建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

ReinforcedConcreteStructure0緒論

1建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則

2建筑結(jié)構(gòu)材料

3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件

4鋼筋混凝土縱向受力構(gòu)件

5鋼筋混凝土受扭構(gòu)件

6鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫、變形和耐久性

7預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件1、了解結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)、結(jié)構(gòu)抗力

2、結(jié)構(gòu)的功能要求、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)

3、了解概率極限狀態(tài)設(shè)計方法及實(shí)用表達(dá)式

4、掌握荷載各種代表值和強(qiáng)度值的取法及算法

本章內(nèi)容及要求第二章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則結(jié)構(gòu)上的作用、作用效應(yīng)及結(jié)構(gòu)抗力（1）作用效應(yīng)S作用（荷載）對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的各種效應(yīng)，

如彎矩、剪力、軸力、變形、裂縫等

MVNfw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R結(jié)構(gòu)上的作用可分為直接作用和間接作用

第一節(jié)荷載分類及荷載代表值第二章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則1.永久荷載永久荷載亦稱恒荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計的荷載，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為活荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時間變化，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)時間很短的荷載稱為偶然荷載，如爆炸力、撞擊力等。第一節(jié)荷載分類及荷載代表值第二章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則常用材料單位體積的自重（單位kN/m3）

混凝土22～24，

鋼筋混凝土24～25，

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)值來確定。第一節(jié)荷載分類及荷載代表值第二章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則（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)項(xiàng)次類別標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)組合值系Ψc頻偶值系Ψf準(zhǔn)永久值系數(shù)Ψq1（1）住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園（2）教室、實(shí)驗(yàn)室、閱覽室、會議室、醫(yī)院門診室2.00.70.50.60.40.52食堂、辦公樓中的一般資料檔案室2.50.70.60.53（1）禮堂、劇場、影院、有固定座位的看臺（2）公共洗衣房3.03.00.70.70.50.60.30.54（1）商店、展覽廳、車站、港口、機(jī)場大廳及其旅客等候室（2）無固定座位的看臺3.53.50.70.70.60.50.50.3第一節(jié)荷載分類及荷載代表值

第二章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則5（1）健身房、演出舞臺（2）舞廳4.04.00.70.70.60.60.50.36（1）書庫、檔案室、儲藏室（2）密集柜書庫5.012.00.90.90.87通風(fēng)機(jī)房、電梯機(jī)房7.00.90.90.88汽車通道及停車庫（1）單向板樓蓋（板跨不小于2m）客車消防車（2）雙向板樓蓋和無梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸不小于6m×6m）客車消防車4.035.02.520.00.70.70.70.70.70.70.70.70.60.60.60.6（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）第一節(jié)荷載分類及荷載代表值第二章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則9廚房（1）一般的（2）餐廳2.04.00.70.70.60.70.50.710浴室、廁所、盥洗室：（1）第1項(xiàng)中的民用建筑（2）其他民用建筑2.02.50.70.70.50.60.40.511走廊、門廳、樓梯：（1）宿舍、旅館、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園、住宅（2）辦公樓、教室、餐廳、醫(yī)院門診部（3）消防疏散樓梯、其他民用建筑2.02.53.50.70.70.70.50.60.50.40.50.312陽臺：（1）一般情況（2）當(dāng)人群有可能密集時2.53.50.70.60.5注：①本表所列各項(xiàng)活荷載適用于一般使用條件，當(dāng)使用荷載大時，應(yīng)按實(shí)際情況采用。②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）第二章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則混凝土強(qiáng)度設(shè)計值=

混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值÷砼材料分項(xiàng)系數(shù)鋼筋強(qiáng)度設(shè)計值=

鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值÷鋼筋材料分項(xiàng)系數(shù)永久荷載設(shè)計值=永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值×永久荷載分項(xiàng)系數(shù)可變荷載設(shè)計值=可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值×可變荷載分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計值與標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系第二節(jié)建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計法建筑結(jié)構(gòu)的安全等級安全等級破壞后果建筑物類型一級很嚴(yán)重重要的房屋二級嚴(yán)重一般的房屋三級不嚴(yán)重次要的房屋第二章建筑結(jié)構(gòu)計算基本原則《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2001（以下簡稱《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》）規(guī)定，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，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、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會影響等）的嚴(yán)重性，采用不同的安全等級。設(shè)計使用年限，是指設(shè)計規(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)定目的使用的時期。結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限分類設(shè)計使用年限示例5臨時性結(jié)構(gòu)25易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件50普通房屋和構(gòu)筑物100紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)第二節(jié)建筑結(jié)構(gòu)概率極極限狀態(tài)設(shè)計法法第二章建筑結(jié)結(jié)構(gòu)計算基本原原則結(jié)構(gòu)的功能要求求能承受正常施工工和使用時的各各種作用，以及及偶然事件發(fā)生生時，仍能保持持整體穩(wěn)定性。。在正常使用時，，能保證具有良良好的工作性能能，不出現(xiàn)過大大的變形和裂縫縫。在正常使用及維維護(hù)下，具有足足夠的耐久性能能，不發(fā)生銹蝕蝕和風(fēng)化現(xiàn)象。。＊安全性＊適用性＊耐久性例如，不會出現(xiàn)現(xiàn)影響正常使用用的過大變形或或振動；不會產(chǎn)產(chǎn)生使使用者感感到不安的裂縫縫寬度等。例如，結(jié)構(gòu)材料料不致出現(xiàn)影響響功能的損壞，，鋼筋混凝土構(gòu)構(gòu)件的鋼筋不致致因保護(hù)層過薄薄或裂縫過寬而而銹蝕等。即結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局局部的損壞而不不致發(fā)生連續(xù)倒倒塌。第二節(jié)建筑結(jié)構(gòu)概率極極限狀態(tài)設(shè)計法法第二章建筑結(jié)結(jié)構(gòu)計算基本原原則結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性是結(jié)構(gòu)可靠的標(biāo)標(biāo)志，總稱為結(jié)結(jié)構(gòu)的可靠性。結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的的概率度量，即對結(jié)構(gòu)可靠靠性的定量描述。結(jié)構(gòu)可靠性的定義是，結(jié)構(gòu)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)內(nèi)，規(guī)定條件下下，完成預(yù)定功功能的能力。當(dāng)結(jié)構(gòu)的使用年年限超過設(shè)計使用年年限后，并不意味著著結(jié)構(gòu)就要報廢廢，但其可靠度將逐漸降低。第二節(jié)建筑結(jié)結(jié)構(gòu)概率極限狀狀態(tài)設(shè)計法第二章建筑結(jié)結(jié)構(gòu)計算基本原原則1、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)針對安全性如：整個結(jié)構(gòu)或或結(jié)構(gòu)的一部分分作為剛體失去去穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接接因材料強(qiáng)度不不夠而破壞；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動動體系；結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件件喪失穩(wěn)定等。。地基破壞針對適用性和耐久性如：出現(xiàn)影響響正常使用或或外觀的變形形；影響正常使用用或耐久性的的局部損壞；；影響正常使用用的振動。第二節(jié)建筑筑結(jié)構(gòu)概率極極限狀態(tài)設(shè)計計法第二章建筑筑結(jié)構(gòu)計算基基本原則2、承載能力極極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)的功能函數(shù)數(shù)（1）作用效應(yīng)S作用（荷載））對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生生的各種效應(yīng)應(yīng)，

如彎矩、剪力、、軸力、變形形、裂縫等MVNfw結(jié)構(gòu)構(gòu)件抵抗抗各種作用效效應(yīng)的能力。。

如抗彎、抗剪、、抗壓、抗拉拉、抗扭承載力

以及及抗變形、抗裂裂縫的能力。（2）結(jié)構(gòu)抗力R第二節(jié)建筑結(jié)構(gòu)概率率極限狀態(tài)設(shè)設(shè)計法第二章建筑筑結(jié)構(gòu)計算基基本原則有一農(nóng)夫，能能肩挑300斤

當(dāng)給他300斤的擔(dān)子時，，

效應(yīng)剛好好等于抗力；；

當(dāng)給他100斤的擔(dān)子時，，

效應(yīng)小于于抗力；當(dāng)當(dāng)給他400斤的擔(dān)子時，，

效應(yīng)大于于抗力。挑擔(dān)子與結(jié)構(gòu)構(gòu)功能函數(shù)第二節(jié)建筑結(jié)構(gòu)概率率極限狀態(tài)設(shè)設(shè)計法第二章建筑筑結(jié)構(gòu)計算基基本原則結(jié)構(gòu)的功能函函數(shù)當(dāng)Ｚ＞0即R＞S時，結(jié)構(gòu)處于于可靠狀態(tài)；

當(dāng)Ｚ＜0即R＜S時，結(jié)構(gòu)處于于失效狀態(tài)；

當(dāng)Ｚ=0即R=S時，結(jié)構(gòu)處于于極限狀態(tài)。關(guān)系式ｇ(S，R)＝R－S＝0稱為極限狀態(tài)態(tài)方程。—結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要要性系數(shù)一級=1.1、二級=1.0、三級=0.9按承載能力極極限狀態(tài)設(shè)計計的實(shí)用表達(dá)達(dá)式第二節(jié)建筑結(jié)構(gòu)概率率極限狀態(tài)設(shè)設(shè)計法第二章建筑筑結(jié)構(gòu)計算基基本原則按永久荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效效應(yīng)值按可變荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值

計算算的荷載效應(yīng)應(yīng)值可變荷載效應(yīng)應(yīng)

中的最大大值永久荷載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)第j個可變荷載的的分項(xiàng)系數(shù)數(shù)第1個可變荷載的的分項(xiàng)系數(shù)數(shù)可變荷載的組合值系數(shù)1）由可變荷載載效應(yīng)控制的的組合第1個和第j個關(guān)于設(shè)計使用年限的調(diào)整系數(shù)第二節(jié)建筑結(jié)構(gòu)概率率極限狀態(tài)設(shè)設(shè)計法第二章建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)計算基本原原則2）由永久荷載載效應(yīng)控制的的組合恒荷載

效應(yīng)應(yīng)設(shè)計值活荷載

效應(yīng)應(yīng)設(shè)計值荷載分項(xiàng)系數(shù)的取值荷載特性分項(xiàng)系數(shù)永久

荷載永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利由可變荷載效應(yīng)控制的組合1.2由永久荷載效應(yīng)控制的組合1.35永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利1.0傾覆、滑移或飄浮驗(yàn)算0.9可變

荷載一般情況1.4對標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載取1.31.1某住宅樓面梁梁，由恒載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值引起的的彎矩Mgk=45kN··m，由樓面活荷荷載標(biāo)準(zhǔn)值引引起的彎矩Mqk=25kN··m，活荷載組合合值系數(shù)ψc=0.7，結(jié)構(gòu)安全等等級為二級。。試求按承載載能力極限狀狀態(tài)設(shè)計時梁梁的最大彎矩矩設(shè)計值M。第二章建筑筑結(jié)構(gòu)計算基基本原則習(xí)題1.2某鋼筋混凝土土矩形截面簡簡支梁，截面面尺寸b×h=200mm×500mm，計算跨度l0=4m，梁上作用恒恒載標(biāo)準(zhǔn)值(不含自重)14kN/m，活荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值9kN/m，活荷載組合合值系數(shù)ψc=0.7，梁的安全等等級為二級。。試計算按承承載能力極限限狀態(tài)設(shè)計時時的跨中彎矩矩設(shè)計值。第二章建筑筑結(jié)構(gòu)計算基基本原則習(xí)題答案第二章建筑筑結(jié)構(gòu)計算基基本原則1.3某排架結(jié)構(gòu)簡簡圖如下圖所所示。在左邊邊柱柱底截面面A處，屋面恒荷荷載、柱自重重、吊車梁重重等永久荷載載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生生的彎矩為-2.08kN.m（正號表示柱柱的左側(cè)纖維維受拉，負(fù)號號表示柱的右右側(cè)纖維受拉拉），屋面活活荷載標(biāo)準(zhǔn)值值產(chǎn)生的彎矩矩為-0.11kN.m，左來風(fēng)荷載載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生生的彎矩為35.35kN.m，吊車最大輪輪壓作用于A柱時荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值產(chǎn)生的總總彎矩為20.70kN.m，試求該截面面在這些荷載載作用下的彎彎矩的組合設(shè)設(shè)計值。A第二節(jié)建筑結(jié)構(gòu)概率率極限狀態(tài)設(shè)設(shè)計法第二章建筑筑結(jié)構(gòu)計算基基本原則Sd—正常使用極極限狀態(tài)的的荷載效應(yīng)應(yīng)組合值；；C－結(jié)構(gòu)或構(gòu)件件達(dá)到正常常使用要求求的規(guī)定限限值（如變變形、裂縫縫、應(yīng)力等等限值），，按有關(guān)規(guī)規(guī)范的規(guī)定定采用按正常使用用極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計的設(shè)設(shè)計表達(dá)式式3、正常使用用極限狀態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計表達(dá)式式第二節(jié)建筑結(jié)構(gòu)概概率極限狀狀態(tài)設(shè)計法法第二章建建筑結(jié)構(gòu)計計算基本原原則按永久荷載載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載載效應(yīng)值按可變荷載載標(biāo)準(zhǔn)值計計算的荷荷載效應(yīng)值值可變荷載效效應(yīng)

中的的最大值可變荷載的的組合值系系數(shù)3、正常使用用極限狀態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計表達(dá)式式（1）標(biāo)準(zhǔn)組合合第二節(jié)建建筑結(jié)構(gòu)概概率極限狀狀態(tài)設(shè)計法法第二章建建筑結(jié)構(gòu)計計算基本原原則按永久荷載載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載載效應(yīng)值按可變荷載載標(biāo)準(zhǔn)值計計算的荷荷載效應(yīng)值值可變荷載的的準(zhǔn)永久值系系數(shù)3、正常使用用極限狀態(tài)態(tài)結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計表達(dá)式式（2）準(zhǔn)永久組組合第二章建建筑結(jié)構(gòu)計計算基本原原則習(xí)題1.4某住宅樓面梁，由恒載標(biāo)準(zhǔn)值引起的彎矩Mgk=45kN·m，由樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值引起的彎矩Mqk=25kN·m，活荷載組合值系數(shù)ψc=0.7，結(jié)構(gòu)安全等級為二級。試求按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時梁跨中截面荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合彎矩值M。結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境是影響混凝凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最重要的的因素。使使用環(huán)境類類別按下表表劃分。注：嚴(yán)寒地地區(qū)指最冷冷月平均溫溫度≤-10℃，日平均溫溫度不高于于5℃的天數(shù)≥145d的地區(qū)；寒寒冷地區(qū)指指最冷月平平均溫度-10~0℃，日平均溫溫度不高于于5℃的天數(shù)為90~145d的地區(qū)。第三節(jié)混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的的耐耐久性設(shè)計計第二章建建筑結(jié)構(gòu)計計算基本原原則對于設(shè)計使使用年限為為50年的一般結(jié)結(jié)構(gòu)，混混凝土質(zhì)量量應(yīng)符合下下表2.2.5的規(guī)定表2.2.5結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本規(guī)定環(huán)境類別最大水灰比最少水泥用量(kg/m3)混凝土強(qiáng)度等級不小于氯離子含量不大于（%）堿含量不大(kg/m3)一0.65225C201.0不限制二a0.60250C250.33.0b0.55275C300.23.0三0.50300C300.13.0耐久性的要要求第三節(jié)混混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的的耐耐久性設(shè)計計第二章建建筑結(jié)構(gòu)計計算基本原原則第二章建建筑結(jié)構(gòu)計計算基本原原則1、什么是結(jié)結(jié)構(gòu)上的作作用？荷載載屬于哪種種作用？作作用效應(yīng)和和荷載效應(yīng)應(yīng)有什么