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1、 对于建筑构造设计，长期以来的概念都是：进展尽量精确的计算，再加以一定的构造措施，确保建筑构造设计质量。 概念设计：根据地震震害和工程阅历等构成的根本设计原那么和设计思想，进展建筑和构造总体布置并确定细部构造的过程。 概念设计与数值设设计相互联络，概念设计指点数值设计，数值设计进一步证明概念设计，二者设计的结果尽能够的反映地震时构造的实践受力情况，确保建筑构造设计质量。1、构造的功能要求、构造的功能要求 功能要求功能要求适用性适用性耐久性耐久性平安性平安性平安性平安性构造在正常施工和正常运用的条件下，能接受构造在正常施工和正常运用的条件下，能接受能能够够出出现现的各种作用；在的各种作用；在设计
2、规设计规定的偶定的偶尔尔事件事件 如如剧剧烈地烈地震、爆炸、震、爆炸、车辆车辆撞撞击击等等 发发生生时时和和发发生后，仍能生后，仍能坚坚持必需持必需的整体的整体稳稳定性，即构造定性，即构造仅产仅产生部分的生部分的损损坏而不致坏而不致发发生延生延续续倒塌。倒塌。适用性适用性构造在正常运用构造在正常运用时时具有良好的任具有良好的任务务性能。例如，性能。例如，不会出不会出现现影响正常运用的影响正常运用的过过大大变变形或振形或振动动；不会；不会产产生使运生使运用者感到不安的裂痕用者感到不安的裂痕宽宽度等。度等。耐久性耐久性构造在正常构造在正常维护维护条件下具有足条件下具有足够够的耐久性能，的耐久性能，
3、即在正常即在正常维护维护条件下构造可以正常运用到条件下构造可以正常运用到规规定的定的设计设计运用运用年限。例如，构造年限。例如，构造资资料不致出料不致出现现影响功能的影响功能的损损坏，坏，钢钢筋混筋混凝土构件的凝土构件的钢钢筋不致因筋不致因维护层过维护层过薄或裂痕薄或裂痕过宽过宽而而锈蚀锈蚀等。等。2、构造的极限形状、构造的极限形状2.1、构造的可靠性和可靠度的概念、构造的可靠性和可靠度的概念构造可靠性构造可靠性构造的平安性、适用性和耐久性构造的平安性、适用性和耐久性的的总总 称。称。构造可靠度构造可靠度构造在构造在规规定定时间时间内，在内，在规规定条件定条件下，完成下，完成预预定功能的概率。
4、定功能的概率。规规定定时间时间指指设计设计运用年限；运用年限；规规定条件指正常定条件指正常设计设计、正常施工、正常运用和正常正常施工、正常运用和正常维护维护，不包括，不包括错误设计错误设计、错误错误施工和施工和违违反原来反原来规规定的运用情况。定的运用情况。 2.2、构造功能的极限形状、构造功能的极限形状 1 定定义义整个构造或构造的一部份，超越某一特定形状整个构造或构造的一部份，超越某一特定形状就不能就不能满满足足设计规设计规定的某一功能定的某一功能 平安性、适用性、平安性、适用性、耐久性耐久性 要求，要求，该该特定形状称特定形状称为该为该功能的极限形状。功能的极限形状。极限形状极限形状承载
5、力极限形状承载力极限形状正常运用极限形状正常运用极限形状 2 正常运用极限形状正常运用极限形状 正常运用极限形状正常运用极限形状对应对应于于构造或构造构件到达正常运用或耐久性能的某构造或构造构件到达正常运用或耐久性能的某项规项规定限定限值值。这这一形状一形状对应对应于适用性或耐久性的功能。于适用性或耐久性的功能。 2 2 分分类类 1 1 承承载载才干极限形状才干极限形状 这这种极限形状种极限形状对应对应于构于构造或构造构件到达最大承造或构造构件到达最大承载载才干或不适于才干或不适于继续继续承承载载的的变变形。形。承承载载才干极限形状主要思索关于构造平安性的功能。才干极限形状主要思索关于构造平
6、安性的功能。当构造或构造构件出当构造或构造构件出现现以下形状之一以下形状之一时时，即以，即以为为超越了承超越了承载载才干极限形状：才干极限形状：构造构件或构造构件或衔接因接因资料料强度不度不够而破坏；而破坏；整个构造或构造的一部整个构造或构造的一部分作分作为刚体失去平衡如体失去平衡如倾覆等；覆等；构造构造转变为机机动体系；体系；构造或构造构件构造或构造构件丧失失稳定如柱子被定如柱子被压曲等。曲等。 当构造或构造构件出当构造或构造构件出现现以下形状之一以下形状之一时时，即以，即以为为超越了正常运用极限形状：超越了正常运用极限形状： 影响正常运用或外影响正常运用或外观观的的变变形；形； 影响正常运
7、用或耐久性能的部分影响正常运用或耐久性能的部分损损坏坏 包括裂痕包括裂痕 ；影响正常运用的振影响正常运用的振动动；影响正常运用的其他特定形状等。影响正常运用的其他特定形状等。3、建筑构造的、建筑构造的设计设计情况情况 根据构造在施工和运用中的环境条件及其影响分为三种设计情况 耐久情况：再构造运用过程中一定出现、且持续时间很长的情况。 短暂情况：再构造施工和运用中出现的概率较大，而与设计运用年限相比起继续很短的情况。 偶尔情况：再构造施工和运用中出现概率很小，且继续时间很短的情况。4、构造设计原那么和方法1 1作用效作用效应和构造抗力的概念和构造抗力的概念 作用效作用效应 构造上的各种作用，在构
8、造内构造上的各种作用，在构造内产生的内生的内力力轴力、弯矩、剪力、扭矩等和力、弯矩、剪力、扭矩等和变形如形如挠度、度、转角、角、裂痕等的裂痕等的总称，用称，用S 表示。由直接作用表示。由直接作用产生的效生的效应，通，通常称常称为荷荷载效效应。构造抗力构造抗力 构造或构件接受作用效构造或构件接受作用效应应的才干，如构件的的才干，如构件的承承载载力、力、刚刚度、抗裂度等，用度、抗裂度等，用R表示。构造抗力是构造内部固表示。构造抗力是构造内部固有的，其大小主要取决于有的，其大小主要取决于资资料性能、构件几何参数及料性能、构件几何参数及计计算方式算方式的准确性等。的准确性等。荷荷载效效应S S荷载效应
9、是指由荷载在构造上产生的各种内力弯矩、剪力等和变形挠度、裂痕等的统称。 普通情况: S=CQ 例例 简支梁接受均布荷载简支梁接受均布荷载q q作用，计算作用，计算跨度为跨度为l l，由力学计算可知其跨中弯矩，由力学计算可知其跨中弯矩 M M ，支座剪力，支座剪力V V 。 M M 与与 V S V S q Q q Q 与与 C C 构造抗力构造抗力R R构造抗力是指构造抗力是指构造或构件接构造或构件接受各种荷受各种荷载效效应的才干，即的才干，即承承载才干和抗才干和抗变形才干。形才干。 R = R(fc,fs,k)构造抗力也是一个随机构造抗力也是一个随机变量，量，影响要素主要有影响要素主要有资料
10、性能料性能强度、度、变形模量等物理力学性能形模量等物理力学性能、构件几何参数、配筋情况、构件几何参数、配筋情况以及以及计算方式的准确性等。算方式的准确性等。 荷荷载载代表代表值值 构造或构件设计时，需针对不同设计目的对荷载赋予一个规定的量值，该量值即为荷载代表值。 永久荷载采用规范值为代表值。 可变荷载采用规范值、组合值、频遇值和准永久值为代表值。偶尔荷载按运用的特点确定代表值。 其中荷载规范值为根本代表值。 荷荷载规范范值 荷荷载规载规范范值值是指在构造运用期是指在构造运用期间间，在，在正常情况下能正常情况下能够够出出现现的最大荷的最大荷载值载值。 永久荷永久荷载规范范值GkGk可按构造构件
11、的可按构造构件的设计尺寸和尺寸和资料重力密料重力密度度计算确定，算确定， 中中给出了常用出了常用资料料和构件的自重。和构件的自重。可可变荷荷载规范范值QkQk可直接可直接查 得出。得出。 荷荷载设计值载设计值及荷及荷载载分分项项系数系数荷荷载设计值荷荷载分分项系数系数荷荷载规范范值 由于荷由于荷载载是随机是随机变变量，思索其有超越量，思索其有超越荷荷载规载规范范值值的能的能够够性，性，设计时设计时将荷将荷载规载规范范值值乘以一个大于乘以一个大于1 1的的调调整整系数系数 。它比荷。它比荷载载的的规规范范值值具有更大的可靠具有更大的可靠度。度。资资料料强强度的取度的取值值资料料强度度设计值资料料
12、强度度规范范值/ /资料分料分项系数系数 思索由于思索由于资资料料强强度的度的变变异以异以及几何参数和及几何参数和设计设计方式的不方式的不定性能定性能够够使构使构造抗力造抗力进进一步一步降低的不利影降低的不利影响。响。 根据根据规规范范试试件用件用规规范范实实验验方法方法测测得得的具有的具有9595以上保以上保证证率率的的强强度度值值， 资资料分料分项项系数根系数根据构造可靠度分据构造可靠度分析，并思索析，并思索资资料料质质量的分布量的分布规规律律和一定的保和一定的保证证率率确定。确定。 由由规范或附范或附录直接直接查用用设计设计基准期和基准期和设计设计运用年限运用年限 是是为为确定荷确定荷载
13、载代表代表值值及与及与时间时间有关的有关的资资料性能等取料性能等取值值而而选选用的用的时间时间参数参数 我我国取用的国取用的设计设计基准基准期期为为50年年 。必需。必需阐阐明：当构造的运用明：当构造的运用年限到达或超越年限到达或超越设设计计基准期后，并不基准期后，并不意味构造立刻意味构造立刻报废报废，而只意味构造的可而只意味构造的可靠度将逐靠度将逐渐渐降低。降低。 是是设计规设计规定的一个期限，是指按定的一个期限，是指按规规定目的定目的设计设计的建筑构造或构件，在正常施工、正的建筑构造或构件，在正常施工、正常运用和常运用和维护维护下，不需下，不需进进展大修即可到达展大修即可到达其其预预定功能
14、要求的运用年限。定功能要求的运用年限。 构造功能的极限形状构造功能的极限形状 可以满足功能要求可以满足功能要求不能满足功能要求不能满足功能要求特定形状特定形状可靠度可靠度可靠失效极限形状极限形状承承载才才干干极极限限形形状状正正常常运运用用极极限限形形状状构造或构造构造或构造构件到达最构件到达最大承大承载才干才干或不适于或不适于继续承承载的的变形形时的形状的形状 构造或构造构造或构造构件到达正构件到达正常运用或耐常运用或耐久性的某久性的某项规定限定限值时的形状的形状 适用性适用性平安性平安性 Z0,即即R S耐久性耐久性Z0,即即R S承承载才干极限形状才干极限形状正常运用极限形状正常运用极限
15、形状 Z=g(R,S)=R-S功能函数功能函数构造抗力构造抗力荷载效应荷载效应Z=0,即即R=S可靠形状可靠形状极限形状极限形状 失效形状构造可靠任构造可靠任务的根本条件的根本条件为:Z0:Z0或或RSRS承承载才干极限形状适用才干极限形状适用设计表达式表达式 0S R 构造重要性系数构造重要性系数 构造构件抗力设计值构造构件抗力设计值RRfc，fs，k 荷载效应组合荷载效应组合设计值设计值 普通排架、框架构造，可采用普通排架、框架构造，可采用简化公式：化公式： 平安等平安等级为三三级或年或年 0.平安等平安等级为一一级或或100年及以上年及以上 01.1 平安等平安等级为二二级或年或年 01
16、.由永久荷由永久荷载效效应控制的控制的组合：合： 由可由可变荷荷载效效应控制的控制的组合：合： 【例15.1】知由永久荷载产生的弯矩规范值Mgk=11kNm，起控制造用的可变荷载产生的弯矩规范值Mqk=16kNm，平安等级为二级，求弯矩设计值。【解】本例中，0=1.0，G=1.2,Q1=1.4SGk=Mgk=11kNmSQ1k=Mqk=16kNm那么弯矩设计值M=0(GSGk+Q1SQ1k=1.0(1.211+1.416)kNm=35.6kNm弯矩设计值为35.6kNm。 【例15.2】某教学楼楼面采用预制板，计算跨度l0=5.70m，板宽0.9m，板自重2.2kN/m2。楼面采用水磨石地面1
17、0mm厚面层，20mm厚水泥砂浆打底，板底20mm厚抹灰。楼面活荷载规范值为2.0kN/m2。试求： 板的跨中截面弯矩设计值M; 规范组合荷载效应组合的设计值M； 频遇组合荷载效应组合的设计值M； 准永久组合荷载效应组合的设计值M。【解】 (1) 荷载规范值 永久荷载水磨石地面0.65kN/m220mm板底抹灰170.02=0.34kN/m2板自重2.2kN/m2作用在板上的永久荷载线荷载规范值为gk=(0.65+0.34+2.2)0.9=2.871kN/m 可变活荷载qk=2.00.9=1.8kN/m(2) 板的跨中截面弯矩设计值永久荷载产生的弯矩规范值Mgk=1/8gkl02=11.66kNm 可变荷载产生的弯矩规范值Mqk=1/8qkl02=7.31kNm由可变荷载效应控制的组合G=1.2，Q=1.4M=GMgk+QMqk=24.22kNm由永久荷载效应控制的组合G=1.35，Q=1.4,ci=0.7M=GMgk+QciMqk=22.90kNm由计算知，楼板荷载效应组合值由可变荷载效应控制。故板跨中截面的弯矩设计值为24.22kNm。
