛料石砌體 0.17 0.20 毛石砌體 0.24 0.26 砌體強度變異系數(shù)第73頁/共102頁 材料強度的標準值以材料的強度概率分布的某一分位值來確定，在國際上也成為材料強度特征值。 砌體的抗壓、抗拉、抗彎、抗剪強度標準值分別為：kt,ktm,kv

34、,kffff、第74頁/共102頁2. 砌體強度設計值砌體強度設計值 f 一般情況下，宜按施工控制等級為B級考慮，取材料分項系數(shù) ，當施工控制等級為C級時，取材料分項系數(shù) 。當為A級時，取1.5。 砌體的抗壓、抗拉、抗彎、抗剪強度設計值分別為：kfff考慮到結構材料強度與試件強度的區(qū)別，以及幾何參數(shù)和計算模式不定性對結構抗力的影響，將材料強度進一步降低。f1.6f1.8ttmvffff、第75頁/共102頁 我國砌筑工程施工質量驗收規(guī)范GB50203-2002規(guī)定了施工強度控制等級，它根據(jù)現(xiàn)場質量管理、砂漿和混凝土強度、砂漿拌和方式及砌筑工人技術等級等方面綜合水平，將施工質量控制等級分為A、B

35、、C三級。施工質量控制等級的選擇由設計單位和建設單位商定，并應在工程設計圖中明確設計采用的施工質量等級。第76頁/共102頁砌體施工質量控制等級砌體施工質量控制等級第77頁/共102頁 砌體結構設計規(guī)范給出了齡期為28d的以毛截面計算的各類砌體抗壓強度設計值，當施工質量控制等級為B級時，應根據(jù)塊體和砂漿的強度等級分別按下列規(guī)定采用：第78頁/共102頁第79頁/共102頁第80頁/共102頁第81頁/共102頁第82頁/共102頁 單排孔混凝土對孔砌筑時，灌孔砌體的抗壓強度設計值單排孔混凝土對孔砌筑時，灌孔砌體的抗壓強度設計值 ： gfgc0.6fff第83頁/共102頁 砌塊砌體灌孔混凝土強

36、度等級Cb20，也不宜低于兩倍的塊體強度等級。 灌孔混凝土的強度等級Cb*等同于對應的混凝土強度等級C*的強度指標。第84頁/共102頁孔洞率35%的雙排孔或多排孔輕骨料混凝土砌塊砌體的抗壓強度設計值 第85頁/共102頁第86頁/共102頁第87頁/共102頁 單排孔混凝土對孔砌筑時，灌孔砌體的抗剪強度設計值 ：式中， 灌孔砌體的抗壓強度設計值(MPa) vgf0.55vgg0.2ffgf第88頁/共102頁塊體高度為180350mm第89頁/共102頁第90頁/共102頁 下列情況的各類砌體，其砌體強度設計值應乘以調(diào)整系數(shù) ：(1) 有吊車房屋砌體、跨度不小于9m的梁下燒結普通磚砌體、跨度不小于7.5m的梁下燒結多孔磚、蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰磚砌體，混凝土和輕骨料混凝土砌塊砌體， ； a0.9這是考慮廠房受吊車動力作用和較大跨度多層房屋墻，柱受力情況較為復 雜而采取的降低抗力、保證安全的措施。a第91頁/共102頁(2) 對于無筋砌體構件，其截面面積A0.3m2時， ；對配筋砌體構件，當砌體截面面積A0.2m2時， 。構件截面面積以m2計；a0.7Aa0.8A 考慮局部破損或缺陷對小截面砌體構件的相對影響較大，個別塊體強度的變異可能影響到全面截面的強度，局部受壓計算中強度不乘以此系數(shù)。第92頁/共102頁