1、會計學1鐵塔標準化設計鐵塔標準化設計(shj)宣貫宣貫3建筑結構設計建筑結構設計(shj)方法及風荷載簡介課件方法及風荷載簡介課件第一頁，共22頁。1概述(i sh)第1頁/共22頁第二頁，共22頁。 N構件的內力； S截面幾何特性； s鋼材(gngci)屈服強度； K總安全系數； 構件的計算應力式中： 優點(yudin)：簡單、明確缺點：太籠統。各構件的可靠程度各不相同，而整個結構取決于可靠度最小的構件 2-1容許應力法第2頁/共22頁第三頁，共22頁。kffffkQQ QQ 材料(cilio)強度概率：荷載(hzi)概率：kfkQ材料強度和荷載的標準值kQ材料強度和荷載的平均值kQ材料強度

2、和荷載的標準差kQ材料強度和荷載的保證系數2-2半概率法第3頁/共22頁第四頁，共22頁。以結構極限(jxin)狀態（強度、穩定、疲勞、變形等）為依據，對影響結構安全度的諸因素以數理統計，并結合工作實踐經驗進行分析。其實質是半概率、半經驗的極限(jxin)狀態計算方法優點：對結構可靠性的處理有所改進缺點：對荷載、材料性能等的處理都取一個經驗定值，因為這對結構可靠度的研究僅處于以經驗為基礎的定性分析階段 根據標準荷載求得的內力； 屈服強度； 構件幾何特性； 分別為荷載系數(xsh)、材料系數(xsh)和調整系數(xsh)式中： 安全系數； 鋼材(gngci)的允許應力2-2半概率法第4頁/共22

3、頁第五頁，共22頁。2-3一次二階矩極限(jxin)狀態設計法 第5頁/共22頁第六頁，共22頁。3 概率(gil)極限設計方法第6頁/共22頁第七頁，共22頁。 式中 Z=g() 結構(jigu)的功能函數； xi(i=1,2,n) 影響結構(jigu)或構件可靠度的基本變量僅有作用效應(xioyng)S和結構抗力R兩個基本變量時結構的功能函數可表為： 荷載效應S：取決于各種荷載（恒載、活載、風、地震作用、 溫度變化等） 結構或構件的承載力或抗力R：取決于材料、構件的幾何特性等 3 概率極限設計方法第7頁/共22頁第八頁，共22頁。若以ps表示(biosh)結構的可靠度 則： 若以pf表示結

4、構的失效概率 則： 3 概率極限設計方法第8頁/共22頁第九頁，共22頁。正態分布概率密度曲線(qxin)中Z的平均值和標準差存在下述關系： 3 概率極限(jxin)設計方法第9頁/共22頁第十頁，共22頁。由：有：由于(yuy)的計算只采用分布的特征值，即一階原點矩（均值）Z和二階中心矩（方差）Z2，對非線性函數只取線性項，而不考慮Z的全分布，故稱此法為一次二階矩法3 概率極限設計(shj)方法第10頁/共22頁第十一頁，共22頁。與pf對應(duyng)表格不同結構構件承載能力極限狀態的可靠(kko)指標3 概率極限(jxin)設計方法第11頁/共22頁第十二頁，共22頁。3.3設計表達式

5、建筑結構可靠度設計統一標準(GB50068)規定結構構件的極限狀態設計表達式，應根據各種極限狀態的設計要求，采用有關的荷載代表值、材料性能(xngnng)標準值、幾何參數標準值以及各種分項系數等表達。 KGGKQQKRRSS簡單荷載(hzi)分項系數設計式：RK 抗力標準值SGK按標準值計算的永久荷載(hzi)（G）效應值SQK按標準值計算的可變荷載(hzi)（Q）效應值 分項系數式中： 3 概率極限設計方法第12頁/共22頁第十三頁，共22頁。分項系數 以可靠指標(zhbio)為基礎用概率設計法求出KRR3 概率極限(jxin)設計方法第13頁/共22頁第十四頁，共22頁。可變荷載效應控制(

6、kngzh)的組合：0112nGGKQQ KQiciQiKif 可變荷載效應(xioyng)控制的組合：01nGGKQiciQiKif 承載能力極限(jxin)狀態荷載效應的基本組合3 概率極限設計方法第14頁/共22頁第十五頁，共22頁。正常使用(shyng)極限狀態荷載效應的標準組合 12nGKQ KciQiKi vGK 永久荷載標準值產生的變形值vQ1K 起控制作用的第一個可變荷載標準值產生的變形值vQiK 其他第i個可變荷載標準值產生的變形值v 結構(jigu)或結構(jigu)構件的容許變形值式中： 3 概率極限設計(shj)方法第15頁/共22頁第十六頁，共22頁。4.1概述鐵塔上

7、的荷載相應也分下列兩類:永久荷載：鐵塔塔身自重、固定設備自重等。可變荷載：風荷載、平臺活荷載、裹冰荷載、地震作用等。而起控制作用的是風荷載。 空氣流動形成的風遇到建筑物時氣流受阻，風速改變，則在阻擋氣流運動的建筑物表面上形成了風壓（壓力和吸力），這種風力作用稱為風荷載。 風的作用是不規則的，風壓隨著風速、風向的變化而不停的改變，是隨機性的，即是一種隨著時間而波動(bdng)的動力荷載。為了便于分析，在設計中一般把風壓看成靜荷載。將實際的風壓分解為穩定風壓與脈動風壓。 第16頁/共22頁第十七頁，共22頁。4.2風荷載(hzi)標準值垂直于建筑物表面上的風荷載(hzi)標準值，應按下述公式計算：

8、Wk= zszWo式中： wk風荷載(hzi)標準值(kN/m2)； z高度z 處的風振系數；s風荷載(hzi)體型系數；z風壓高度變化系數；Wo基本風壓(kN/)。 第17頁/共22頁第十八頁，共22頁。4.3風壓高度變化系數風壓高度變化系數反映(fnyng)了風壓隨高度變化的規律。對于平坦或稍有起伏的地形，風壓高度變化系數應根據地面粗糙度類別按規范中表7.2.2確定。地面粗糙度可分為A、B、C、D 四類：A 類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區；B 類指田野、鄉村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉鎮和城市郊區；C 類指有密集建筑群的城市市區；D 類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區。風壓

9、高度變化系數修正：對于特殊地形，比如較高的山峰、山坡、山間盆地、谷地、海島等，規范中提出按要求對風壓高度變化系數進行修正。 第18頁/共22頁第十九頁，共22頁。4.4風荷載(hzi)體型系數 風荷載(hzi)體型系數即建筑物表面受到的風壓與大氣中的氣流風壓之比。它描述了房屋表面在穩定風壓作用下的靜態壓力的分布規律，主要與房屋的體型和尺度有關，也與周圍環境和地面粗糙度有關。風荷載(hzi)體型系數應按規范中表7.3.1確定。第19頁/共22頁第二十頁，共22頁。4.5風陣系數風振是脈動風壓對結構所產生的動力(dngl)現象。在脈動風壓作用下，結構不僅會發生順風向風振，而且會伴隨著產生橫風向振動，甚至還會出現扭轉振動，但對于結構的影響，主要是順風向風振。 規范規定對于基本自振周期T1大于0.25s 的工程結構，如房屋、屋蓋及各種高聳結構,以及對于高度大于30m 且高寬比大于1.5 的高柔房屋，均應考慮風壓脈動對結構發生順風向風振的影響。風振計算應按隨機振動理論進行，結構的自振周期應按結構動力(dngl)學計算。 對于單管塔，需根據規范7.6規定考慮塔身的橫向風陣作用。第20頁/共22頁第二十一頁，共22頁。4.6基本風壓基本風壓系以當地比較空曠平坦地面上離地