项目一 建筑结构设计概论(课件)—《建筑结构》同步教学(机工版）

CONTENTS 目 录 建筑结构的荷载 建筑结构的设计方法 极限状态设计方法 1.1 1.2 1.3 项目1 建筑结构设计概论 1 学习目标 项目1 建筑结构设计概论 了解建筑结构的功能要求。 熟悉建筑结构的极限状态。 掌握荷载的代表值、设计值及分项系数。 掌握极限状态设计的计算方法。 2 PART 1.1 建筑结构的荷载 3 1.1. 建筑结构的荷载 建筑结构在使用期间和施工过程中要承受各种力的作用。施加在结构上的集中力或分布力（如人群、设备、风、雪、构件自重等）称为直接作用，也称为荷载；引起结构外加变形或约束变形（如温度变化、地基沉降、地面运动等）的原因称为间接作用。 4 1.1.1 荷载的分类 荷载按作用区域的大小可分为集中荷载和分布荷载，按使用是否产生动力效应可分为静力荷载和动力荷载,按时间长短可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。 （1）永久荷载。永久荷载是指在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。永久荷载也称为恒荷载，如结构自重、土压力、预应力等。 5 1.1.1 荷载的分类 （2）可变荷载。可变荷载是指在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载，如楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、起重机荷载、风荷载、雪荷载等。 （3）偶然荷载。偶然荷载是指在结构设计使用年限内不一定出现，而一旦出现其量值很大，且持续时间很短的荷载，如地震、爆炸、撞击等。 6 1.1.2 荷载的代表值 设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值称为荷载代表值，如标准值、组合值、频遇值和准永久值。在建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。对永久荷载应采用标准值作为其代表值；对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 7 1.1.2 荷载的代表值 1. 荷载的标准值 荷载的标准值一般是指结构在其设计基准期（50年）内，在正常情况下可能出现具有一定保证率的最大荷载。它是荷载的基本代表值，是设计基准期内最大荷载统计分布的特征值。 8 1.1.2 荷载的代表值 2. 可变荷载的组合值 当几种可变荷载进行组合时，其值不一定都同时达到最大，因此需进行适当调整。调整的方法为：除其中最大荷载仍取其标准值外，其他伴随的可变荷载均采用小于1.0的组合值系数乘以相应的标准值来表达其荷载代表值。这种经调整后的可变荷载称为可变荷载的组合值，即 Qc=ψcQk （1-1） 式中，ψc为荷载组合值系数； Qk为可变荷载的标准值； Qc为可变荷载的组合值。 9 1.1.2 荷载的代表值 可变荷载的组合值是承载能力极限状态设计和正常使用极限状态标准组合设计时荷载的代表值。 10 1.1.2 荷载的代表值 3. 可变荷载的频遇值 作用于结构上时而出现、持续时间较短的较大可变荷载值称为可变荷载频遇值。由于频遇值具有较短的时间内可能达到较大的可变荷载值，及较少的发生次数的特性，使结构的破坏性有所减缓。因此，可变荷载的频遇值总是小于其标准值，是可变荷载的标准值与其频遇值系数的乘积。 Qf=ψfQk （1-2） 式中，Qf为可变荷载的频遇值；ψf为频遇值系数。 11 1.1.2 荷载的代表值 4. 可变荷载的准永久值 经常作用于结构上的可变荷载称为可变荷载的准永久值。它对结构的影响，在性质上类似于永久荷载，其数值上等于可变荷载的标准值乘以可变荷载的准永久值系数,即 Qq=ψqQk （1-3） 式中，Qq为可变荷载的准永久值；ψq为准永久值系数。 12 1.1.3 荷载的分项系数及设计值 1. 荷载的分项系数 荷载的分项系数是考虑荷载超过标准值的可能性，以及对不同变异性的荷载可能造成结构计算时可靠度严重不—致的调整系数。其值应满足在各种荷载标准值已经给定的前提下，使所取的数值在按极限状态设计中得到的各种结构构件所具有的可靠度（或失效概率）与规定的目标可靠度（或允许的失效概率）之间，在总体上误差最小