⑴教學目的和要求掌握結(jié)構(gòu)上的荷載；掌握極限狀態(tài)設計方法。⑵主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)上的荷載、極限狀態(tài)設計法⑶重點、難點重點及難點：結(jié)構(gòu)上的荷載、極限狀態(tài)設計法第二章建筑結(jié)構(gòu)設計根本原理第二章建筑結(jié)構(gòu)設計根本原理2.1結(jié)構(gòu)上的荷載1、結(jié)構(gòu)的作用、作用效應、結(jié)構(gòu)抗力及其隨機性作用可分為直接作用和間接作用

直接作用即習慣上所說的荷載，是指施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力系，如結(jié)構(gòu)自重、家具及人群荷載、風荷載等。間接作用是指引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因，如地震、根底沉降、溫度變化等。1.永久荷載永久荷載亦稱恒荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，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，如結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預應力等。2.可變荷載可變荷載也稱為活荷載，是指在結(jié)構(gòu)使用期間，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，如樓面活荷載、屋面活荷載、風荷載、雪荷載、吊車荷載等。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)時間很短的荷載稱為偶然荷載，如爆炸力、撞擊力等。2、荷載分類及荷載代表值常用材料單位體積的自重〔單位kN/m3〕

混凝土22~24，

鋼筋混凝土24~25，

水泥砂漿20，

石灰砂漿、混合砂漿17，

普通磚18，

普通磚〔機器制〕19，

漿砌普通磚砌體18，

漿砌機磚砌體19。荷載標準值

〔1〕永久荷載標準值按構(gòu)件尺寸和構(gòu)件單位體積自重的標準值來確定。2、荷載分類及荷載代表值〔1〕可變荷載標準值〔民用樓面均布活荷載標準值按下表采用〕民用建筑樓面均布活荷載標準值及其組合值、頻偶值和準永久值系數(shù)項次類別標準值(kN/m2)組合值系Ψc頻偶值系Ψf準永久值系數(shù)Ψq1（1）住宅、宿舍、旅館、辦公樓、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園（2）教室、實驗室、閱覽室、會議室、醫(yī)院門診室2.00.70.50.60.40.52食堂、辦公樓中的一般資料檔案室2.50.70.60.53（1）禮堂、劇場、影院、有固定座位的看臺（2）公共洗衣房3.03.00.70.70.50.60.30.54（1）商店、展覽廳、車站、港口、機場大廳及其旅客等候室（2）無固定座位的看臺3.53.50.70.70.60.50.50.32、荷載分類及荷載代表值5（1）健身房、演出舞臺（2）舞廳4.04.00.70.70.60.60.50.36（1）書庫、檔案室、儲藏室（2）密集柜書庫5.012.00.90.90.87通風機房、電梯機房7.00.90.90.88汽車通道及停車庫（1）單向板樓蓋（板跨不小于2m）客車消防車（2）雙向板樓蓋和無梁樓蓋（柱網(wǎng)尺寸不小于6m×6m）客車消防車4.035.02.520.00.70.70.70.70.70.70.70.70.60.60.60.6〔1〕可變荷載標準值〔民用樓面均布活荷載標準值按下表采用〕2、荷載分類及荷載代表值9廚房（1）一般的（2）餐廳2.04.00.70.70.60.70.50.710浴室、廁所、盥洗室：（1）第1項中的民用建筑（2）其他民用建筑2.02.50.70.70.50.60.40.511走廊、門廳、樓梯：（1）宿舍、旅館、醫(yī)院病房、托兒所、幼兒園、住宅（2）辦公樓、教室、餐廳、醫(yī)院門診部（3）消防疏散樓梯、其他民用建筑2.02.53.50.70.70.70.50.60.50.40.50.312陽臺：（1）一般情況（2）當人群有可能密集時2.53.50.70.60.5注：①本表所列各項活荷載適用于一般使用條件，當使用荷載大時，應按實際情況采用。②本表各項荷載不包括隔墻自重和二次裝修荷載?！?〕可變荷載標準值〔民用樓面均布活荷載標準值按下表采用〕2、荷載分類及荷載代表值建筑結(jié)構(gòu)的安全等級安全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一般的房屋三級不嚴重次要的房屋?建筑結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準?GB50068-2001〔以下簡稱?統(tǒng)一標準?〕規(guī)定，建筑結(jié)構(gòu)設計時，應根據(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)濟損失、產(chǎn)生社會影響等〕的嚴重性，采用不同的平安等級。設計使用年限，是指設計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進行大修即可按其預定目的使用的時期。結(jié)構(gòu)的設計使用年限分類設計使用年限示例5臨時性結(jié)構(gòu)25易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件50普通房屋和構(gòu)筑物100紀念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)2.2極限狀態(tài)設計法1、建筑結(jié)構(gòu)的平安等級、設計使用年限能承受正常施工和使用時的各種作用，以及偶然事件發(fā)生時，仍能保持整體穩(wěn)定性。在正常使用時，能保證具有良好的工作性能，不出現(xiàn)過大的變形和裂縫。在正常使用及維護下，具有足夠的耐久性能，不發(fā)生銹蝕和風化現(xiàn)象。＊平安性＊適用性＊耐久性例如，不會出現(xiàn)影響正常使用的過大變形或振動；不會產(chǎn)生使使用者感到不安的裂縫寬度等。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層過薄或裂縫過寬而銹蝕等。即結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌。

2.2極限狀態(tài)設計法2、結(jié)構(gòu)的功能要求結(jié)構(gòu)的平安性、適用性和耐久性是結(jié)構(gòu)可靠的標志，總稱為結(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，即對結(jié)構(gòu)可靠性的定量描述。結(jié)構(gòu)可靠性的定義是，結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)，規(guī)定條件下，完成預定功能的能力。當結(jié)構(gòu)的使用年限超過設計使用年限后，并不意味著結(jié)構(gòu)就要報廢，但其可靠度將逐漸降低。2.2極限狀態(tài)設計法〔1〕承載能力極限狀態(tài)〔2〕正常使用極限狀態(tài)針對平安性如：整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一局部作為剛體失去穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因材料強度不夠而破壞；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系；結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定等。針對適用性和耐久性如：出現(xiàn)影響正常使用或外觀的變形；影響正常使用或耐久性的局部損壞；影響正常使用的振動。2.2極限狀態(tài)設計法3、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)

有一農(nóng)夫，能肩挑300斤

當給他300斤的擔子時，

效應剛好等于抗力；

當給他100斤的擔子時，

效應小于抗力；

當給他400斤的擔子時，

效應大于抗力。挑擔子與結(jié)構(gòu)功能函數(shù)

2.2極限狀態(tài)設計法4、結(jié)構(gòu)功能函數(shù)結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)當Ｚ＞0即R＞S時，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；

當Ｚ＜0即R＜S時，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)；

當Ｚ=

0即R=S時，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。

關(guān)系式ｇ(S，R)＝R－S＝0稱為極限狀態(tài)方程。2.2極限狀態(tài)設計法4、結(jié)構(gòu)功能函數(shù)1〕由可變荷載效應控制的組合2.2極限狀態(tài)設計法5、按承載能力極限狀態(tài)設計的方法—結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)一級=1.1、二級=1.0、三級=0.9按承載能力極限狀態(tài)設計的實用表達式按永久荷載標準值計算的荷載效應值可變荷載效應

中的最大值可變荷載的組合值系數(shù)永久荷載分項系數(shù)按可變荷載標準值

計算的荷載效應值2〕由永久荷載效應控制的組合恒荷載

效應設計值活荷載

效應設計值荷載分項系數(shù)的取值荷載特性分項系數(shù)永久

荷載永久荷載效應對結(jié)構(gòu)不利由可變荷載效應控制的組合1.2由永久荷載效應控制的組合1.35永久荷載效應對結(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1.32.2極限狀態(tài)設計法6、按正常使用極限狀態(tài)設計的方法1〕標準組合2〕頻遇組合3〕準永久組合混凝土強度設計值=

混凝土強度標準值÷砼材料分項系數(shù)γc鋼筋強度設計值=

鋼筋強度標準值÷鋼筋材料分項系數(shù)γs永久荷載設計值=永久荷載標準值×永久荷載分項系數(shù)γg可變荷載設計值=可變荷載標準值×可變荷載分項系數(shù)γq7、設計值與標準值的關(guān)系1.2什么是荷載代表值？永久荷載、可變荷載的代表值分別是什么？1.4建筑結(jié)構(gòu)應滿足哪些功能要求？其中最重要的一項為哪一項什么？1.6什么是結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)？承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的含義分別是什么？1.7試用結(jié)構(gòu)功能函數(shù)描述結(jié)構(gòu)所處的狀態(tài)。習題1.1某住宅樓面梁，由恒載標準值引起的彎矩Mgk=45kN·m，由樓面活荷載標準值引起的彎矩Mqk=25kN·m，活荷載組合值系數(shù)ψc=0.7，結(jié)構(gòu)平安等級為二級。試求按承載能力極限