1.荷載分類；2.荷載代表值；3.構(gòu)造的功能；4.構(gòu)造功能的極限形狀；5.構(gòu)造上的作用、作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力；6.概率極限形狀設(shè)計法適用設(shè)計表達式。第二章建筑構(gòu)造設(shè)計根本原理本章主要內(nèi)容重點1、荷載分類；荷載代表值；2、構(gòu)造的功能；構(gòu)造功能的極限形狀；3、構(gòu)造上的作用、作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力。難點構(gòu)造上的作用、作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力。2.1.1荷載分類按隨時間的變異，構(gòu)造上的荷載可分為以下三類：1.永久荷載永久荷載亦稱恒荷載，是指在構(gòu)造運用期間，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。如構(gòu)造自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。

§2.1荷載分類及荷載代表值2.可變荷載可變荷載也稱為活荷載，是指在構(gòu)造運用期間，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。3.偶爾荷載在構(gòu)造運用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值很大且繼續(xù)時間很短的荷載稱為偶爾荷載。按空間位置的變異分：固定荷載和可動荷載。按構(gòu)造的反響分：靜態(tài)荷載和動態(tài)荷載。2.1.2荷載代表值1.荷載代表值定義：構(gòu)造設(shè)計時，對于不同的荷載和不同的設(shè)計情況，應(yīng)賦予荷載不同的量值，該量值即荷載代表值。2.荷載規(guī)范值定義：荷載規(guī)范值就是構(gòu)造在設(shè)計基準期內(nèi)具有一定概率的最大荷載值,它是荷載的根本代表值。設(shè)計基準期——為確定可變荷載代表值而選定的時間參數(shù)，普通取為50年?！?〕永久荷載規(guī)范值永久荷載主要是構(gòu)造自重及粉刷、裝修，固定設(shè)備的分量。普通可按構(gòu)造構(gòu)件的設(shè)計尺寸和資料或構(gòu)造構(gòu)件單位體積〔或面積〕的自重規(guī)范值確定。對于自重變異性較大的資料，在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)其對構(gòu)造有利或不利的情況，分別取其自重的下限值或上限值。[例]取鋼筋混凝土單位體積自重規(guī)范值為25kN/m3，那么截面尺寸為200×500mm的鋼筋混凝土矩形截面梁的自重規(guī)范值為0.2×0.5×25=2.5kN/m?！?〕可變荷載規(guī)范值民用建筑樓面均布活荷載規(guī)范值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)按表2-1采用。1〕可變荷載準永久值定義：在設(shè)計基準期內(nèi)經(jīng)常到達或超越的那部分荷載值〔總的繼續(xù)時間不低于25年〕，稱為可變荷載準永久值?？勺兒奢d準永久值可表示為ψqＱk，其中Ｑk為可變荷載規(guī)范值，ψq為可變荷載準永久值系數(shù)。ψq值見表2-1。2〕可變荷載組合值定義：兩種或兩種以上可變荷載同時作用于構(gòu)造上時，除主導(dǎo)荷載〔產(chǎn)生最大效應(yīng)的荷載〕仍可以其規(guī)范值為代表值外，其他伴隨荷載均應(yīng)以小于規(guī)范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ψcＱk。其中ψc為可變荷載組合值系數(shù)，其值按表2-1查取。3〕可變荷載頻遇值 定義：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頻率為規(guī)定頻率的荷載值〔總的繼續(xù)時間不低于50年〕，稱為可變荷載頻遇值?？勺兒奢d頻遇值可表示為ψfＱk。其中ψf為可變荷載頻遇值系數(shù)，其值按表2-1查取?！?.2建筑構(gòu)造極限形狀設(shè)計法2.2.1極限形狀1.構(gòu)造的功能要求〔1〕構(gòu)造的平安等級建筑構(gòu)造設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)構(gòu)造破壞能夠產(chǎn)生的后果〔危及人的生命、呵斥經(jīng)濟損失、產(chǎn)生社會影響等〕的嚴重性，采用不同的平安等級。根據(jù)破壞后果的嚴重程度，建筑構(gòu)造劃分為三個平安等級。建筑構(gòu)造的平安等級平安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普通的房屋三級不嚴重次要的房屋〔2〕構(gòu)造的設(shè)計運用年限定義：設(shè)計規(guī)定的構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件不需進展大修即可按其預(yù)定目的運用的時期。構(gòu)造的設(shè)計運用年限應(yīng)按下表采用類別設(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結(jié)構(gòu)〔3〕構(gòu)造的功能要求1〕構(gòu)造的功能要求

功能要求適用性耐久性平安性平安性——構(gòu)造在正常施工和正常運用的條件下，能接受能夠出現(xiàn)的各種作用；在設(shè)計規(guī)定的偶爾事件〔如劇烈地震、爆炸、車輛撞擊等〕發(fā)生時和發(fā)生后，仍能堅持必需的整體穩(wěn)定性，即構(gòu)造僅產(chǎn)生部分的損壞而不致發(fā)生延續(xù)倒塌。適用性——構(gòu)造在正常運用時具有良好的任務(wù)性能。例如，不會出現(xiàn)影響正常運用的過大變形或振動；不會產(chǎn)生使運用者感到不安的裂痕寬度等。耐久性——構(gòu)造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構(gòu)造可以正常運用到規(guī)定的設(shè)計運用年限。例如，構(gòu)造資料不致出現(xiàn)影響功能的損壞，鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋不致因維護層過薄或裂痕過寬而銹蝕等。2〕構(gòu)造的可靠性和可靠度的概念 構(gòu)造可靠性——構(gòu)造的平安性、適用性和耐久性的總稱。構(gòu)造可靠度——構(gòu)造在規(guī)定時間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成預(yù)定功能的概率。規(guī)定時間指設(shè)計運用年限；規(guī)定條件指正常設(shè)計、正常施工、正常運用和正常維護，不包括錯誤設(shè)計、錯誤施工和違反原來規(guī)定的運用情況。構(gòu)造的可靠度是構(gòu)造可靠性的概率度量，即對構(gòu)造可靠性的定量描畫。留意1：構(gòu)造可靠度與構(gòu)造運用年限長短有關(guān)。<一致規(guī)范>以構(gòu)造的設(shè)計運用年限為計算構(gòu)造可靠度的時間基準。留意2：構(gòu)造的設(shè)計運用年限雖與構(gòu)造運用壽命有聯(lián)絡(luò)，但不等同。當構(gòu)造的運用年限超越設(shè)計運用年限后，并不意味著構(gòu)培育要報廢，但其可靠度將逐漸降低。2.構(gòu)造功能的極限形狀〔1〕定義整個構(gòu)造或構(gòu)造的一部份，超越某一特定形狀就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能〔平安性、適用性、耐久性〕要求，該特定形狀稱為該功能的極限形狀。極限形狀承載才干極限形狀正常運用極限形狀〔2〕分類1〕承載才干極限形狀——這種極限形狀對應(yīng)于構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件到達最大承載才干或不適于繼續(xù)承載的變形。承載才干極限形狀主要思索關(guān)于構(gòu)造平安性的功能。當構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件出現(xiàn)以下形狀之一時，即以為超越了承載才干極限形狀：●構(gòu)造構(gòu)件或銜接因資料強度不夠而破壞；●整個構(gòu)造或構(gòu)造的一部分作為剛體失去平衡〔如傾覆等〕；●構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系；●構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件喪失穩(wěn)定〔如柱子被壓曲等〕。2〕正常運用極限形狀——正常運用極限形狀對應(yīng)于構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件到達正常運用或耐久性能的某項規(guī)定限值。這一形狀對應(yīng)于適用性或耐久性的功能。當構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件出現(xiàn)以下形狀之一時，即以為超越了正常運用極限形狀：●影響正常運用或外觀的變形；●影響正常運用或耐久性能的部分損壞〔包括裂痕〕；●影響正常運用的振動；●影響正常運用的其他特定形狀等。3.構(gòu)造的功能函數(shù)〔1〕作用效應(yīng)和構(gòu)造抗力的概念作用效應(yīng)——構(gòu)造上的各種作用，在構(gòu)造內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)力〔軸力、彎矩、剪力、扭矩等〕和變形〔如撓度、轉(zhuǎn)角、裂痕等〕的總稱，用S表示。由直接作用產(chǎn)生的效應(yīng)，通常稱為荷載效應(yīng)?！?〕構(gòu)造的功能函數(shù)

構(gòu)造抗力——構(gòu)造或構(gòu)件接受作用效應(yīng)的才干，如構(gòu)件的承載力、剛度、抗裂度等，用R表示。構(gòu)造抗力是構(gòu)造內(nèi)部固有的，其大小主要取決于資料性能、構(gòu)件幾何參數(shù)及計算方式的準確性等。實踐工程中，能夠出現(xiàn)以下三種情況可靠概率失效概率可靠目的承載才干極限形狀函數(shù)Z=R-SPf=P(S>R)=P(Z<0)[β]與Pf的對應(yīng)關(guān)系結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的目標可靠指標[β]破壞類型安全等級一級二級三級延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.22.2.2適用設(shè)計表達式1.按承載才干極限形狀設(shè)計的方法〔1〕荷載效應(yīng)根本組合設(shè)計值S對于根本組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S應(yīng)從由可變荷載效應(yīng)控制的組合和由永久荷載效應(yīng)控制的組合中取最不利值確定。1〕由可變荷載效應(yīng)控制的組合：構(gòu)造構(gòu)件的重要性系數(shù)，對平安等級為一級或設(shè)計運用年限為100年及以上的構(gòu)造構(gòu)件，不應(yīng)小于1.1；對平安等級為二級或設(shè)計運用年限為50年的構(gòu)造構(gòu)件，不應(yīng)小于1.0；對平安等級為三級或設(shè)計運用年限為5年及以下的構(gòu)造構(gòu)件，不應(yīng)小于0.9；在抗震設(shè)計中，不思索構(gòu)造構(gòu)件的重要性系數(shù)。γG：永久荷載分項系數(shù)；SGk：永久荷載規(guī)范值Gk計算的荷載效應(yīng)值；γQi：第i個可變荷載的分項系數(shù)；SQik：按可變荷載規(guī)范值Qi計算的荷載效應(yīng)值;ψci：可變荷載Qi的組合值系數(shù)，民用建筑樓面均布活荷載、屋面均布活荷載的組合值系數(shù)；按表2-1◆采用荷載分項系數(shù)的取值荷載特性荷載分項系數(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、滑移或飄浮驗算0.9可變荷載一般情況1.4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前往當思索以豎向的永久荷載效應(yīng)控制的組合時，參與組合的可變荷載僅限于豎向荷載。

2〕由永久荷載效應(yīng)控制的組合運用上式時應(yīng)留意以下問題：【例1.2.1】某辦公樓鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，平安等級為二級，截面尺寸b×h=200mm×400mm，計算跨度=5m，凈跨度=4.86m。接受均布線荷載：活荷載規(guī)范值7kN/m，恒荷載規(guī)范值10kN/m〔不包括自重〕。試計算按承載才干極限形狀設(shè)計時的跨中彎矩設(shè)計值和支座邊緣截面剪力設(shè)計值?！窘狻坑杀?-1查得活荷載組合值系數(shù)=0.7。平安等級為二級，那么構(gòu)造重要性系數(shù)=1.0。鋼筋混凝土的重度規(guī)范值為25kN/m3，故梁自重規(guī)范值為25×0.2×0.4=2kN/m。總恒荷載規(guī)范值gk=10+2=12kN/m恒載產(chǎn)生的跨中彎矩規(guī)范值和支座邊緣截面剪力規(guī)范值分別為：Mgk=gkl02/8=12×52/8=37.5kN·mVgk=gkln/2=12×4.86/2=29.16kN活荷載產(chǎn)生的跨中彎矩規(guī)范值和支座邊緣截面剪力規(guī)范值分別為：Mqk=qkl02/8=7×52/8=21.875kN·mVgk=qkln/2=7×4.86/2=17.01kN本例只需一個活荷載，即為第一可變荷載。故計算由活載彎矩控制的跨中彎矩設(shè)計值時，=1.2，=1.4。由活荷載彎矩控制的跨中彎矩設(shè)計值和支座邊緣截面剪力設(shè)計值分別為：==1.0×〔1.2×37.5+1.4×21.875〕=75.625kN·m==1.0×〔1.2×29.16+1.4×17.01〕=58.806kN計算由恒載彎矩控制的跨中彎矩設(shè)計值時，=1.35，

=1.4，=0.7。得由恒載彎矩控制的跨中彎矩設(shè)計值和支座邊緣截面剪力設(shè)計值分別為：=1.0×〔1.35×37.5+0.7×1.4×21.875〕=72.063kN·m=1.0×〔1.35×29.16+0.7×1.4×17.01〕=56.036kN取較大值得跨中彎矩設(shè)計值M=75.625kN·m，支座邊緣截面剪力設(shè)計值V=58.806kN。3〕普通排架、框架構(gòu)造的簡化表達式對普通排架、框架構(gòu)造，可不區(qū)分第一可變荷載和第i個可變荷載，并采用一樣的組合值系數(shù)，其荷載效應(yīng)組合設(shè)計值取由可變荷載效應(yīng)控制和由永久荷載效應(yīng)控制的組合值中的最不利值。由可變荷載效應(yīng)控制的組合按下式計算：

由永久荷載效應(yīng)控制的組合仍按式〔2-9〕采用。2.按正常運用極限形狀設(shè)計的適用表達式〔1〕適用表達式對于正常運用極限形狀，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計要求，采用荷載效應(yīng)的規(guī)范組合、頻遇組合或準永久組合，按以下設(shè)計表達式進展設(shè)計：S≤C式中S—變形、裂痕等荷載效應(yīng)的設(shè)計值；C—構(gòu)造構(gòu)件到達正常運用要求所規(guī)定的限值，如變形、裂痕寬度等?；炷翗?gòu)造的正常運用極限形狀主要是驗算構(gòu)件的變形、抗裂度或裂痕寬度，使其不超越相應(yīng)的規(guī)定限值；鋼構(gòu)造經(jīng)過構(gòu)件的變形〔剛度〕驗算保證；砌體構(gòu)造普通情況下不做驗算，由相應(yīng)的構(gòu)造措施保證。

〔2〕荷載效應(yīng)組合設(shè)計值1〕對于規(guī)范組合，其荷載效應(yīng)組合的表達式為

(2-13)2)對于頻遇組合，其荷載效應(yīng)組合的表達式為(2-14)可變荷載的準永久值系數(shù)3〕對于準永久組合，荷載效應(yīng)組合的表達式為(2-15)

第四章混凝土構(gòu)造1.鋼筋的種類、規(guī)格、力學性能及強度設(shè)計目的；2.鋼構(gòu)造用鋼材的種類、規(guī)格、力學性能及強度設(shè)計目的；3.混凝土的強度、變形目的；混凝土構(gòu)造耐久性規(guī)定；4.砌體資料種類及強度等級；5.砌體的力學性能。本章主要內(nèi)容421.了解建筑鋼材的種類、規(guī)格及選用要求；2.了解建筑鋼材的力學性能。第一節(jié)鋼筋和混凝土資料的力學性能教學目的：重點建筑鋼材的力學性能。難點建筑鋼材的力學性能。4.1.1建筑鋼材的種類和規(guī)格1、鋼筋的種類及選用強度高，塑性低強度高，粘結(jié)性好強度高預(yù)應(yīng)力鋼筋鋼筋熱軋鋼筋鋼絲鋼絞線熱處置鋼筋HPB235HRB335HRB400RRB400光圓鋼筋變形鋼筋變形鋼筋變形鋼筋非預(yù)應(yīng)力鋼筋強度塑性弱強高低1.鋼材的力學性能 建筑鋼材的力學性能是衡量鋼材質(zhì)量的重要目的，它包括強度、塑性、沖擊韌性?！?〕強度1〕有明顯屈服點的鋼材4.1.2建筑鋼材的力學性能se有明顯屈服點的鋼筋a’abcdefua′為比例極限oa為彈性階段de為強化階段b為屈服上限c為屈服下限，即屈服強度fycd為屈服臺階e為極限抗拉強度fufyfef為頸縮階段o低碳鋼和低合金鋼〔含碳量和低碳鋼一樣〕一次拉伸時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線把?y取為計算構(gòu)件的強度規(guī)范，以?u作為資料的強度貯藏。2〕無明顯屈服點的鋼材沒有明顯的屈服點和屈服臺階鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。對于沒有明顯屈服點的鋼材，以剩余變形為0.2%時的應(yīng)力作為名義屈服點，其值約等于極限強度85%?！?〕塑性性能1)伸長率斷裂前試件的永久變形與原標定長度的百分比稱為伸長率，它是衡量鋼材塑性的重要目的。屈服點、抗拉強度和伸長率，是鋼材的三個重要力學性能目的。2)冷彎性能冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲形狀下的塑性應(yīng)變才干和鋼材質(zhì)量的綜合目的。冷彎實驗不僅能直接檢驗鋼材的彎曲變形才干或塑性性能，還能暴露鋼材內(nèi)部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫化物與氧化物的摻雜情況，這些都將降低鋼材的冷彎性能。伸長率:2、鋼筋的計算目的鋼筋的強度規(guī)范值鋼筋的強度設(shè)計值具有95%保證率的根本代表值。其中，熱軋鋼筋根據(jù)屈服強度確定，用表示；預(yù)應(yīng)力鋼絞線、鋼絲和熱處置鋼筋的強度根據(jù)極限抗拉強度確定，用表示。熱軋鋼筋強度設(shè)計值：預(yù)應(yīng)力鋼筋強度設(shè)計值：3、鋼筋的截面面積常規(guī)直徑:d=6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32mm12種?！扔谝?guī)范值除以分項系數(shù)。3.鋼材的冷加工性能冷加工：冷拉、冷拔、冷軋、冷軋扭；冷拉卸載后經(jīng)過一段時間的停滯，再對其張拉，會重新恢復(fù)屈服階段而呈現(xiàn)出屈服強度提高的應(yīng)力應(yīng)變圖形；這種景象被稱為時效硬化景象；冷拉僅提高鋼筋的抗拉強度，不提高其抗壓強度；0σεAB冷拉冷拔是指將光圓鋼筋以強力拉拽使其經(jīng)過小直徑的硬質(zhì)合金模具，使其截面減小而長度增長；冷拔后的鋼筋的強度會大大提高；冷拔后鋼筋的塑性會降低；0σε冷拔一、混凝土的強度1.混凝土的立方體抗壓強度fcu及強度等級?！?〕混凝土的立方體抗壓強度確定方法：用邊長為150mm的規(guī)范立方體試件，在規(guī)范養(yǎng)護條件下〔溫度20±3℃，相對濕度不小于90%〕養(yǎng)護28天后，按照規(guī)范實驗方法〔試件的承壓面不涂光滑劑，加荷速度約每秒0.15～0.3N/mm2〕測得的具有95%保證率的抗壓強度，作為混凝土的立方體抗壓強度規(guī)范值，用符號fcu,k表示。4.1.2混凝土150mm150mm150mm〔2〕混凝土的強度等級根據(jù)立方體抗壓強度規(guī)范值fcu,k的大小，混凝土強度等級分C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14級。其中，C60~C80屬高強混凝土。我國采用150×150×300mm棱柱體試件測得的強度作為混凝土的軸心抗壓強度?；炷恋妮S心抗壓強度規(guī)范值按下式計算：式中—棱柱強度與立方強度之比,對C50及以下取=0.76，對C80取=0.82，中間按線性規(guī)律變化；—思索C40以上混凝土脆性的折減系數(shù)，對C40取=1.0，對C80取=0.87，中間按線性規(guī)律變化。2.混凝土的軸心抗壓強度fc混凝土的抗拉強度可采用尺寸為100×100×500mm的柱體試件進展直接軸心受拉實驗，但其準確性較差。故國內(nèi)為多采用圓柱體或立方體的劈裂實驗來間接測定。混凝土軸心抗拉強度規(guī)范值按下式計算：

3.軸心抗拉強度ft二、混凝土的變形混凝土的變形有兩類：一類是受力變形；另一類是體積變形，包括收縮、膨脹和溫度變形。緣由：水分蒸發(fā)影響要素：配合比、養(yǎng)護、體表比對構(gòu)件影響：構(gòu)件產(chǎn)生裂痕；引起預(yù)應(yīng)力損失收縮——砼在空氣中硬化體積減小的景象影響要素：配合比、養(yǎng)護、應(yīng)力條件對構(gòu)件影響：增大變形；引起內(nèi)力重分布；引起預(yù)應(yīng)力損失徐變——砼在長期荷載作用下隨時間而增長的變形緣由：水泥膠凝體的流動性