第四章章荷荷載效效應(yīng)組組合及及結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)要求求§4-1荷荷載載概率率模型型及荷荷載代代表值值一、作作用與與作用用效應(yīng)應(yīng)施加在在結(jié)構(gòu)構(gòu)上的的集中中或分分布荷荷載，，以及及引起起結(jié)構(gòu)構(gòu)外加加變形形或約約束變變形的的原因因。直接作作用：自重重、風(fēng)風(fēng)壓、、使用用荷載載等；；間接作作用：溫度度、基基礎(chǔ)不不均勻勻沉降降、地地震作作用等等。1、按按時(shí)間間的變變異分分類：：永久作作用、、可變變作用用、偶偶然作作用；；2、按按空間間位置置的變變異分分類：：固固定作作用、、可動動作用用；3、按按結(jié)構(gòu)構(gòu)的反反應(yīng)特特點(diǎn)分分類：：靜靜態(tài)作作用、、動態(tài)態(tài)作用用；作用效效應(yīng)：作用用在結(jié)結(jié)構(gòu)上上所產(chǎn)產(chǎn)生的的內(nèi)力力和變變形；；軸力、、彎矩矩、剪剪力、、扭矩矩，撓撓度、、轉(zhuǎn)角角、裂裂縫等等。二、荷荷載的的概率率模型型恒荷載載：設(shè)設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)期期內(nèi)，，其幅幅值隨隨時(shí)間間不發(fā)發(fā)生變變化、、變化化很小小?？捎秒S隨機(jī)變變量模模型來來描述述?；詈奢d載：設(shè)設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)期期內(nèi)，，其幅幅值隨隨時(shí)間間發(fā)生生較大大變化化；持久性性活荷荷載和和臨時(shí)時(shí)性活活荷載載。tQ(t)持久性性活荷荷載tQ(t)臨時(shí)性性活荷荷載可變荷荷載可可采用用連續(xù)續(xù)型的的正態(tài)態(tài)過程程或離離散型型的泊泊松過過程來來描述述.《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)可可靠度度設(shè)計(jì)計(jì)統(tǒng)一一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》（GB50068—2001））統(tǒng)一模模型化化為：：平穩(wěn)穩(wěn)二項(xiàng)項(xiàng)式隨隨機(jī)過過程。。（1）建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期為為50年；；（2））荷載載一次次持續(xù)續(xù)施加加于結(jié)結(jié)構(gòu)上上的時(shí)時(shí)段長長度為為τ，在設(shè)計(jì)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期內(nèi)內(nèi)，可可分為為r個相等等的時(shí)時(shí)段，，r=T/τ；（3））在任一一時(shí)段段τi內(nèi)，荷荷載出出現(xiàn)的的概率率為p，荷載不不出現(xiàn)現(xiàn)的概概率為為q=1-p；（4））在任一一時(shí)段段τi內(nèi)，荷荷載出出現(xiàn)時(shí)時(shí)為非非負(fù)隨隨機(jī)變變量，，各不不同時(shí)時(shí)段上上FQ（x）彼此相相同且且相互互獨(dú)立立；（5））在任任一時(shí)時(shí)段τi內(nèi)，荷荷載出出現(xiàn)與與否與與出現(xiàn)現(xiàn)的幅幅值大大小無無關(guān)，，此兩兩事件件相互互獨(dú)立立。三、荷荷載及及其各各種代代表值值（一）荷荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值1、恒恒荷載載：按荷荷載概概率分分布的的0.5分分位值值作為為恒荷荷載的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；；恒荷載載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值與與統(tǒng)計(jì)計(jì)平均均值之之比為為1.06，變異異系數(shù)數(shù)為0.07?？汕蟮玫煤愫珊奢d實(shí)實(shí)際值值小于于其標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值的概概率為為：2、樓樓面活活荷載載辦公樓樓活荷荷載、、住宅宅樓活活荷載載辦公樓樓統(tǒng)計(jì)計(jì)值：：μLT=1047Pa；σLT=301.8Pa住宅樓樓統(tǒng)計(jì)計(jì)值：：μLT=1287.8Pa；σLT=299.6Pa按極值I型分布布函數(shù)數(shù)，可可得活活荷載載在設(shè)設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)期期內(nèi)的的保證證率為為：pk=0.921pk=0.7973、雪雪荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值與統(tǒng)統(tǒng)計(jì)平平均值值之比比為0.88。?？汕蟮玫醚┖珊奢d在在設(shè)計(jì)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期內(nèi)內(nèi)保證證率為為：pk=0.355（二）荷荷載組組合值值當(dāng)結(jié)構(gòu)承承受兩兩個或或兩個個以上上可變變荷載載，承載能能力極極限狀狀態(tài)按按基本本組合合及正常使使用極極限狀狀態(tài)按按短期期荷載載效應(yīng)應(yīng)組合合設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，采采用的的荷載載代表表值。。（三）荷荷載準(zhǔn)準(zhǔn)永久久值當(dāng)按正常使使用極極限狀狀態(tài)長長期荷荷載效效應(yīng)組組合設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，采采用的的荷載載代表表值。?！?-2風(fēng)風(fēng)荷載載一、基基本風(fēng)風(fēng)壓將低速速運(yùn)動動的風(fēng)風(fēng)視為為不可可壓縮縮的流流體，，運(yùn)用用能量量守恒恒原理理，可可計(jì)算算得風(fēng)風(fēng)壓與與風(fēng)速速間存存在下下列關(guān)關(guān)系：：1）標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)高高度的的規(guī)定定：10m高度處處2）標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)地地貌選選取：：B類，空空曠平平坦地地面3）基基本時(shí)時(shí)距的的規(guī)定定：10分分鐘4）樣樣本空空間選選?。海?年年5）重重現(xiàn)期期規(guī)定定：50年年6）標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)線線型選選?。海焊怕事拭芏榷群瘮?shù)數(shù)、分分布函函數(shù)，，極值I型基本風(fēng)速的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)基本風(fēng)風(fēng)壓：：指該地地區(qū)空空曠平平坦地地面，，離地地10米高高處，，重現(xiàn)現(xiàn)期為50年的的10分鐘鐘平均均最大大風(fēng)速速所對對應(yīng)的的風(fēng)壓壓值。。作用在在建筑筑物上上的風(fēng)風(fēng)壓值值計(jì)算算：——風(fēng)壓高度修正系數(shù)；——風(fēng)載體形系數(shù)；風(fēng)載作作用方方向迎風(fēng)面面背風(fēng)面面——風(fēng)振系數(shù)；平均風(fēng)壓脈動風(fēng)壓靜風(fēng)脈動風(fēng)風(fēng)平均風(fēng)壓風(fēng)壓脈動風(fēng)壓二、總總體風(fēng)風(fēng)載效效應(yīng)與與局部部風(fēng)載載效應(yīng)應(yīng)1、總總體風(fēng)風(fēng)載效效應(yīng)：：作用在在建筑筑物上上的全全部風(fēng)風(fēng)荷載載使結(jié)結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生的的內(nèi)力力和變變形；；2、局局部風(fēng)風(fēng)載效效應(yīng)：：作用在在建筑筑物局局部構(gòu)構(gòu)件上上的風(fēng)風(fēng)荷載載使其其產(chǎn)生生的內(nèi)內(nèi)力和和變形形；1）迎風(fēng)面及側(cè)面寬度為墻面寬度的角隅部分迎風(fēng)面面體型型系數(shù)數(shù)為：：1.5側(cè)風(fēng)面面體型型系數(shù)數(shù)為：：-1.52）陽陽臺、、雨篷篷、遮遮陽板板等懸懸挑構(gòu)構(gòu)件驗(yàn)算向向上漂漂浮的的風(fēng)載載，風(fēng)風(fēng)載體體型系系數(shù)為為：2.0§4-2地地震作作用一、地地震作作用的的特點(diǎn)點(diǎn)1、慣慣性作作用，，動力力作用用，大大小與與結(jié)構(gòu)構(gòu)有效效重量量有關(guān)關(guān)；2、作作用時(shí)時(shí)間極極短，，一般般只有有10秒左左右；；3、作作用重重現(xiàn)期期長。。二、幾幾個基基本概概念1、烈烈度小震對對應(yīng)的的烈度度中震對對應(yīng)的的烈度度大震對對應(yīng)的的烈度度某地區(qū)區(qū)抗震震設(shè)防防水平平的總總體水水平；；某建筑筑物抗抗震設(shè)設(shè)防水水平的的綜合合體現(xiàn)現(xiàn)；基本烈度：設(shè)防烈度：眾值烈度：設(shè)防烈度：罕遇烈度：50年年475年1640年年設(shè)防烈烈度減減去1.55度度；設(shè)防烈度加上上1度；烈度眾值烈度基本烈度罕遇烈度1.55度1度2、三水準(zhǔn)抗抗震設(shè)計(jì)要求求第一水準(zhǔn)：第二水準(zhǔn)：第三水準(zhǔn)：設(shè)防烈度下結(jié)結(jié)構(gòu)小部分構(gòu)構(gòu)件材料處于于彈塑性狀態(tài)態(tài)，大部分構(gòu)構(gòu)件材料處于于彈性階段；；眾值烈度下結(jié)結(jié)構(gòu)材料處于于彈性狀態(tài)；；罕遇烈度下結(jié)結(jié)構(gòu)大部分構(gòu)構(gòu)件材料處于于彈塑性狀態(tài)態(tài)，小部分構(gòu)構(gòu)件材料處于于彈性階段；；Δ/HP眾值烈度設(shè)防烈度罕遇烈度3、兩階段設(shè)設(shè)計(jì)方法第一階段：第二階段：按小震（眾值值烈度）地震震參數(shù)計(jì)算結(jié)結(jié)構(gòu)在彈性狀狀態(tài)下的地震震作用效應(yīng)，，進(jìn)行截面抗抗震設(shè)計(jì)和驗(yàn)驗(yàn)算；按大震（罕遇遇烈度）地震震參數(shù)驗(yàn)算結(jié)結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)節(jié)的變形，并并采取相應(yīng)構(gòu)構(gòu)造措施滿足足第三水準(zhǔn)要要求。1）7—9度度設(shè)防、樓層層屈服強(qiáng)度系系數(shù)小于0.5的框架；；2）7—9度度設(shè)防、結(jié)構(gòu)構(gòu)沿豎向質(zhì)量量和剛度分布布很不均勻的高層建筑筑；3）特別重要要的建筑。4、水平和豎豎向地震作用用1）一般可分分別按兩個主主軸方向計(jì)算算各自地震作作用，并分別別承擔(dān)；2）質(zhì)量剛度度明顯不對稱稱結(jié)構(gòu)，應(yīng)考考慮水平地震震作用的扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)效應(yīng)；3）在8度和和9度設(shè)防時(shí)時(shí)，大跨度結(jié)結(jié)構(gòu)、長懸臂臂結(jié)構(gòu)、煙囪囪等，以及9度時(shí)高層層建筑，應(yīng)考考慮豎向地震震作用。三、水平地震震作用計(jì)算方方法1、底部剪力力法1）計(jì)算公式式：——水平地震作用影響系數(shù)；建筑結(jié)構(gòu)阻尼尼比為0.05時(shí)，其取取值決定于設(shè)設(shè)防烈度、結(jié)結(jié)構(gòu)自振周期期、場地類別別；結(jié)構(gòu)重力荷載代表值單質(zhì)點(diǎn)：恒載載+0.5活活荷載多質(zhì)點(diǎn)：（恒+0.5活）頂點(diǎn)附加水平平力：建筑結(jié)構(gòu)阻尼尼比不等于0.05時(shí)，，水平地震作作用影響系數(shù)數(shù)曲線的形狀狀參數(shù)需作相相應(yīng)的調(diào)整；；并且其最大大值應(yīng)乘以阻阻尼調(diào)整系數(shù)數(shù)作調(diào)整：阻尼比——相應(yīng)于j振型自振周期的地震影響系數(shù)；——j振型的參與系數(shù)；——j振型i質(zhì)點(diǎn)的振幅（水平相對位移）。水平地震作用用效應(yīng)：3、動力分析析法主要應(yīng)用于結(jié)結(jié)構(gòu)高度較大大，設(shè)防烈度度較高，沿豎豎向質(zhì)量和剛剛度分布極不不均勻時(shí)。2、振型分解解法——j振型i質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；2）適用范圍圍：以剪切變形為為主，且高度度不超過40米，剛度和和質(zhì)量沿高度度分布均勻的的建筑結(jié)構(gòu)。。四、結(jié)構(gòu)自振振周期計(jì)算1、頂點(diǎn)位移移法——將集中在在樓面處的重重量視為作用用在相應(yīng)樓面面處的假想水平荷載，按按彈性剛度計(jì)計(jì)算得到的結(jié)結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移移；——考慮填充充墻影響的周周期折減系數(shù)數(shù)；框架：0.6-0.7；框架—剪力墻墻：0.7-0.9；2、能量法適用于以剪切切變形為主的的框架結(jié)構(gòu)3、無限自由由度法適用于框架——剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)§4-1荷荷載效應(yīng)應(yīng)組合一、幾個重要要概念1、荷載代表表值：1）標(biāo)準(zhǔn)值：：荷載的基本代代表值；2）組合值：：荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘乘以組合值系系數(shù)而得，主主要用于承載載能力極限狀狀態(tài)和正常使使用極限狀態(tài)態(tài)短期效應(yīng)計(jì)計(jì)算過程中；；3）準(zhǔn)永久值值：荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘乘以準(zhǔn)永久值值系數(shù)而得，，主要用于正正常使用極限限狀態(tài)長期效效應(yīng)計(jì)算過程程。2、荷載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)：3、荷載組合合值系數(shù)：恒載取0.5，活載取0.95；根據(jù)簡單組合，按二級延性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)計(jì)算得到的荷載分項(xiàng)系數(shù)。參與組合的活活荷載超過2個時(shí)的折折減系數(shù)；§7-2結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要要求一、承載力設(shè)設(shè)計(jì)要求非抗震設(shè)計(jì)組組合抗震設(shè)計(jì)組合合承載力抗震調(diào)整系數(shù)二、側(cè)移變形形限制1.非抗震震設(shè)計(jì)組合2.抗震設(shè)設(shè)計(jì)組合二、荷載效應(yīng)應(yīng)組合4、結(jié)構(gòu)重要要性系數(shù)：一級延性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)可靠指標(biāo)三級延性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)可靠指標(biāo)一級延性結(jié)構(gòu)二級延性結(jié)構(gòu)三級延性結(jié)構(gòu)三、抗震措施施等級1.延性：：結(jié)構(gòu)在保持其其承載能力基基礎(chǔ)