第1章建筑结构计算基本原则.ppt

,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）,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）,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,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,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。,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 RS 时，结构处于可靠状态； 当0 即 RS 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,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Mgk=45kN·m，由楼面活荷载标准值引起的弯矩Mqk =25kN·m，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=200mm×500mm，计算跨度l0=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:,