1.1结构上的作用和结构抗力(课件）-《建筑结构》同步教学（北京邮电大学出版社）

建筑结构计算基本原则 模块1 1 YCF 01 钢筋混凝土受弯构件的构造要求 02 正截面承载力计算 03 斜截面承载力计算 目录 CATALOG 04 挠度和裂缝宽度验算 2 01 熟悉荷载的分类及其代表值的确定方法。 02 初步了解影响结构抗力的相关因素。 03 理解建筑结构的功能要求。 04 掌握建筑结构极限状态的定义及分类。 教学目标 05 掌握按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行结构设计的方法。 06 掌握荷载组合的相关计算过程。 01 结构上的作用和结构抗力 1.1.1 作用的概念 1.1.2 荷载的分类 1.1.3 荷载代表值 1.1.4 荷载设计值 1.1.5 荷载效应 1.1.6 结构抗力 4 1.1.1作用的概念 能使结构或构件产生内力或变形的原因，统称作用。作用可分为直接作用和间接作用。 直接作用即习惯上所说的荷载，是指施加在结构上的集中力或分布力系，如结构自重、楼（屋）面活荷载、风荷载、雪荷载等。 间接作用不直接以力的形式出现，但也能在结构内部引起内力或变形，如混凝土的收缩、温度的变化、基础的不均匀沉降等。 5 1.1.2 荷载的分类 01 02 03 永久荷载 永久荷载也称恒荷载，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忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载，如结构自重、永久设备质量、土压力、预应力等。 可变荷载 可变荷载也称活荷载，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忽略不计的荷载，如楼（屋）面活荷载、吊车荷载、积灰荷载、风荷载、雪荷载、温度作用等。 偶然荷载 在结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短的荷载，称为偶然荷载，如爆炸、撞击、火灾、海啸及其他偶然出现的灾害所引起的荷载。 6 1.1.3 荷载代表值 对永久荷载应采用标准值作为代表值。荷载的标准值是结构设计时采用的荷载基本代表值，荷载的其他代表值是以其为基础乘以相应的系数后得到的。 1.永久荷载代表值 荷载的标准值为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值（如众值、均值、中值或某个分位值）。 提示 7 1.1.3 荷载代表值 1）可变荷载标准值（Qk） 《荷载规范》给出了各种可变荷载的标准值，设计时可直接查用。 2）可变荷载组合值（ψcQk） 两种或两种以上可变荷载同时作用于结构上时，除主导荷载（产生最大效应的荷载）仍可以其标准值为代表值外，其他伴随荷载均应以小于标准值的荷载值为代表值，此即可变荷载组合值。 2.可变荷载代表值 《荷载规范》规定，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。 提示 8 1.1.3 荷载代表值 3）可变荷载频遇值（ψfQk） 对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值，称为可变荷载频遇值。 4）可变荷载准永久值（ψqQk） 可变荷载准永久值就是在设计基准期内经常达到或超过的那部分荷载值，它对结构的影响类似于永久荷载。 2.可变荷载代表值 可变荷载准永久值就是在设计基准期内经常达到或超过的那部分荷载值，它对结构的影响类似于永久荷载。 提示 9 1.1.4 荷载设计值 荷载标准值与荷载分项系数的乘积称为荷载设计值。 荷载分项系数是指承载能力极限状态设计为满足可靠度的要求，在实际设计中计算杆件内力时，对荷载标准值加以调整的系数。 荷载分项系数是在设计计算中反映了荷载的不确定性并与结构可靠度概念相关联的一个数值。 提示 10 1.1.5 荷载效应 结构上的各种作用使结构产生的内力（如轴力、弯矩、剪力、扭矩等）和变形（如挠度、转角、裂缝等）统称荷载效应，用S表示。 由直接作用产生的效应，通常称为荷载效应。荷载效应S=CQ，其中C为荷载效应系数，Q为荷载。 与荷载有标准值和设计值相对应，荷载效应也有标准值和设计值之分。 提示 11 1.1.6 结构抗力 结构抗力是结构或构件承受作用效应的能力，如构件的承载力、刚度、抗裂度等，用R表示。 结构抗力是随机变量，是结构内部固有的，其大小主要取决于材料性能（强度、弹性模量、延性等）、构件几何参数（形状、高度、宽度、面积、惯性矩等）及计算模式的精确性等。 理论上，只有当荷载效应（S）和结构抗力（R）之间的大小关系满足R≥S时，结构或构件才是合理的。 提示 12 02 建筑结构的功能要求和极限状态 1.2.1 建筑结构的功能要求 1.2.2 建筑结构的极限状态 13 1.2.1 建筑结构的功能要求 01 02 03 04 安全性 适用性 耐久性 可靠性 14 1.2.1 建筑结构的功能要求 安全性是指结构在预定的使用期限内，能够承担正常使用和正常施工时可能出现的各种作用，而不产生破坏；在偶然事件发生时和发生后，仍能保持必需的整体稳定性，不至于