建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則

§1.2結(jié)構(gòu)的功能和極限狀態(tài)？一、建筑結(jié)構(gòu)的功能使所設(shè)計的結(jié)構(gòu)能滿足各種預定的功能要求。

建筑結(jié)構(gòu)預定功能

耐久性

安全性

適用性

1、安全性建筑結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用時應能承受可能出現(xiàn)的各種荷載、外加變形、約束變形的作用，以及在偶然事件（地震、火災、沖撞）發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性，不發(fā)生倒塌或連續(xù)破壞。

2、適用性建筑結(jié)構(gòu)在正常使用時，應能滿足預定的使用要求，如不發(fā)生影響正常使用的變形和裂縫寬度。3、耐久性建筑結(jié)構(gòu)在正常維護下，材料性能雖隨時間變化，如不發(fā)生由于保護層碳化或裂縫寬度開展過多導致鋼筋銹蝕，混凝土不發(fā)生嚴重風化、老化、腐蝕而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。安徽暴雪壓塌合肥5000平方米廠房倒塌河南省體育館，遭九級風破壞。風災圖片3、地震1978年7月28日，唐山市文化路青年宮，為磚混結(jié)構(gòu)的二層樓房，除四根門柱外，全部坍塌1978年7月28日唐山7.8級大地震京沈鐵路胥各莊段鐵路被毀1998年美國土木工程學會報告，美國現(xiàn)有29%以上橋梁和1/3以上的道路老化，有2100座水壩不安全，估計需有1.3萬億美元改善其安全狀態(tài)。美國每年基礎(chǔ)設(shè)施修復費用約為這些設(shè)施總資產(chǎn)的10%！發(fā)達國家土建設(shè)施耐久性問題造成的年損失，約占GDP的1.5~2%，其中主要是混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性破壞。我國土建工程耐久性現(xiàn)狀民用房屋干濕交替的室外構(gòu)件過早銹蝕；

結(jié)構(gòu)耐久性的規(guī)定1、30－40年工業(yè)廠房；20－30年大修海港碼頭；

2、10－20年大修浪濺區(qū)最嚴重橋梁除冰鹽侵蝕；

3、10－20年大修隧道。

滲漏嚴重鋼筋保護層過?。』炷恋燃夁^低！鋼筋過細！斷面過?。√岣呓Y(jié)構(gòu)的耐久性刻不容緩寧波北侖港碼頭混凝土梁（建成后11年）二、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)

整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。※

（一）承載力極限狀態(tài)1、整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；

2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞）或因過度變形而不適于繼續(xù)承載；

3、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系

4、結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）；

5、地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）；※(二）正常使用極限狀態(tài)1、影響正常使用或外觀的變形；2、影響正常使用耐久性能的局部破壞（包括裂縫）；3、影響正常使用的振動；4、影響正常使用的其他特定的狀態(tài)。（1）過大的變形會造成房屋內(nèi)部粉刷層剝落、填充墻、隔斷墻開裂及屋面積水等后果；（2）水池、油罐等結(jié)構(gòu)開裂會引起滲漏現(xiàn)象；（3）過大裂縫會影響結(jié)構(gòu)耐久性；（4）過大變形和裂縫也將會使用戶心里上產(chǎn)生不安全；（5）過大晃動或振動引起人們心里上的不安，無法正常學習和工作。

這幾座呢?

世界十大“瀕危”建筑這幾座呢?世界“瀕?！苯ㄖ@幾座呢?世界“瀕危”建筑以下何項不屬于承載能力極限狀態(tài)()A結(jié)構(gòu)的一部分出現(xiàn)傾覆B梁出現(xiàn)過大的撓度C梁出現(xiàn)裂縫D鋼筋生銹屬于耐久性練習：答案：BCD※結(jié)構(gòu)上的作用荷載溫度變化地基沉降直接作用間接作用1.3結(jié)構(gòu)的可靠度和極限狀態(tài)方程1.作用效應和結(jié)構(gòu)抗力極限狀態(tài)方程

當功能函數(shù)中僅包括作用效應R和結(jié)構(gòu)抗力S兩個基本變量時，可得：當時，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)當時，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)當時，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)※

按時間分(1)永久荷載------(2)可變荷載------(3)偶然荷載------如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預應力如樓面活荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載、溫度變化等。如爆炸力、撞擊力、罕遇的地震等。※（一）荷載分類※（二）荷載的代表值※

1、荷載標準值

是指結(jié)構(gòu)在使用期間，在正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值（使其保證率達到95%）而確定的。它是基本的代表值，其它的代表值都是以它為基礎(chǔ)計算的。

※（1）永久荷載標準值Gk——尺寸和材料容重（查荷載規(guī)范）?！?/p>

（2）可變荷載標準值Qk查荷載規(guī)范樓面活載風載雪載載積灰荷載地震作用屋面施工檢修荷載吊車荷載表1民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)表1民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)

2、可變荷載準永久值Qq

指可變荷載中比較呆滯的部分值，即指經(jīng)常作用于結(jié)構(gòu)的這樣一部分活載值。3、可變荷載頻遇值Qf對可變荷載，在設(shè)計基準期內(nèi)，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越次數(shù)為規(guī)定次數(shù)的荷載值。

4、可變荷載組合值Qc※荷載分布形式均布面荷載，單位為N/㎡或kN/㎡。均布線荷載，單位為N/m或kN/m。非均布線荷載。集中荷載，單位為N或kN。荷載分項系數(shù)與荷載代表值的乘積1、永久荷載設(shè)計值2、可變荷載設(shè)計值（或），當采用荷載標準值時。（或），當采用荷載組合值時。※荷載設(shè)計值由荷載引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力,如軸力、彎矩、剪力、扭矩等，稱荷載作用效應,用S表示。G為荷載效應系數(shù)，Q為荷載?！奢d的作用效應S結(jié)構(gòu)抗力R(resistance)

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面形式、尺寸以及材料等級確定以后，各截面將具有一定的抵抗作用效應的能力。

（一）影響抗力的主要因素有1、材料性能的不確定性2、幾何參數(shù)的不確定性3、計算模式的不確定性強度、變形模量等——構(gòu)件尺寸等——抗力計算所采用的基本假設(shè)和計算公式不夠精確等——適用性耐久性安全性結(jié)構(gòu)的可靠性結(jié)構(gòu)設(shè)計就是實現(xiàn)可靠性與經(jīng)濟性的最佳平衡

指結(jié)構(gòu)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。

規(guī)定的條件：是指正常設(shè)計、正常施工和正常使用的條件。

規(guī)定的時間：是指設(shè)計使用年限。※2、結(jié)構(gòu)的可靠性與可靠度

※結(jié)構(gòu)可靠度

結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能概率。3.設(shè)計基準期和設(shè)計使用年限設(shè)計基準期T

分析結(jié)構(gòu)可靠度時，為確定可變作用及與時間有關(guān)的材料性能等取值而選用的時間參數(shù)。T=50年。1、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)件不需進行大修即可按其預定目的使用的時期。類別設(shè)計使用年限（年）示例15臨時性結(jié)構(gòu)225易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件350普通房屋和構(gòu)筑物4100紀念性建筑和特別重要的建筑物

設(shè)計使用年限分類

設(shè)計使用年限的概念不同于實際壽命、耐久年限或設(shè)計基準期。

補充：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重重要的房屋二級嚴重一般的房屋三級不嚴重次要的房屋

根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果，即危及人的生命、造成的經(jīng)濟損失、產(chǎn)生社會影響等的嚴重程度確定。

建筑物中各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級宜與整個結(jié)構(gòu)的安全等級相同，但允許對部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)其重要程度和綜合效益進行適當?shù)恼{(diào)整。

可靠指標是度量結(jié)構(gòu)可靠性的一種量化的指標，其值越大，失效概率就越小，結(jié)構(gòu)就越可靠，它與結(jié)構(gòu)失效概率在數(shù)值上一一對應的關(guān)系。1.4結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標與目標可靠指標3.23.74.2脆性破壞2.73.23.7延性破壞級二級一級安全等級破壞類型表結(jié)構(gòu)可靠性指標與失效概率的一一對應關(guān)系※一、承載能力極限狀態(tài)設(shè)計表達式（一）設(shè)計表達式

※§1.5極限狀態(tài)設(shè)計表達式———結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù)，對安全等級為一、二、三級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應分別取1.1、1.0、0.9；1、可變荷載效應控制組合2、永久荷載效應控制組合——恒載和活載分項系數(shù)——荷載組合值系數(shù)※（二）內(nèi)力組合設(shè)計值S表達式(1)對由可變荷載控制的組合，當其效應對結(jié)構(gòu)不利時，取1.2，有利時取1.0；(2)對由恒載效應控制的組合，取1.35；(3)對抗傾覆和滑移驗算時，取0.9?！?、恒載分項系數(shù)取值：※4、活載分項系數(shù)取值：(1)一般情況下取1.4；(2)對標準值大于4KN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載，取1.3

。關(guān)于荷載分項系數(shù)