建筑结构设计电子课件1.4结构设计一般要求.pdf

1.4.1安全等级、设计使用年限与结构重要性系数破坏可能产生破坏可能产生的后果严重程度的后果严重程度二、地基基础设计等级一、建筑结构的安全等级1.4 结构设计的一般要求安全等级安全等级一级一级(设计要求相应提高设计要求相应提高)二级二级三级三级(设计要求可适当降低设计要求可适当降低)地基复杂程度、建筑物地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及因规模和功能特征以及因地基问题可能造成建筑地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用物破坏或影响正常使用的程度的程度地基基础地基基础设计等级设计等级甲级甲级乙级乙级丙级丙级(承载力计算,部分需要变形计算)(需要进行地基承载力和变形计算)建筑结构设计建筑结构设计课件课件20102010版版东南大学邱洪兴东南大学邱洪兴指设计规定的结构或构件不需大修即可按其预定目的使用的时期。指设计规定的结构或构件不需大修即可按其预定目的使用的时期。三、设计使用年限是建筑结构的安全等级、结构的设计使用年限不同而对目标可靠是建筑结构的安全等级、结构的设计使用年限不同而对目标可靠指标有不同要求，在极限状态设计设计表达式中的具体体现。指标有不同要求，在极限状态设计设计表达式中的具体体现。四、结构重要性系数设计使用年限(年)示例5临时性结构25易于替换的结构构件50普通房屋和构筑物100纪念性建筑物和特别重要的建筑安全等级一级或使用年限为安全等级一级或使用年限为100年及以上的结构构件，年及以上的结构构件，01.1； 安全等级二级或使用年限为安全等级二级或使用年限为50年的结构构件，年的结构构件，0 1.0； 安全等级三级或使用年限为安全等级三级或使用年限为5年的结构构件，年的结构构件，0 0.9；基础的基础的0 1.0。设计通论1.1 绪论1.1结构重要性系数1.2 作用1.3 耐火设计1.4一般要求一般要求1.4.2极限状态设计要求及内容1.2设计要求及内容设计要求及内容一、设计要求设计状况的定义设计状况的定义 持久状况：在结构使用过程中一定出现，持续期很长，一般与设持久状况：在结构使用过程中一定出现，持续期很长，一般与设计使用年限为同一数量级的状况；计使用年限为同一数量级的状况；短暂状况：结构施工和使用过程中出现的概率较大，而与设计年短暂状况：结构施工和使用过程中出现的概率较大，而与设计年限相比，持续时间很短的状况，如施工和维修；限相比，持续时间很短的状况，如施工和维修；偶然状况：在结构使用过程中出现的概率很小，且持续时间很短偶然状况：在结构使用过程中出现的概率很小，且持续时间很短的状况，如火灾、爆炸、撞击等。的状况，如火灾、爆炸、撞击等。 不同极限状态的荷载效应组合要求不同极限状态的荷载效应组合要求偶然状况的承载能力极限状态设计采用偶然组合，其余状况的承偶然状况的承载能力极限状态设计采用偶然组合，其余状况的承载能力极限状态设计采用基本组合；载能力极限状态设计采用基本组合；对于正常使用极限状态设计，当一个极限状态被超过将产生严重对于正常使用极限状态设计，当一个极限状态被超过将产生严重的永久性损害时采用标准组合；当一个极限状态被超过将产生局部的永久性损害时采用标准组合；当一个极限状态被超过将产生局部损害、较大变形或短暂振动时采用频遇组合；当长期效应是决定性损害、较大变形或短暂振动时采用频遇组合；当长期效应是决定性因素时采用准永久组合。因素时采用准永久组合。 地基的承载力计算时上部结构的荷载效应采用标准组合；地基变地基的承载力计算时上部结构的荷载效应采用标准组合；地基变形计算时，上部结构的荷载采用准永久组合。形计算时，上部结构的荷载采用准永久组合。 不同设计状况的设计要求不同设计状况的设计要求持久状况：承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计；持久状况：承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计；短暂状况：承载能力极限状态设计，正常使用极限状态根据需要短暂状况：承载能力极限状态设计，正常使用极限状态根据需要偶然状况：仅进行承载能力极限状态设计。偶然状况：仅进行承载能力极限状态设计。 设计通论1.1 绪论1.1结构重要性系数1.2 作用1.3 耐火设计1.4一般要求一般要求二、设计内容1.2设计要求及内容设计要求及内容所有的结构构件均应进行承载能力（包括屈曲失稳）计算，必要时所有的结构构件均应进行承载能力（包括屈曲失稳）计算，必要时尚应进行结构的倾覆（刚体失稳）、滑移和漂浮验算，处于抗震设尚应进行结构的倾覆（刚体失稳）、滑移和漂浮验算，处于抗震设防区的结构尚应进行抗震的承载力计算；防区的结构尚应进行抗震的承载力计算；直接承受动力荷载的构件（如吊车梁），应进行疲劳强度验算；直接承受动力荷载的构件（如吊车梁），应进行疲劳强度验算； 对使用尚需要控制变形值的结构构件应进行变形验算，包括水平对使用尚需要控制变形值的结构构件应进行变形验算，包括水平构件的挠度和竖向结构的侧移构件的挠度和竖向结构的侧移 ；对于可能出现裂缝的结构构件对于可能出现裂缝的结构构件(如混凝土构件如混凝土构件)，当使用尚要求，当使用尚要求不出现裂缝时，应进行抗裂验算；当使用上允许出现裂缝时，应不出现裂缝时，应进行抗裂验算；当使用上允许出现裂缝时，应进行裂缝宽度验算进行裂缝宽度验算 混凝土构件尚应进行耐久性设计。混凝土构件尚应进行耐久性设计。 设计通论1.1 绪论1.1结构重要性系数1.2 作用1.3 耐火设计1.4一般要求一般要求1.4.3荷载效应组合1.2设计要求及内容1.3荷载效应组合荷载效应组合由可变荷载效应控制由可变荷载效应控制。效应最大的一项可变荷载以标准值为代表。效应最大的一项可变荷载以标准值为代表值，其余可变荷载（伴随荷载）以组合值为代表值。值，其余可变荷载（伴随荷载）以组合值为代表值。由永久荷载效应控制由永久荷载效应控制。所有的可变荷载均以组合值为代表值，。所有的可变荷载均以组合值为代表值，永久荷载分项系数取永久荷载分项系数取1.35。一、基本组合准永久组合：（所有可变荷载均以准永久值为代表值）准永久组合：（所有可变荷载均以准永久值为代表值）标准组合：（荷载效应最大的一项可变荷载取标准值，其余可变标准组合：（荷载效应最大的一项可变荷载取标准值，其余可变荷载取组合值）荷载取组合值）频遇组合：频遇组合：(一项可变荷载取频遇值，其余可变荷载取准永久值一项可变荷载取频遇值，其余可变荷载取准永久值)二、正常使用极限状态的组合设计通论1.1 绪论1.1结构重要性系数1.2 作用1.3 耐火设计1.4一般要求一般要求1.2设计要求及内容1.3荷载效应组合荷载效应组合1.4.4 1.4.4 抗震设计抗震设计我国的抗震设防烈度为我国的抗震设防烈度为69度，称为基本烈度。度，称为基本烈度。三个水准目标：三个水准目标：“小震不坏、中震可修、大震不倒小震不坏、中震可修、大震不倒”。当遭受低当遭受低于本地区抗震设防烈度的地震影响时，一般不受损坏或不需修理可于本地区抗震设防烈度的地震影响时，一般不受损坏或不需修理可继续使用；当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，可能损坏，继续使用；当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防经一般修理或不需修理仍可继续使用；当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏烈度预估的地震影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏 第一水准烈度：众值烈度，比基本烈度约低一度半，第一水准烈度：众值烈度，比基本烈度约低一度半，50年超越概年超越概率约为率约为63%，结构处于正常使用状态；，结构处于正常使用状态；设计通论1.1 绪论1.1结构重要性系数1.2 作用1.3 耐火设计1.4一般要求一般要求1.2设计要求及内容1.3荷载效应组合1.4抗震设计抗震设计一、抗震设防目标一、抗震设防目标建筑物根据使用功能的重要性划分为甲类、乙类、丙类和丁类四建筑物根据使用功能的重要性划分为甲类、乙类、丙类和丁类四个抗震设防类别，不同的设防类别采用不同的抗震设防标准。个抗震设防类别，不同的设防类别采用不同的抗震设防标准。 混凝土结构根据抗震设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用混凝土结构根据抗震设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，分为一、二、三、四不同的抗震等级，分为一、二、三、四4个等级。不同的抗震等级个等级。不同的抗震等级有不同的计算和构造要求。有不同的计算和构造要求。二、抗震设防标准三、抗震设计基本内容抗震概念设计：在方案设计阶段尽量选择对抗震有利的场地、结抗震概念设计：在方案设计阶段尽量选择对抗震有利的场地、结构类型和结构布置方案；构类型和结构布置方案；地震作用计算：包括抗震承载力计算和地震作用下的变形验算。地震作用计算：包括抗震承载力计算和地震作用下的变形验算。 抗震构造措施抗震构造措施 第二水准烈度：基本烈度，第二水准烈度：基本烈度，50年超越概率约为年超越概率约为10%，结构进入非，结构进入非弹性工作阶段；弹性工作阶段；第三水准烈度：罕遇地震，第三水准烈度：罕遇地震，50年超越概率约为年超越概率约为23%，结构有较大，结构有较大的非弹性变形，但在一定的控制范围内，不致倒塌。的非弹性变形，但在一定的控制范围内，不致倒塌。