1、重重 點點 1、荷載分類；荷載代表值；、荷載分類；荷載代表值； 2、結構的功能；結構功能的極限狀態(tài)；、結構的功能；結構功能的極限狀態(tài)； 3、結構上的作用、作用效應和結構抗力。、結構上的作用、作用效應和結構抗力。難難 點點結構上的作用、作用效應和結構抗力。結構上的作用、作用效應和結構抗力。 一、設計基準期 我國采用的設計基準期一般為50年 二、設計使用年限 1、定義：在這一規(guī)定時期內(nèi)，房屋建筑在正常設計、正常施工、正常使用和維護下，不需要大修就能按其預定目的使用。2.1 設計設計基準期和設計使用年限基準期和設計使用年限表2-5結構設計使用年限分類 設計使用年限分類 P10類別類別設計使用年限設計

2、使用年限 （年）（年）示例示例15臨時性建筑臨時性建筑225易于替換的結構構件易于替換的結構構件350普通房屋和構筑物普通房屋和構筑物4100紀念性建筑和特別重要的建筑紀念性建筑和特別重要的建筑結構結構一、結構的功能要求一、結構的功能要求 1 1）結構的功能要求）結構的功能要求 功能要求功能要求適用性適用性耐久性耐久性安全性安全性2.2 結構的結構的功能要求、作用和抗力功能要求、作用和抗力 安全性安全性結構在正常施工和正常使用的條件下，能結構在正常施工和正常使用的條件下，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；在設計規(guī)定的偶然事件（如強承受可能出現(xiàn)的各種作用；在設計規(guī)定的偶然事件（如強烈地震、爆炸、車輛撞擊

3、等）發(fā)生時和發(fā)生后，仍能保持烈地震、爆炸、車輛撞擊等）發(fā)生時和發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性，即結構僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生必需的整體穩(wěn)定性，即結構僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。連續(xù)倒塌。 適用性適用性結構在正常使用時具有良好的工作性能。結構在正常使用時具有良好的工作性能。例如，不會出現(xiàn)影響正常使用的過大變形或振動；不會產(chǎn)例如，不會出現(xiàn)影響正常使用的過大變形或振動；不會產(chǎn)生使使用者感到不安的裂縫寬度等。生使使用者感到不安的裂縫寬度等。耐久性耐久性結構在正常維護條件下具有足夠的耐久結構在正常維護條件下具有足夠的耐久性能，即在正常維護條件下結構能夠正常使用到規(guī)定的性能，即在正常維護條件下

4、結構能夠正常使用到規(guī)定的設計使用年限。例如，結構材料不致出現(xiàn)影響功能的損設計使用年限。例如，結構材料不致出現(xiàn)影響功能的損壞，鋼筋混凝土構件的鋼筋不致因保護層過薄或裂縫過壞，鋼筋混凝土構件的鋼筋不致因保護層過薄或裂縫過寬而銹蝕等。寬而銹蝕等。二、二、 作用作用和作用效應和作用效應分類分類（一）作用、荷載、直接作用、間接作用（一）作用、荷載、直接作用、間接作用1. 作用：使結構或結構構件產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因。作用：使結構或結構構件產(chǎn)生內(nèi)力和變形的原因。2. 荷載：施加在結構上的集中力或分布力。荷載：施加在結構上的集中力或分布力。3. 直接作用：荷載屬于直接作用。直接作用：荷載屬于直接作用。4. 間

5、接作用：除荷載以外的引起結構外加變形或約束間接作用：除荷載以外的引起結構外加變形或約束變形的原因。變形的原因。( (二二) ) 按隨時間的變異，結構上的荷載可分為以下三按隨時間的變異，結構上的荷載可分為以下三類：類： 1.1.永久荷載永久荷載永久荷載亦稱恒荷載，是指在結構使用期間，其值不永久荷載亦稱恒荷載，是指在結構使用期間，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。隨時間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計的荷載。如結構自重、土壓力、預應力等。如結構自重、土壓力、預應力等。 2.2.可變荷載可變荷載可變荷載也稱為活荷載，是指在結構使用期間，其值隨可變荷載也稱為活荷載，是指在

6、結構使用期間，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。時間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載。3.3.偶然荷載偶然荷載在結構使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值很大在結構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。且持續(xù)時間很短的荷載稱為偶然荷載。荷載代表值荷載代表值荷載代表值荷載代表值定義：結構設計時，對于定義：結構設計時，對于不同的荷載和不同的設計情況不同的荷載和不同的設計情況，應應賦予荷載不同的量值賦予荷載不同的量值，該量值即荷載代表值。，該量值即荷載代表值。1.1.荷載標準值荷載標準值定義：荷載標準值就是結構在定義：荷載標準值就是

7、結構在設計基準期內(nèi)設計基準期內(nèi)具有一定概具有一定概率的最大荷載值率的最大荷載值, ,它是荷載的基本代表值。它是荷載的基本代表值。設計基準期設計基準期為確定可變荷載代表值而選定的時間參為確定可變荷載代表值而選定的時間參數(shù)，一般取為數(shù)，一般取為5050年。年。（1 1）永久荷載標準值）永久荷載標準值永久荷載主要是結構自重及粉刷、裝修，固定設備的重永久荷載主要是結構自重及粉刷、裝修，固定設備的重量。一般可按結構構件的設計量。一般可按結構構件的設計尺寸尺寸和材料或結構構件和材料或結構構件單位體單位體積（或面積）積（或面積）的自重標準值確定。的自重標準值確定。對于自重變異性較大的材料，在設計中應根據(jù)其對

8、結構對于自重變異性較大的材料，在設計中應根據(jù)其對結構有利或不利有利或不利的情況，分別取其自重的下限值或上限值。的情況，分別取其自重的下限值或上限值。 例例 取鋼筋混凝土單位體積自重標準值為取鋼筋混凝土單位體積自重標準值為25 kN/m25 kN/m3 3，則，則截面尺寸為截面尺寸為200200500mm500mm的鋼筋混凝土矩形截面梁的自重標準的鋼筋混凝土矩形截面梁的自重標準值為值為0.20.20.50.525=2.5kN/m25=2.5kN/m。（2 2）可變荷載標準值）可變荷載標準值民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻偶值和民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻偶值和永久值系數(shù)按

9、表永久值系數(shù)按表2-2-2 2采用。采用。 2. 2.可變荷載準永久值可變荷載準永久值定義：在設計基準期內(nèi)經(jīng)常達到或超過的那部份荷載值定義：在設計基準期內(nèi)經(jīng)常達到或超過的那部份荷載值（總的持續(xù)時間不低于（總的持續(xù)時間不低于2525年），稱為可變荷載準永久值。年），稱為可變荷載準永久值?？勺兒奢d準永久值可表示為可變荷載準永久值可表示為q qk k ，其中，其中k k為可變荷為可變荷載標準值，載標準值，q q為可變荷載準永久值系數(shù)。為可變荷載準永久值系數(shù)。q q值見表值見表 2-2-2 2 。3.3.可變荷載組合值可變荷載組合值定義：定義：兩種或兩種以上兩種或兩種以上可變荷載同時作用于結可變荷載同

10、時作用于結構上時，除主導荷載（產(chǎn)生最大效應的荷載）仍可構上時，除主導荷載（產(chǎn)生最大效應的荷載）仍可以其標準值為代表值外，其他伴隨荷載均應以小于以其標準值為代表值外，其他伴隨荷載均應以小于標準值的荷載值為代表值，此即可變荷載組合值。標準值的荷載值為代表值，此即可變荷載組合值?？勺兒奢d組合值可表示為可變荷載組合值可表示為c ck k 。其中。其中c c 為為可變荷載組合值系數(shù)，其值按表可變荷載組合值系數(shù)，其值按表 2-2-2 2 查取。查取。4.4.可變荷載頻遇值可變荷載頻遇值定義：對可變荷載，在設計基準期內(nèi)，其定義：對可變荷載，在設計基準期內(nèi)，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率或超越頻率超越的總時間

11、為規(guī)定的較小比率或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值（為規(guī)定頻率的荷載值（總的持續(xù)時間不低于總的持續(xù)時間不低于5050年年），稱為可變荷載頻遇值。），稱為可變荷載頻遇值。可變荷載頻遇值可表示為可變荷載頻遇值可表示為f fk k。其中。其中f f為可變荷載頻遇值系數(shù)，其值按表為可變荷載頻遇值系數(shù)，其值按表 2-2-2 2 查取。查取。2.3 結構結構功能的極限狀態(tài)及結構功能函數(shù)功能的極限狀態(tài)及結構功能函數(shù)（一）結構功能的極限狀態(tài)的概念（一）結構功能的極限狀態(tài)的概念 P10P10整個結構或結構的一部份，超過某一特定狀態(tài)就不能滿整個結構或結構的一部份，超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能（安全性、適

12、用性、耐久性）要求，足設計規(guī)定的某一功能（安全性、適用性、耐久性）要求，該特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。該特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 這種極限狀態(tài)對應于結構或這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。結構構件達到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。承載能力極限狀態(tài)主要考慮關于承載能力極限狀態(tài)主要考慮關于結構安全性結構安全性的功能。的功能。當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了承當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了承載能力極限狀態(tài)：載

13、能力極限狀態(tài)：結構構件或連接因材料強度結構構件或連接因材料強度不夠而破壞不夠而破壞(疲勞破壞疲勞破壞)；整個結構或衡結構的一部分整個結構或衡結構的一部分作為剛體失去平（如傾覆等）；作為剛體失去平（如傾覆等）；結構轉變?yōu)闄C動體系；結構轉變?yōu)闄C動體系；結構或結構構件喪失穩(wěn)定結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如柱子被壓曲等）。（如柱子被壓曲等）。正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài)對應于正常使用極限狀態(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)定結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。這一狀態(tài)對應于限值。這一狀態(tài)對應于適用性或耐久性適用性或耐久性的功能。的功能。 當結構或結構

14、構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了正常使用極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)： 影響正常使用或外觀的變形；影響正常使用或外觀的變形； 影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）； 影響正常使用的振動；影響正常使用的振動； 影響正常使用的其他特定狀態(tài)等。影響正常使用的其他特定狀態(tài)等。（二）結構的功能函數(shù)（二）結構的功能函數(shù)結構的工作性能可用下列結構功能函數(shù)結構的工作性能可用下列結構功能函數(shù)Z來描述。來描述。 Z=R-S （2.1） 式中，式中，R-結構構件抗力，它與材料的力學指標及材料用量有關；結構構件抗力，它與材料的力學指標及材料用量有關； S-作用（荷載）效應及其組合，它與作用的性質有關。作用（荷載）效應及其組合，它與作用的性質有關。 R和和S均可視為隨機變量，均可視為隨機變量，Z為復合隨機變量，它們之間的運算規(guī)則為復合隨機變量，它們之間的運算規(guī)則應按概率理論進行。應按概率理論進行。 式（式（2.1）可以用來表示結構的三種工作狀態(tài)。）可以用來表示結構的三種工作狀態(tài)。 當當Z0時，結構能