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1、主讲人 四川建筑职业技术学院高级工程师,建筑结构系列微课 极限状态设计法实用表达式,胡蓉,目录,极限状态设计实用表达式,建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合，并应取各自的最不利的组合进行设计。,1.按承载能力极限状态设计的实用表达式,（1）实用表达式 结构重要性系数，安全等级为一、二、三级的建筑结构，分别不应小于 1.1、 1.0 、0.9 ；对地震设计状况取1.0。 结构构件抗力的设计值； 荷载组合的效应设计值。,1.按承载能力极限状态设计的实用表达式,荷载效应的基本组合，是指在进行承载能力极限状态计算时，永久荷载和可变
2、荷载的组合； 荷载效应的偶然组合则是永久荷载、可变荷载和一个偶然荷载的组合。,1.按承载能力极限状态设计的实用表达式,（2）荷载基本组合的效应设计值Sd 建筑结构荷载规范（50009-2012）规定，对于基本组合，荷载效应组合的设计值Sd应从由可变荷载控制的效应设计值和永久荷载控制的效应设计值中取最不利值确定。,1.按承载能力极限状态设计的实用表达式,（2）荷载基本组合的效应设计值Sd 由可变荷载控制的效应设计值 由永久荷载控制的效应设计值,1.按承载能力极限状态设计的实用表达式,第j个永久荷载分项系数； 第i个可变荷载的分项系数，其中 为主导可变荷载 的分项系数； 第i个可变荷载考虑设计使用
3、年限的调整系数，其中 为主导可变荷载 考虑设计使用年限的调整系数； 按第j个永久荷载标准值 计算的荷载效应值； 按第i个可变荷载标准值 计算的荷载效应值，其中 为诸可变荷载效应中起控制作用者； 第i个可变荷载 的组合值系数； 参与组合的永久荷载数； 参与组合的可变荷载数。,1.承载能力极限状态设计的实用表达式,楼面和屋面可变荷载考虑设计使用年限的调整系数,（2）荷载基本组合的效应设计值Sd,荷载分项系数的取值,楼面和屋面考虑设计使用年限的调整系数,1.承载能力极限状态设计的实用表达式,（2）荷载基本组合的效应设计值Sd 在公式应用中应注意的问题： 通常，集中恒载、均布恒载设计值分别用G和g表示
4、，集中活载、均布活载分别用Q和q表示。 第一项是指第j个永久荷载效应设计值，第二项为主导可变荷载效应设计值；主导可变荷载就是指在诸多同时出现的可变荷载中产生的效应设计值最大的可变荷载。当对SQ1k无法明显判断时，可依次以各个可变荷载效应为SQ1k，选其中最不利的荷载效应组合。,1.承载能力极限状态设计的实用表达式,（2）荷载基本组合的效应设计值Sd 在公式应用中应注意的问题： 混凝土结构和砌体结构设计采用内力表达式。此时公式实质上就是永久荷载和可变荷载同时作用时，在结构上产生的内力（轴力、弯矩、剪力、扭矩等）的组合，其目标是求出结构可能的最大内力。此时就要用到力学的知识了。 钢结构采用的是应力
5、表达，此时公式的实质就是永久荷载和可变荷载同时作用时，在结构构件上产生的最大应力。,2.承载能力极限状态设计的实用表达式示例,【例】某办公楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级为二级，设计使用年限为50年，截面尺寸bXh=200mmX400mm，计算跨度l0=5m。净跨度ln=4.86m。承受均布线荷载：可变荷载标准值7kN/m，永久荷载标准值10kN/m（不包括自重）。 试计算:按承载能力极限状态设计时的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值。,2.按承载能力极限状态设计的实用表达式示例,【解】查建筑结构荷载规范（GB50009-2012）表5.1.1可知可变荷载组合值系数c=0.7。安全等级
6、为二级，则结构重要性系数0=1.0。设计使用年限为50年，则L=1.0。 钢筋混凝土的重力密度标准值为25kN/m3，故梁自重标准值为25x0.2x0.4=2kN/m。 总永久荷载标准值,2.按承载能力极限状态设计的实用表达式示例,永久荷载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘剪力标准值分别为： 可变荷载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值分别为：,2.按承载能力极限状态设计的实用表达式,本例只有一个可变荷载，即为第一可变荷载。故计算由可变荷载弯矩控制的跨中弯矩设计值时，G=1.2，Q=Q1=1.4。根据公式可得由可变荷载弯矩控制的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值分别为：,2.按承载能力极限状态设计的实用表达式示例,计算由永久荷载弯矩控制的跨中弯矩设计值时，G=1.35， Q=1.4，c=0.7。根据公式可得由永久荷载弯矩控制的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值分别为： 取较大的跨中弯矩设计值M=75.625kNm，支座边缘截面剪力设计值V=58.806kN。,3.思考题,永久荷载、可变荷载的分项系数是怎样选取的?,如何？,按承载能力极限状态设计的实用表达式中荷载组合的效应设计值包括哪两种？,谢 谢,
