1、,建筑結(jié)構(gòu)architectural construction,第二章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則學(xué)習(xí)重點(diǎn)： 荷載的分類(lèi)及其定義； 四種荷載代表值的概念，永久荷載可變荷載代表值的確定方法； 結(jié)構(gòu)的功能要求，功能極限狀態(tài)； 荷載的基本組合時(shí)內(nèi)力計(jì)算方法； 極限狀態(tài)實(shí)用表達(dá)式； 地震的概念，抗震設(shè)防目標(biāo)，抗震設(shè)防分類(lèi)，抗震概念設(shè)計(jì)的基本要求。,一、結(jié)構(gòu)上的作用（一）、作用的概念使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的各種原因，分為直接作用和間接作用,第二章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,1.永久荷載 永久荷載亦稱(chēng)恒荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時(shí)間變化，或者其變化與平均值相比可忽略不計(jì)的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力等。,

2、2.可變荷載 可變荷載也稱(chēng)為活荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值相比不可忽略的荷載，如樓面活荷載、屋面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、吊車(chē)荷載等。,3.偶然荷載 在結(jié)構(gòu)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(shí)間很短的荷載稱(chēng)為偶然荷載，如爆炸力、撞擊力等。,（二）、荷載代表值結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于不同的荷載和不同的設(shè)計(jì)情況，應(yīng)賦予不同的量值，該量值稱(chēng)為,第二章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,常用材料單位體積的自重（單位kN/m3）混凝土2224，鋼筋混凝土2425，水泥砂漿20，石灰砂漿、混合砂漿17，普通磚18，普通磚（機(jī)器制）19，漿砌普通磚砌體18，漿砌機(jī)磚砌體19。,荷載標(biāo)

3、準(zhǔn)值,1、永久荷載代表值 （及標(biāo)準(zhǔn)值）,按構(gòu)件尺寸和構(gòu)件單位體積自重的標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)確定。,2、可變荷載的代表值,第二章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,（1）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（民用樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）,2、可變荷載的代表值,第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,（1）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（民用樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）,2、可變荷載的代表值,第二章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,注：本表所列各項(xiàng)活荷載適用于一般使用條件，當(dāng)使用荷載大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況采用。 本表各項(xiàng)荷載不包括隔墻自重和二次裝修荷載。,（1）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（民用樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下表采用）,（2）可變荷載準(zhǔn)永久值,可變荷載準(zhǔn)永久值是在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)

4、經(jīng)常達(dá)到或超過(guò)的那部分荷載值,（3）可變荷載組合值,荷載組合值是主要是考慮當(dāng)結(jié)構(gòu)承受兩個(gè)或兩個(gè)以上可變荷載時(shí)，考慮到所有可變荷載同時(shí)達(dá)到其單獨(dú)出現(xiàn)是可能達(dá)到的最大值的機(jī)率極小，而對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)值要乘以的小于1的系數(shù)后的荷載代表值。,（4）可變荷載頻遇值,對(duì)可變荷載，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，其超越的總時(shí)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,第二節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,第二章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068-2001（以下簡(jiǎn)稱(chēng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等）的嚴(yán)重性，采用不同的安全等級(jí)。,

5、設(shè)計(jì)使用年限，是指設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下，不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使用的時(shí)期。,1.2 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,結(jié)構(gòu)的功能要求,結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性，即結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局部的損壞而不致連續(xù)倒塌,在正常使用時(shí)，能保證具有良好的工作性能，不出現(xiàn)過(guò)大的變形和裂縫。,在正常使用及維護(hù)下，具有足夠的耐久性能，不發(fā)生銹蝕和風(fēng)化現(xiàn)象。,安全性 適用性 耐久性,例如，不會(huì)出現(xiàn)影響正常使用的過(guò)大變形或振動(dòng)；不會(huì)產(chǎn)生使使用者感到不安的裂縫寬度等

6、。,例如，結(jié)構(gòu)材料不致出現(xiàn)影響功能的損壞，鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋不致因保護(hù)層過(guò)薄或裂縫過(guò)寬而銹蝕等。,第二節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,第二章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性是結(jié)構(gòu)可靠的標(biāo)志，總稱(chēng)為結(jié)構(gòu)的可靠性。,結(jié)構(gòu)的可靠度是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度量，對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述，即結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成預(yù)訂功能的概率，結(jié)構(gòu)的預(yù)訂功能指結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。,結(jié)構(gòu)可靠性的定義是，結(jié)構(gòu)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，規(guī)定條件下，完成預(yù)定功能的能力。,結(jié)構(gòu)的可靠度與結(jié)構(gòu)的使用年限的長(zhǎng)短有關(guān)，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)以結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限為計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠度的時(shí)間基準(zhǔn)。當(dāng)結(jié)構(gòu)的使用年限超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限后，并不意味著結(jié)

7、構(gòu)就要報(bào)廢，但其可靠度將逐漸降低。,第二節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,第二章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,三、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài) （一）極限狀態(tài)的定義及分類(lèi),（1）承載能力極限狀態(tài),（2）正常使用極限狀態(tài),針對(duì)安全性 如：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去穩(wěn)定； 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強(qiáng)度不夠而破壞； 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系； 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定等。,針對(duì)適用性和耐久性 如：出現(xiàn)影響正常使用或外觀(guān)的變形； 影響正常使用或耐久性的局部損壞； 影響正常使用的振動(dòng)。,結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可定義為：整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分，超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能（安全性、適用性、耐久性）的要求，該特定狀態(tài)稱(chēng)為

8、該功能的極限狀態(tài),結(jié)構(gòu)的功能函數(shù),（1）作用效應(yīng) S,作用（荷載）對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的各種效應(yīng)，如彎矩、剪力、軸力、變形、裂縫等 M V N f w,結(jié)構(gòu)構(gòu)件抵抗各種作用效應(yīng)的能力。如抗彎、抗剪、抗壓、抗拉、抗扭承載力以及抗變形、抗裂縫的能力。,（2）結(jié)構(gòu)抗力 R,（二） 極限狀態(tài)方程,有一農(nóng)夫，能肩挑300斤當(dāng)給他300斤的擔(dān)子時(shí)，效應(yīng)剛好等于抗力；當(dāng)給他100斤的擔(dān)子時(shí)，效應(yīng)小于抗力；當(dāng)給他400斤的擔(dān)子時(shí)，效應(yīng)大于抗力。,挑擔(dān)子與結(jié)構(gòu)功能函數(shù),結(jié)構(gòu)的功能函數(shù),當(dāng)0 即 RS 時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；當(dāng)0 即 RS 時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)；當(dāng)= 0 即 R =S 時(shí)，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。,關(guān)系式(S，R

9、)RS0 稱(chēng)為極限狀態(tài)方程。,結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)一級(jí)=1.1、二級(jí)=1.0、三級(jí)=0.9,按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式,四、結(jié)構(gòu)的安全等級(jí),根據(jù)破壞后果的嚴(yán)重程度，將建筑結(jié)構(gòu)劃分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)三個(gè)安全等級(jí),按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算的荷載效應(yīng)值,按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值,可變荷載效應(yīng)中的最大值,永久荷載分項(xiàng)系數(shù),第i個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù),第1個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù),可變荷載的組合值系數(shù),由可變荷載效應(yīng)控制的組合,五、實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式,（1）、荷載基本組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值S,2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合,恒荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值,活荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值,第一章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=混

10、凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值砼材料分項(xiàng)系數(shù)c 鋼 筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=鋼 筋 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋材料分項(xiàng)系數(shù)s,永久荷載設(shè)計(jì)值= 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值永久荷載分項(xiàng)系數(shù) g 可變荷載設(shè)計(jì)值= 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載分項(xiàng)系數(shù) q,設(shè)計(jì)值與標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系,一、地震的基本概念（一）、地震定義及分類(lèi),第三節(jié) 建筑抗震設(shè)計(jì)基本原則,地震的概念：（Earthquake） 由于地球不斷運(yùn)動(dòng)和變化，逐漸積累了巨大的能量，在地殼某些脆弱地帶，造成巖層突然發(fā)生破裂，或者引發(fā)原有斷層的錯(cuò)動(dòng)，這就是地震。地震絕大部分都發(fā)生在地殼中。,地震基本知識(shí)：,中國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家，從1966 年的邢臺(tái)地震到1976 年的唐山大地震，中國(guó)幾乎每年有一個(gè)7 級(jí)左

11、右的大地震。,地震基本知識(shí)：,地震按其成因分為：火山地震、塌落地震、人工誘發(fā)地震、構(gòu)造地震。其中構(gòu)造地震發(fā)生的概率高，破壞作用大，影響范圍廣，為房屋抗震設(shè)防研究的主要對(duì)象。,構(gòu)造地震的形成,二、地震的破壞作用,1、地表破壞現(xiàn)象 地裂縫 噴砂冒水 地面下沉 滑坡、塌方,由地震引起的地裂縫,據(jù)河北青年報(bào)報(bào)道，06年7月，在河北柏鄉(xiāng)地區(qū)出現(xiàn)長(zhǎng)8000米地裂縫，邢臺(tái)市國(guó)土局和邢臺(tái)地震局研究表明，受地質(zhì)斷裂活動(dòng)影響形成地裂縫,地表破壞現(xiàn)象-噴砂冒水,由地震引起的地裂縫,地震陷坑為何會(huì)噴砂冒水揚(yáng)子晚報(bào) 2005年11月26日，江西發(fā)生地震后，人們?cè)谌鸩匈惡r(nóng)場(chǎng)二分場(chǎng)棉花地發(fā)現(xiàn)有三處奇怪的大陷坑，最深的有

12、8米，最大的一處是三個(gè)陷坑相連，長(zhǎng)度50多米。而稻田里的5處陷坑還有十多處出現(xiàn)噴砂冒水現(xiàn)象，大的直徑有11米，水頭最高時(shí)達(dá)二尺以上。更令人稱(chēng)奇的是，這些水坑噴出物竟然有多種顏色，一時(shí)引起社會(huì)的普遍關(guān)注。 省地震工程研究院熊博士解釋了這些陷坑地震時(shí)出現(xiàn)噴砂冒水現(xiàn)象，他說(shuō)，農(nóng)場(chǎng)附近地層屬湖沼相沉積，地下土層中存在粉土或粉砂，在地震作用下容易產(chǎn)生砂土液化現(xiàn)象，砂土液化是指飽水的粉細(xì)砂或粉土在地震力的作用下瞬時(shí)失掉強(qiáng)度，由固體狀態(tài)變成液體狀態(tài)并噴出地表的力學(xué)過(guò)程。,稻田里噴砂冒水的陷坑,12.1.1 地震及其破壞作用,地表破壞現(xiàn)象-滑坡、塌方,滑坡示意圖,滑坡現(xiàn)場(chǎng),2005-6-17福建建甌發(fā)生塌方事

13、故,地震的破壞作用,2、建筑物破壞 （1）結(jié)構(gòu)喪失整體穩(wěn)定性 （2）結(jié)構(gòu)承載力不足引起破壞 （3） 地基失效,地震時(shí)因震陷或不均勻沉陷，導(dǎo)致墻身開(kāi)裂、房屋損壞,災(zāi)難前的平靜,地震的破壞作用,3、次生災(zāi)害 火災(zāi) 水災(zāi) 海嘯 有毒及放射性物質(zhì)泄露,海浪沖擊堤岸,瞬間的洶涌澎湃,死亡地獄,美國(guó)DigitalGlobe公司于2004年12月29日發(fā)布的衛(wèi)星照片，照片是當(dāng)?shù)貢r(shí)間12月26日上午10點(diǎn)20分在斯里蘭卡西南部城市卡盧特勒上空拍攝的。照片顯示了卡盧特勒海岸遭到海嘯襲擊之后不久的情形。,（三）常用地震術(shù)語(yǔ)：,1、震 源地震發(fā)生時(shí)，巖層斷裂或錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)的部位 也是地震能量釋放的源頭；2、震源深度

14、震源到地面的垂直距離；3、震 中震源到地表的垂直投影點(diǎn)；4、震 中 距地震影響區(qū)內(nèi)，地表某處至震中的距離；5、等震線(xiàn)在同一地震中，具有相同地震烈度點(diǎn) 的連線(xiàn)；6、極震區(qū)（震中區(qū)）等震線(xiàn)圖上烈度最高的區(qū)域。,（四） 震級(jí)與烈度,1、震級(jí)：衡量一次地震釋放能量大小的尺度，國(guó)際上常用里氏震級(jí)表示；MlgA 在離震中100KM處堅(jiān)硬的地面上，由標(biāo)準(zhǔn)地震儀（擺的自震周期為0.8S，阻尼為0.8，放大倍數(shù)為2800倍）所記錄的最大水平位移A的常數(shù)對(duì)數(shù)值,M8 特大地震。,2、地震烈度：地震時(shí)某一地點(diǎn)震動(dòng)的強(qiáng)烈程度；震中烈度：I0,影響地震烈度的因素有地震震級(jí)、距震源的距離、地面狀況和地層構(gòu)造等。實(shí)測(cè)中是根

15、據(jù)地震時(shí)人的感覺(jué)和器物的反應(yīng)、地表及建筑物破壞程度等各方面情況，從宏觀(guān)角度來(lái)評(píng)定,臺(tái)灣2000.6.11地震烈度示意圖,二、建筑抗震設(shè)防,1、設(shè)防依據(jù),基本烈度,一個(gè)地區(qū)的基本烈度是指該地區(qū)今后50年時(shí)間內(nèi)，在一般場(chǎng)地條件下，可能遭遇到超越概率為10%的地震烈度。,12.1.3 建筑抗震設(shè)防,（一）、抗震設(shè)防烈度,一般情況下，作為一個(gè)地區(qū)建筑抗震設(shè)防依據(jù)的烈度為抗震設(shè)防烈度，可采用中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的地震基本烈度,幾個(gè)重要城市的設(shè)防烈度北京 8度、上海 7度、南京 7度、廣州 7度、臺(tái)中 9度、臺(tái)北 8度,12.1.3 建筑抗震設(shè)防,（二）、抗震設(shè)防目標(biāo),（1）、大震、中震、小震,小震是發(fā)生

16、機(jī)會(huì)較多的地震，小震對(duì)應(yīng)地震烈度概率密度曲線(xiàn)圖上的峰值烈度，又叫眾值烈度或多遇烈度，超越概率為63.2%； 中震對(duì)應(yīng)的地震烈度為基本烈度，50年內(nèi)的超越概率為10%； 大震是發(fā)生機(jī)會(huì)較小的罕遇地震，50年內(nèi)的超越概率為2-3%。,（三）、抗震設(shè)防分類(lèi),各抗震設(shè)防類(lèi)別建筑的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)符合下列要求： 1、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)， 指使用上有特殊設(shè)施，涉及國(guó)家公共安全的重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害等特別重大災(zāi)害后果，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑。 2、重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)， 指地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線(xiàn)相關(guān)建筑，以及地震時(shí)可能導(dǎo)致大量人員傷亡等重大災(zāi)害后果，需要提高設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的建筑。 3、特殊設(shè)

17、防類(lèi)， 指大量的除1、2、4款以外按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)防的建筑。 4、適度設(shè)防類(lèi)， 指使用上人員稀少且震損不致產(chǎn)生次生災(zāi)害，允許在一定條件下適度降低要求 的建筑。 注：對(duì)于劃為重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)而規(guī)模很小的工業(yè)建筑，當(dāng)改用抗震性能較好的材料且符合抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)體系的要求時(shí)，允許按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)設(shè)防。,（四）抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：,甲類(lèi)建筑地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，抗震措施，當(dāng)抗震設(shè)防烈度為68度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求，當(dāng)為9度時(shí)，應(yīng)符合比9度更高的要求；,乙類(lèi)建筑地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，抗震措施，當(dāng)設(shè)防烈度為68度時(shí)，應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求，當(dāng)為9

18、度時(shí)，應(yīng)符合比9度更高的要求；,丙類(lèi)建筑地震作用和抗震措施均應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度要求；,丁類(lèi)建筑地震作用應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，抗震措施應(yīng)允許比本地區(qū)抗震設(shè)防烈度適當(dāng)降低，但設(shè)防烈度為6度時(shí)，不應(yīng)降低。,三、建筑場(chǎng)地分類(lèi),場(chǎng)地指建筑物所在的區(qū)域，其范圍大體相當(dāng)于廠(chǎng)區(qū)、居民小區(qū)和自然村的區(qū)域；,場(chǎng)地的類(lèi)別，根據(jù)場(chǎng)地土的剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度劃分,四、抗震概念設(shè)計(jì)的基本要求,（三）建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性,（五）非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,第二章 建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算基本原則,1、什么是建筑結(jié)構(gòu)上的作用？“作用”和“荷載”的關(guān)系是什么？ 2 、什么是永久荷載、可變荷載和偶然荷載？ 4、什么是建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限？與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的區(qū)別？設(shè)計(jì)使用年限分為哪幾類(lèi)？ 5、建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足哪些功能要求？其中最重要的一項(xiàng)是什么？ 7、 什么