建筑結(jié)構(gòu)基本原理

1、建筑結(jié)構(gòu)基本原理1.1 1.1 荷載分類(lèi)及荷載代表值荷載分類(lèi)及荷載代表值 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則1.永久荷載永久荷載亦稱(chēng)恒荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時(shí)間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。2.可變荷載可變荷載也稱(chēng)為活荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載，如樓面活荷載、屋面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、吊車(chē)荷載等。3.偶然荷載在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的荷載稱(chēng)為偶然荷載，如爆炸力、撞擊力等。1.1 1.1 荷載分類(lèi)及荷載代表值荷載分類(lèi)及荷載代表值 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本

2、原則常用材料單位體積的自重（單位kN/m3）混凝土2224，鋼筋混凝土2425，水泥砂漿20，石灰砂漿、混合砂漿17，普通磚18，普通磚（機(jī)器制）19，漿砌普通磚砌體18，漿砌機(jī)磚砌體19。 荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （1）永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 按構(gòu)件尺寸和構(gòu)件單位體積自重的標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)確定。 1.1 1.1 荷載分類(lèi)及荷載代表值荷載分類(lèi)及荷載代表值 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則（1）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（民用樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻偶值和永久值系數(shù)民用建筑樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值及其組合值、頻偶值和永久值系數(shù)項(xiàng)項(xiàng)次次類(lèi)類(lèi) 別別標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m(kN/m2 2) )組合組

3、合值系值系 c c頻偶頻偶值系值系 f f準(zhǔn)永久準(zhǔn)永久值系數(shù)值系數(shù) q q1 1（1 1）住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院）住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園病房、托兒所、幼兒園（2 2）教室、實(shí)驗(yàn)室、閱覽室、會(huì)議室、）教室、實(shí)驗(yàn)室、閱覽室、會(huì)議室、醫(yī)院門(mén)診室醫(yī)院門(mén)診室2.02.00.70.70.50.50.60.60.40.40.50.52 2食堂、辦公樓中的一般資料檔案室食堂、辦公樓中的一般資料檔案室2.52.50.70.70.60.60.50.53 3（1 1）禮堂、劇場(chǎng)、影院、有固定座位的）禮堂、劇場(chǎng)、影院、有固定座位的看臺(tái)看臺(tái)（2 2）公共洗衣房）公共洗衣房3.03.0

4、3.03.00.70.70.70.70.50.50.60.60.30.30.50.54 4（1 1）商店、展覽廳、車(chē)站、港口、機(jī)場(chǎng)）商店、展覽廳、車(chē)站、港口、機(jī)場(chǎng)大廳及其旅客等候室大廳及其旅客等候室（2 2）無(wú)固定座位的看臺(tái)）無(wú)固定座位的看臺(tái)3.53.53.53.50.70.70.70.70.60.60.50.50.50.50.30.31.1 1.1 荷載分類(lèi)及荷載代表值荷載分類(lèi)及荷載代表值 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則5 5（1 1）健身房、演出舞臺(tái)）健身房、演出舞臺(tái)（2 2）舞廳）舞廳4.04.04.04.00.70.70.70.70.60.60.60.60.50.50.30.36 6（1

5、 1）書(shū)庫(kù)、檔案室、儲(chǔ)藏室）書(shū)庫(kù)、檔案室、儲(chǔ)藏室（2 2）密集柜書(shū)庫(kù)）密集柜書(shū)庫(kù)5.05.012.012.00.90.90.90.90.80.87 7通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房7.07.00.90.90.90.90.80.88 8汽車(chē)通道及停車(chē)庫(kù)汽車(chē)通道及停車(chē)庫(kù)（1 1）單向板樓蓋（板跨不小于）單向板樓蓋（板跨不小于2m2m）客車(chē)客車(chē)消防車(chē)消防車(chē)（2 2）雙向板樓蓋和無(wú)梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸）雙向板樓蓋和無(wú)梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸不小于不小于6m6m6m6m）客車(chē)客車(chē)消防車(chē)消防車(chē) 4.04.035.035.02.52.520.020.00.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70

6、.70.70.70.70.70.70.60.60.60.60.60.60.60.6（1）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（民用樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）1.1 1.1 荷載分類(lèi)及荷載代表值荷載分類(lèi)及荷載代表值 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則9 9廚房（廚房（1 1）一般的）一般的（2 2）餐廳）餐廳2.02.04.04.00.70.70.70.70.60.60.70.70.50.50.70.71010浴室、廁所、盥洗室：浴室、廁所、盥洗室：（1 1）第）第1 1項(xiàng)中的民用建筑項(xiàng)中的民用建筑（2 2）其他民用建筑）其他民用建筑2.02.02.52.50.70.70.70.70.50.50.60.60.40.4

7、0.50.51111走廊、門(mén)廳、樓梯：走廊、門(mén)廳、樓梯：（1 1）宿舍、旅館、醫(yī)院病房、托兒所、幼）宿舍、旅館、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園、住宅兒園、住宅（2 2）辦公樓、教室、餐廳、醫(yī)院門(mén)診部）辦公樓、教室、餐廳、醫(yī)院門(mén)診部（3 3）消防疏散樓梯、其他民用建筑）消防疏散樓梯、其他民用建筑2.02.02.52.53.53.50.70.70.70.70.70.70.50.50.60.60.50.50.40.40.50.50.30.31212陽(yáng)臺(tái)：陽(yáng)臺(tái)：（1 1）一般情況）一般情況（2 2）當(dāng)人群有可能密集時(shí)）當(dāng)人群有可能密集時(shí)2.52.53.53.50.70.70.60.60.50.5注：本表所列

8、各項(xiàng)活荷載適用于一般使用條件，當(dāng)使用荷載大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況采用。本表各項(xiàng)荷載不包括隔墻自重和二次裝修荷載。（1）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（民用樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）1.2 1.2 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)安全等級(jí)安全等級(jí)破壞后果破壞后果建筑物類(lèi)型建筑物類(lèi)型一級(jí)一級(jí)很?chē)?yán)重很?chē)?yán)重重要的房屋重要的房屋二級(jí)二級(jí)嚴(yán)重嚴(yán)重一般的房屋一般的房屋三級(jí)三級(jí)不嚴(yán)重不嚴(yán)重次要的房屋次要的房屋 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068-2001（以下簡(jiǎn)稱(chēng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果（危及人的生命

9、、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等）的嚴(yán)重性，采用不同的安全等級(jí)。 設(shè)計(jì)使用年限，是指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使用的時(shí)期。 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限分類(lèi)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限分類(lèi)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)使使 用用 年年 限限 示示 例例5 5臨時(shí)性結(jié)構(gòu)臨時(shí)性結(jié)構(gòu)2525易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件5050普通房屋和構(gòu)筑物普通房屋和構(gòu)筑物100100紀(jì)念性建筑和紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)特別重要的建筑結(jié)構(gòu)1.2 1.2 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則結(jié)構(gòu)的功能要求 能承受正常施工和使用時(shí)的各種作用，以及偶然事件發(fā)生時(shí)，仍能保持整體穩(wěn)定

10、性。在正常使用時(shí)，能保證具有良好的工作性能，不出現(xiàn)過(guò)大的變形和裂縫。在正常使用及維護(hù)下，具有足夠的耐久性能，不發(fā)生銹蝕和風(fēng)化現(xiàn)象。安全性適用性耐久性例如，不會(huì)出現(xiàn)影響正常使用的過(guò)大變形或振動(dòng)；不會(huì)產(chǎn)生使使用者感到不安的裂縫寬度等。 例如，結(jié)構(gòu)材料不致出現(xiàn)影響功能的損壞，鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋不致因保護(hù)層過(guò)薄或裂縫過(guò)寬而銹蝕等。 即結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。 1.2 1.2 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性是結(jié)構(gòu)可靠的標(biāo)志，總稱(chēng)為結(jié)構(gòu)的可靠性。 結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，即對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述。

11、 結(jié)構(gòu)可靠性的定義是，結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，規(guī)定條件下，完成預(yù)定功能的能力。 當(dāng)結(jié)構(gòu)的使用年限超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限后，并不意味著結(jié)構(gòu)就要報(bào)廢，但其可靠度將逐漸降低。 1.2 1.2 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài) （1）承載能力極限狀態(tài)（2）正常使用極限狀態(tài)針對(duì)安全性如：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去穩(wěn)定； 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度不夠而破壞； 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系； 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定等。針對(duì)適用性和耐久性如：出現(xiàn)影響正常使用或外觀的變形； 影響正常使用或耐久性的局部損壞； 影響正常使用的振動(dòng)。1.2 1.2 建筑結(jié)構(gòu)概率極

12、限狀態(tài)設(shè)計(jì)法建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則結(jié)構(gòu)的功能函數(shù) （1）作用效應(yīng) S作用（荷載）對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的各種效應(yīng)，如彎矩、剪力、軸力、變形、裂縫等 M V N f w結(jié)構(gòu)構(gòu)件抵抗各種作用效應(yīng)的能力。如抗彎、抗剪、抗壓、抗拉、抗扭承載力以及抗變形、抗裂縫的能力。（2）結(jié)構(gòu)抗力 R1.2 1.2 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則有一農(nóng)夫，能肩挑300斤當(dāng)給他300斤的擔(dān)子時(shí)，效應(yīng)剛好等于抗力；當(dāng)給他100斤的擔(dān)子時(shí)，效應(yīng)小于抗力；當(dāng)給他400斤的擔(dān)子時(shí)，效應(yīng)大于抗力。挑擔(dān)子與結(jié)構(gòu)功能函數(shù)1.2 1.2 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)

13、法建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則結(jié)構(gòu)的功能函數(shù) SRRSgZ),(當(dāng)0 即 RS 時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；當(dāng)0 即 RS 時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)；當(dāng)= 0 即 R =S 時(shí)，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。 關(guān)系式(S，R)RS0 稱(chēng)為極限狀態(tài)方程。結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)一級(jí)=1.1、二級(jí)=1.0、三級(jí)=0.90按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式 RS 01.2 1.2 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則k2k11kiQciniiQQQGGSSSS按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值 可變荷載效應(yīng)中的最大值 永久荷

14、載分項(xiàng)系數(shù)第i個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù) 第1個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù) 可變荷載的組合值系數(shù) 1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合1.2 1.2 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合)(10QikciniQiGkGSSS恒荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值活荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值荷載特性荷載特性分項(xiàng)系數(shù)分項(xiàng)系數(shù)永久永久荷載荷載永久荷載效應(yīng)永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利對(duì)結(jié)構(gòu)不利由可變荷載效應(yīng)控制的組合由可變荷載效應(yīng)控制的組合1.21.2由永久荷載效應(yīng)控制的組合由永久荷載效應(yīng)控制的組合1.351.35永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利永久荷載效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)

15、有利1.01.0傾覆、滑移或飄浮驗(yàn)算傾覆、滑移或飄浮驗(yàn)算0.90.9可變可變荷載荷載一般情況一般情況1.41.4對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m4kN/m2 2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載取的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載取1.31.3 第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則1.2 什么是荷載代表值？永久荷載、可變荷載的代表值分別是什么？1.4 建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足哪些功能要求？其中最重要的一項(xiàng)是什么？1.6 什么是結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)？承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的含義分別是什么？1.7 試用結(jié)構(gòu)功能函數(shù)描述結(jié)構(gòu)所處的狀態(tài)。習(xí) 題1.1 某住宅樓面梁，由恒載標(biāo)準(zhǔn)值引起的彎矩Mgk=45kNm，由樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值引起的彎