第二章建筑结构的设计标准和设计修资料课件.ppt

第二章第二章 建筑结构的设建筑结构的设计标准和设计方法计标准和设计方法第一节第一节 设计基准期和设计使用年限设计基准期和设计使用年限第二节第二节 结构的功能要求、作用和抗力结构的功能要求、作用和抗力第三节第三节 结构的可靠度理论和极限状态设结构的可靠度理论和极限状态设计方法计方法激妈夺癣出竣公镁疯华参订佑埃枷社地牲肮葫罐捉檄古宫曲先帮颐于熟速第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修第一节第一节 设计基准期和设计使用年限设计基准期和设计使用年限一、设计基准期一、设计基准期v结构设计取用统计数据时所采用的时间参数。结构设计取用统计数据时所采用的时间参数。v我国采用的设计基准期为我国采用的设计基准期为50年。年。二、设计使用年限二、设计使用年限v结构设计所规定的一个时期。即在这一规定结构设计所规定的一个时期。即在这一规定的时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工的时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工和正常使用维护下不需要进行大修就能按其和正常使用维护下不需要进行大修就能按其预定的目的使用。预定的目的使用。v设计使用年限对特别重要的建筑物为设计使用年限对特别重要的建筑物为100年，年，一般的建筑物与构筑物为一般的建筑物与构筑物为50年，易于替换的年，易于替换的结构构件为结构构件为25年，临时性的建筑物为年，临时性的建筑物为5年。年。狠肄卵槛昧移蔑肩架铣葬皱庆窜哭皇制帛褐凿修率期荆箔唬跋素谁侈类硼第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修第二节第二节 结构的功能要求、作用和抗力结构的功能要求、作用和抗力一、结构的功能要求一、结构的功能要求 结构设计的基本目的：结构设计的基本目的：采用最经济的手段，采用最经济的手段，使结构在使结构在规定的时间内规定的时间内和和规定的条件规定的条件下，完成下，完成各项各项预定功能预定功能的要求。的要求。“规定的时间规定的时间”是指我国建筑结构设计是指我国建筑结构设计统一标准（统一标准（GBJ68GBJ688484）规定的结构设计基）规定的结构设计基准期（准期（T T），我国取），我国取T=50T=50年。年。“规规定定的的条条件件”是是指指正正常常设设计计、正正常常施施工工、正常使用的条正常使用的条件，即不考虑人为的过失。件，即不考虑人为的过失。“各各项项预预定定功功能能”包包括括结结构构的的安安全全性性、适适用性用性和和耐久性耐久性。睬俩席苗台抗挂尔搂歉靖镣烫卢霉辑蹿警饭辊稍槛辞警肢咐郴庙蛀究嗣核第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修结构各项预定功能的具体要求如下：结构各项预定功能的具体要求如下：1 1安全性安全性 结结构构在在规规定定的的条条件件下下，应应该该能能够够承承受受可可能能出出现现的的各各种种作作用用，包包括括荷荷载载、外外加加变变形形、约约束束变变形形等等作作用用。而而且且，在在偶偶然然荷荷载载作作用用下下或或偶偶然然事事件件发发生生时时（如如地地震震、强强风风、爆爆炸炸等等）结结构构应应能能保保持持必必要要的的整整体体稳稳定定性性，不不致倒塌；致倒塌；2 2适用性适用性 结结构构在在正正常常使使用用时时应应能能满满足足预预定定的的使使用用要要求求，具具有有良良好好的的工工作作性性能能，其其变变形形、裂裂缝缝或或振振动动等等均均不不超超过过规定的限度；规定的限度；3 3耐久性耐久性 结结构构在在正正常常使使用用、正正常常维维护护的的情情况况下下应应有有足足够够的的耐耐久久性性能能，不不致致因因材材性性变变化化或或外外界界侵侵蚀蚀而而影影响响预预期期的的使用年限使用年限。怯恃姜鹅通越沿袱唱烟侧沾镰也摩趁堑累筏栖雨典硝堕裤貉在术仁吵裹会第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 以以上上三三个个方方面面的的功功能能总总称称为为建建筑筑结结构构的可靠性的可靠性。结结构构的的可可靠靠性性用用可可靠靠度度来来进进行行定定量量描描述述，即即结结构构在在规规定定的的时时间间内内，在在规规定定的的条条件件下下，完完成成预预定定功功能能的的概概率率，称称为为结结构构的的可可靠靠度度，结结构构的可靠度是衡量结构可靠性的重要指标。的可靠度是衡量结构可靠性的重要指标。结构可靠性越高，建设造价投资越大。结构可靠性越高，建设造价投资越大。如如何何在在结结构构可可靠靠与与经经济济之之间间取取得得均均衡衡，就就是是设计方法要解决的问题。设计方法要解决的问题。滓腾焚绚糯苹哦烙蜘许现咙判扮置况奶潭吩顷业奏迸灸霸巩短尤存册篇嘲第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修二、作用和作用效应二、作用和作用效应（一）作用、荷载、直接作用、间接作用（一）作用、荷载、直接作用、间接作用1.作用：使结构或结构构件产生内力和变形的作用：使结构或结构构件产生内力和变形的原因。原因。2.荷载：施加在结构上的集中力或分布力。荷载：施加在结构上的集中力或分布力。3.直接作用：直接作用：指施加在结构上的集中荷载和分指施加在结构上的集中荷载和分布荷载，即永久荷载和可变荷载等。布荷载，即永久荷载和可变荷载等。4.间接作用：间接作用：指引起结构外加变形和约束变形指引起结构外加变形和约束变形的其他作用，如地震作用、基础沉降、混凝的其他作用，如地震作用、基础沉降、混凝土收缩、温度变化、焊接变形等。土收缩、温度变化、焊接变形等。涉盆芍驶亏阮占做典沃郭课妄莫牡滇呀济捎价秽削蛾阅教毫凳棱睛斑敝伟第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修（二）作用效应、荷载效应（二）作用效应、荷载效应1、作用效应：、作用效应：指荷载、地震、温度、不均匀沉指荷载、地震、温度、不均匀沉降等因素作用于结构构件上，降等因素作用于结构构件上，在结构内所产在结构内所产生的内力和变形生的内力和变形（如轴力、弯矩、剪力、扭如轴力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等矩、挠度、转角和裂缝等），当），当“作用作用”为为“荷载荷载”时，其效应也可称荷载效应。时，其效应也可称荷载效应。2、荷载效应：、荷载效应：由于荷载的作用引起的结构或构件的由于荷载的作用引起的结构或构件的反应。反应。S=C.Q (荷载和荷载效应成线性关系）荷载和荷载效应成线性关系）式中，常数式中，常数C为荷载效应系数。由于结构上的为荷载效应系数。由于结构上的作用是不确定的随机变量，所以作用效应一作用是不确定的随机变量，所以作用效应一般说来也是一个随机变量。般说来也是一个随机变量。芋颠铃纹蓄菱埋茧傈徽珍堂灭取癸恕胰暂许娠死病佩柿汁喧褒卤堕纷存饵第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修（三）荷载的分类（三）荷载的分类1、按荷载随时间的变异性分类：、按荷载随时间的变异性分类：永久永久作用、可变作用和偶然作用。作用、可变作用和偶然作用。2、按荷载作用的空间位置的变异性分、按荷载作用的空间位置的变异性分类：类：固定作用和自由作用。固定作用和自由作用。3、按结构的反应特点分类：、按结构的反应特点分类：静态作用静态作用和自由作用。和自由作用。哮踪舟劫刊褐堤禁钞夕株婆榆爸霓棋攒刀虾棱颠贮娥捧挺酋香浮举土辱虫第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修三、结构抗力三、结构抗力R R 结构或结构构件承受作用效应的能力结构或结构构件承受作用效应的能力（如构件的承载能力、刚度等）。（如构件的承载能力、刚度等）。结结构构构构件件抗抗力力是是材材料料性性能能（温温度度、变变形形模模量量等等物物理理力力学学性性能能），几几何何参参数数以以及及计计算算模模式式的的函函数数，考考虑虑到到材材料料的的变变异异性性，构构件件几几何何特特征征的的不不定定性性和和计计算算模模式式的的不不定定性性，由由这这些些因因素素综综合合而而成成的的结结构抗力也是一个随机变量。构抗力也是一个随机变量。羞惜某厩模种擎寨缔颓倒亭平词闽歌淀阅燃翌凤僧每心削坯距闭枣拇出召第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修第三节第三节 结构的可靠度理论结构的可靠度理论和极限状态设计方法和极限状态设计方法一、结构的可靠性和可靠度一、结构的可靠性和可靠度（一）（一）结构的可靠性定义结构的可靠性定义：能力：能力（二）（二）结构的可靠度定义结构的可靠度定义：概率：概率胃第盯铣燕褥昭窘淳睹颤憋凑返喻富或娥虹苞健娜梳宜千该隔侩妇秘炎荐第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修二、可靠度理论二、可靠度理论（一）（一）随机变量的分析和处理随机变量的分析和处理1、随机事件定义：一个事件可能有多种、随机事件定义：一个事件可能有多种结果，事先不能肯定哪一种结果一定发结果，事先不能肯定哪一种结果一定发生，但事后有唯一结果。（如各种可变生，但事后有唯一结果。（如各种可变荷载）荷载）写陵阎硼霄讣荣哦面烧炯客瘟麦线突豫郊婴哦库邓骆站坊土好挂宣拔催铂第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修2、随机变量的统计参数、随机变量的统计参数 、1)随机变量的参数统计随机变量的参数统计 平均值平均值 式中：第i个随机变量值；随机变量的个数。而恐桓绞非忿儿挨蜡诵掌坝徐螟宝点散灰矫冰占雕纷倔拯锄滓烽择瓮纹喇第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修l(2)标准差标准差l l l(3)变异系数变异系数 l 煌碍晌衰存戚汞镜邻抓装桐蜒认钦酚印氢品柑护迅滓喷迷悲缆东硒辑页琳第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修3、正态分布曲线、正态分布曲线 结结构构的的作作用用、作作用用效效应应和和抗抗力力的的实实际际分分布布情情况况是是很很复复杂杂的的，但但统统计计分分析析表表明明，它它们们有有的的服服从从正正态态分分布布，有有的的通通过过数数学学变变换换可可以以化化为为当当量量正正态态分分布布。正正态态分分布布曲曲线线是是数数理理统统计计中中最最常常用用的的曲线曲线疲畏寝什恳矽轿澈醉抓模狄淹周诈签腔它匣娥玉误鹊虾眩耽钙币佣揩挞杭第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修l l 曲线方程曲线方程l l式中：式中：式中：式中：随机变量；随机变量；随机变量；随机变量；l l 随机变量的频率密度；即随机随机变量的频率密度；即随机随机变量的频率密度；即随机随机变量的频率密度；即随机变量在横坐标某一区段上出现的百分率（或称频变量在横坐标某一区段上出现的百分率（或称频变量在横坐标某一区段上出现的百分率（或称频变量在横坐标某一区段上出现的百分率（或称频率）与该区段长度的比值。率）与该区段长度的比值。率）与该区段长度的比值。率）与该区段长度的比值。者茎犀免睡哆焊咱酸絮罩硬汞痴缨凋峭争义裸剖鸡姑惠奸溃嘎灸伪宪摈雄第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 曲线特征曲线特征a.曲线对称于曲线对称于 ；b.曲线只有一个峰值点曲线只有一个峰值点 ；c.当当 趋于趋于 或或 时，时，趋于零；趋于零；d.对称轴左右两边各有一个反弯点，反弯点距峰对称轴左右两边各有一个反弯点，反弯点距峰值点水平距离为值点水平距离为 ，它也对称于对称轴。，它也对称于对称轴。凹碴键嘻俯较猴煮由公色史凑垛诊受赦冰幌祭疤鞋榜殆各乌殊瞩娠疏效懊第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 特征值特征值 我们通常要求出现的事件不大于或不小于某一我们通常要求出现的事件不大于或不小于某一我们通常要求出现的事件不大于或不小于某一我们通常要求出现的事件不大于或不小于某一数值，这个数值就称为特征值。数值，这个数值就称为特征值。数值，这个数值就称为特征值。数值，这个数值就称为特征值。式中：式中：式中：式中：特征值；特征值；特征值；特征值；与特征值取值保证率相应的系数。与特征值取值保证率相应的系数。与特征值取值保证率相应的系数。与特征值取值保证率相应的系数。龄以息桥傣巢加构炼垄偿柱彤惶阎批潦思自荡矫描顷谦绕甲恰荒西修态旁第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修概率分布与特征值慨务样厚澈虽瞥靳挪沂国旧毒浓蜗么喧克辨哼堤目贾颜企从韩忌峡艘辣醋第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修（二）结构的可靠度、失效概率、可靠指（二）结构的可靠度、失效概率、可靠指标标 概概率率极极限限状状态态设设计计法法又又称称近近似似概概率率法法。近近似似概概率率法法的的基基本本概概念念是是从从概概率率的的观观点点来来研研究究结结构构的的可可靠靠性性。把把结结构构在在规规定定的的时时间间内内，在在规规定定的的条条件件下下完完成成预预定定功功能能的的可可能能性性大大小小用用概概率率来来表表示示，并并定定义义这这概概率率为为结结构构的的可可靠靠度度。结结构构可可靠度就是结构可靠性的概率度量。靠度就是结构可靠性的概率度量。1、结构的功能函数：、结构的功能函数：Z=R-S2、可靠概率和失效概率、可靠概率和失效概率贤淤絮造圆缄隶簇谬聂岿浙甥殊辨胡绝硼识袜志醛幸租公比实佛挪逐傅尾第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 结结构构能能够够完完成成预预定定功功能能（R R S S）的的概概率率即即为为“可可靠靠概概率率”。不不能能完完成成功功能能(R R S S)的的概概率率即即为为“失失效效概概率率”。显然二者是互补的。即显然二者是互补的。即 月姥母怨桂炸金垣柱馒损划歪嘉乎铃粕端赐更鸽讽猾拟伙一皖莽不巷稚拙第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 假定功能函数中仅包含两个假定功能函数中仅包含两个正态分步的基本变量正态分步的基本变量R R和和S S，且相，且相互独立。由于互独立。由于R R和和S S是正态分布的是正态分布的随机变量，其平均值和标准差分随机变量，其平均值和标准差分别为别为 、和和 、。所以。所以功能函数也是正态分布，其平均功能函数也是正态分布，其平均值和标准差分别为：值和标准差分别为：莱聂颂靶滔王饰掩囤干卑租诈匡伺伴橡扩芹邦衙聘池雷涟柿刚挤鸽重脖锌第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 Z Z0 0 部分的面积就部分的面积就 是失效概率是失效概率P Pf f，即即 P Pf f=P P(Z Z0)0)。结构的失效概率结构的失效概率P Pf f 与功能函数与功能函数Z Z的平均的平均 值值 至原点的距离至原点的距离 有关，令有关，令 。由图可见由图可见 与与P Pf f之间之间 存存在在着着相相应应的的关关系系，小小P Pf f则则大大），值值大大则则P Pf f小小。因因此此 和和P Pf f一一样样，可可作作为为衡衡量量结结构构可可靠靠性性的一个指标，故称的一个指标，故称 为结构的为结构的“可靠指标可靠指标”可靠指标与结构失效概率之间有一定的对应关系。可靠指标与结构失效概率之间有一定的对应关系。铭搭茬霸桥寝擎闪遂酪袜品疟屿嗜瓦品苇米泥但惋州赏顿院渭请莉霍业冶第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 表表渗戳窒要诲口珍霍那骚耐雍牲哇慧绪怪罚沤霓挽驻札裔瞧咎旗拾憋听畏羞第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修（三）荷载和材料强度的取值（三）荷载和材料强度的取值1、永久荷载的标准值、永久荷载的标准值2、可变荷载、可变荷载（1）标准值：）标准值：具有一定概率的最大荷载值。确定方具有一定概率的最大荷载值。确定方法：荷载标准值为其平均值加上法：荷载标准值为其平均值加上 1.645倍标准差，此倍标准差，此时所对应的出现概率为时所对应的出现概率为95%。（2）组合值：）组合值：标准值乘以组合值系数标准值乘以组合值系数 c。（3）频遇值：）频遇值：在设计基准期内荷载达到或超过该值在设计基准期内荷载达到或超过该值的总时间与设计基准期的比值小于的总时间与设计基准期的比值小于0.1的荷载代表值。的荷载代表值。（4）准永久值：）准永久值：在设计基准期内荷载达到或超过该在设计基准期内荷载达到或超过该值的总时间与设计基准期的比值为值的总时间与设计基准期的比值为0.5的荷载代表值。的荷载代表值。吕浓疽甭汲宝纶渡隋深恬才寐生骨电藤掷峨肠瘪病牙劫鼎元滞纲涵叁渊傣第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修3、荷载的代表值、荷载的代表值（1）永久荷载：）永久荷载：标准值标准值（2）可变荷载：）可变荷载：标准值，组合值，频遇值，准标准值，组合值，频遇值，准永久值永久值4、材料强度的标准值：材料强度标准值等于其、材料强度的标准值：材料强度标准值等于其均值减去均值减去1.645倍标准差；由概率论知，保证倍标准差；由概率论知，保证率为率为95%；(钢筋与砼不同）钢筋与砼不同）瞪绚者字剿屹抒宴坊豹板绑昼陇搔旺订要咱澜兜仍瘩奶丈匡甩智历吵幅趾第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修（四）（四）按可靠指标的设计准则按可靠指标的设计准则1、可靠指标、可靠指标：2、按可靠指标的设计准则、按可靠指标的设计准则（1）定义：）定义：建筑结构设计时，根据建筑物的建筑结构设计时，根据建筑物的安全等级，按规定的可靠指标进行设计的设安全等级，按规定的可靠指标进行设计的设计准则，称为按可靠指标的设计准则。计准则，称为按可靠指标的设计准则。（2）结构的安全等级及相应的可靠指标、结结构的安全等级及相应的可靠指标、结构的重要性系数构的重要性系数 o仗棵鸥降誉戒民具处宾豪绞裕走纫酉捉此认读碑谱馒什盲毅铬镭殆料狠饶第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修三、概率极限状态设计法三、概率极限状态设计法（一）极限状态的定义和分类（一）极限状态的定义和分类 1、极限状态定义极限状态定义 2、极限状态的分类极限状态的分类（1）承载能力极限状态承载能力极限状态（2）正常使用极限状态正常使用极限状态布今深霍芍橡夕女保胁茫隙柯常珐儿彤照姿挚希屡嗣谐翘煮击昆矛录透嗽第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修1.1.结构的极限状态结构的极限状态 结结构构在在使使用用期期间间的的工工作作情情况况称称为为结结构构的的“工工作作状状态态”，结结构构能能够够满满足足功功能能要要求求而而良良好好地地工工作作称称为为结结构构“可可靠靠”或或“有有效效”，反反之之则则结结构构“不不可可靠靠”或或“失失效效”，区区分分结结构构工工作作状状态态的的可可结结与与失失效效的的标标志志是是“极极限限状状态态”。极限状态：极限状态：若若整整个个结结构构或或结结构构的的一一部部分分超超过过某某一一特特定定状状态态，就就不不能能满满足足设设计计的的某某一一功功能能要要求求，则则此此特特定定的的状状态态就就称称为为该该功功能能的的极极限限状状态态。极极限限状状态态是是结结构构失失效效与与可可靠之间的临界状态靠之间的临界状态。筹桶亡槽葬耀舞铸眷拐刹哗砸竭鞭城某密感林追幸被辛痔邓捆亡栖沟婆聘第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修(1)(1)承载能力极限状态承载能力极限状态 这这类类极极限限状状态态对对应应于于结结构构或或结结构构构构件件（包包括括连连接接）达达到到最最大大承承载载力力或或达达到到不不能能承承载载的的过过大大变变形形。当当结结构构或或结结构构构构件件出出现现下下列列情情况况之之一一时时，即即认认为为超超过过了了承承载载能力极限状态能力极限状态：1 1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去了平衡。）整个结构或结构的一部分作为刚体失去了平衡。2 2）结结构构构构件件或或其其连连接接因因超超过过材材料料强强度度而而破破坏坏（包包括括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不能继续承载。疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不能继续承载。3 3）结结构构或或构构件件某某些些截截面面发发生生塑塑性性转转动动，从从而而使使结结构构变为机动体系。变为机动体系。4 4）结结构构或或构构件件丧丧失失稳稳定定。如如细细长长压压杆杆达达到到稳稳定定临临界界荷载后压屈失稳破坏。荷载后压屈失稳破坏。人亲涣橡具桥胯曹烃特嫩资轮持旱渍苏载朔槽思崇吕抨勤淖她忘颅淬旱钱第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修漱添烟仗诈缘欧篆奔宗糖糟样嫡德咎贴惩射宅圣守逞链迭庶郭凉楚遵寄街第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修(2)(2)正常使用极限状态正常使用极限状态 这这类类极极限限状状态态对对于于结结构构或或构构件件达达到到正正常常使使用用或或耐耐久久性性的的某某项项规规定定限限值值。当当结结构构或或结结构构构构件件出出现下列现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态。状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态。1 1）影响正常使用或有碍观瞻的变形。）影响正常使用或有碍观瞻的变形。2 2）影响正常使用或耐久性能的局部破坏。）影响正常使用或耐久性能的局部破坏。3 3）影响正常使用的振动。）影响正常使用的振动。4 4）影响正常使用的其它特定状态。）影响正常使用的其它特定状态。褪呢堆木抉总途山镊腊四硅念寇停霞泰逸梆曹侣让珠年踞榔职用风忱凋强第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修上述两类极限状态中：上述两类极限状态中：承载能力极限状态承载能力极限状态结构的安全性功能结构的安全性功能正正常常使使用用极极限限状状态态结结构构的的适适用用性性功功能能和耐久性功能和耐久性功能 根根据据上上述述两两类类极极限限状状态态设设计计的的要要求求，对对于于一一般般结结构构或或构构件件，均均应应进进行行承承载载力力计计算算、稳稳定定计计算算和和刚刚度度计计算算。至至于于是是否否还还要要进进行行疲疲劳劳、倾倾覆覆或或滑滑移移计计算算，以以及及抗抗裂裂度度及及裂裂缝缝宽宽度度验验算算，则则需需根根据据不不同同的的结结构构，不不同同的的受受力力特特点点，不不同同的使用要求等具体情况而定。的使用要求等具体情况而定。册诌漫晦译丝悟襄假亥善皆废凉武秘谓蓟叙侥跨疟轮壤彰耙仍诉厩蔓疲辕第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修(二二)概率设计法概率设计法 当荷载（作用）的效应当荷载（作用）的效应S及结构的抗力及结构的抗力R的概率模型和统计参数为已知时，可利用公的概率模型和统计参数为已知时，可利用公式计算。对于一般常见结构，直接采用目标式计算。对于一般常见结构，直接采用目标可靠指标值来进行设计是没有必要的，过于可靠指标值来进行设计是没有必要的，过于繁琐。我国规范采用繁琐。我国规范采用分项系数分项系数的设计表达式。的设计表达式。华扑埔蕴惑鼠爷耻荧寂厅状禽匀棵崖涯用隘稳略瑰宇洗斤彩绦戮蠢姻任出第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修1分项系数设计法分项系数设计法（1）分项系数）分项系数 研究表明，目标可靠度指标研究表明，目标可靠度指标 可以通过三可以通过三个分项系数来表达，这三个分项系数是：结构重个分项系数来表达，这三个分项系数是：结构重要性系数，材料分项系数，荷载分项系数。要性系数，材料分项系数，荷载分项系数。布毕轰孺锦寨凸疥毅吃慌衫灾惯获悬吕素霞遮咐错墙球皑蝉恳冗梳柒满镣第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修1）结构重要性系数结构重要性系数 考虑建筑物破坏后果（危机人的生命、造成经考虑建筑物破坏后果（危机人的生命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性，在计算结构济损失、产生社会影响等）的严重性，在计算结构件截面承载力时引入与建筑物安全等级有关的分项件截面承载力时引入与建筑物安全等级有关的分项系数；即结构重要性系数，其取值见下表：系数；即结构重要性系数，其取值见下表：表表1.3 结构重要性系数结构重要性系数锄伺清子瓮禁伙污茁实绪蛆汀斋谭倒榆哇却换澄戴份款扎酞坏石炬手象延第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修2）材料分项系数）材料分项系数 材料强度的标准值材料强度的标准值 材料的强度检验指标就是材料强度的标准材料的强度检验指标就是材料强度的标准值，用值，用 表示，强度标准值是材料强度的主表示，强度标准值是材料强度的主要依据，也是生产中对材料强度提出质量要求要依据，也是生产中对材料强度提出质量要求的主要依据。主要用于正常使用极限状态验算。的主要依据。主要用于正常使用极限状态验算。各种材料强度标准值详见附录。各种材料强度标准值详见附录。材料分项系数材料分项系数 材料分项系数等于材料强度的标准值与材料分项系数等于材料强度的标准值与材料强度的设计值之比值，其值大于材料强度的设计值之比值，其值大于1。亦即。亦即材料强度的设计值等于它的标准值除以材料分材料强度的设计值等于它的标准值除以材料分项系数，而材料分项系数是大于项系数，而材料分项系数是大于1的。故材料的。故材料强度的设计值小于它的标准值。强度的设计值小于它的标准值。建厕钞伴衬纯线通涩烽膜粥肿后配玫韶谦清剃怔镑沉俱自者栓凹磁艘蝇鼓第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修混凝土的强度设计值 钢筋的强度设计值 砌体的强度设计值 式中：混凝土的材料分项系数，取为1.4；钢筋的材料分项系数，其取值与钢筋的种类和级别有关，例如热轧级钢筋，1.15；热轧级钢筋，1.1；砌体结构的材料性能分项系数，一般情况下，宜 按施工控制等级为B级考虑，取1.6；当为C级时，取1.8；遇舜齿悯科兄堡芹冈狱晤耪苹撞背宇誊辈石嚷偿杭菏憨惜剂垢圈凯身式页第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修l3）荷载分项系数）荷载分项系数 l 荷载荷载是指结构上的直接作用。荷载的基本分类是是指结构上的直接作用。荷载的基本分类是按荷载随时间的变异情况来进行的，有恒荷载、活荷按荷载随时间的变异情况来进行的，有恒荷载、活荷载和偶然荷载三类。载和偶然荷载三类。l 恒荷载恒荷载，也称永久荷载，用符号，也称永久荷载，用符号G表示；在结构表示；在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值比使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限制的荷可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限制的荷载。例如结构自重、土压力、预应力等载。例如结构自重、土压力、预应力等l 活荷载活荷载，也称可变荷载，用符号，也称可变荷载，用符号Q来表示；在结来表示；在结构使用期间，其值随时间变化，且变化与平均值相比构使用期间，其值随时间变化，且变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。例如楼面活荷载、屋面活荷不可以忽略不计的荷载。例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。l 偶然荷载偶然荷载,在结构使用期间不一定出现，一旦出在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。例如爆炸力、现，其值很大且持续时间很短的荷载。例如爆炸力、撞击力等。撞击力等。摹哑啄枝找渝品辑磅利釉翘秉幸碾岁阀细球称锤楞倔沫研翔吁见滥荆鞘女第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修l 荷载的代表值l 荷载的主要代表值有标准值、组合值、频遇值和准永久值。建筑结构设计时，对不同荷载采用不同的代表值。l 恒荷载标准值；l 活荷载根据设计要求标准值、组合值、频遇值或准永久值；l 偶然荷载按建筑结构使用特点确定。熏盼楼女小臆凋疮锣耍佐踊雾训摩羞坦曳舰碎洲蒸编姓旱碰涡吊构洼妇社第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 荷载标准值荷载标准值l加下角码加下角码K表示，表示，、。l是荷载的基本代表值；是荷载的基本代表值；l正常使用极限状态验算结构构件短期的变形以及正常使用极限状态验算结构构件短期的变形以及抗裂或裂缝宽度时，都采用荷载的标准值；抗裂或裂缝宽度时，都采用荷载的标准值；l恒荷载的标准值：对结构自重，可按结构构件的恒荷载的标准值：对结构自重，可按结构构件的设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。对于设计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。对于自重变异较大的材料和构件（如现场制作的保温自重变异较大的材料和构件（如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等），自重的标准值应根材料、混凝土薄壁构件等），自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。常用据对结构的不利状态，取上限值或下限值。常用材料和构件可参考附录。材料和构件可参考附录。l活荷载的标准值：其中楼面活荷载、屋面活荷载活荷载的标准值：其中楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷的标准值见附录采用。和积灰荷的标准值见附录采用。烦泽最兴昨擦坐供昂占孽缘袋哀护妻俺笋硒破开燥蚂愿避声韭辜烩微溢尔第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修l风荷载作用于建筑物的外表面，对建筑物的表面形成压力或吸力。风荷载的大小与房屋高度、房屋体型及周围环境等因素有关。作用在房屋上的风荷载标准值按下式计算：酒届荒涧逃尤专慰茶鞭口晦制僻对泡争娄芦洲贾癸骂即帐肢绦歧脆阳泄影第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修式中：式中：风荷载标准值，风荷载标准值，kN/kN/；Z Z高度处的风振系数。它是考虑脉动风压高度处的风振系数。它是考虑脉动风压对结构产生不利影响的系数。按荷载规范规定取值；对结构产生不利影响的系数。按荷载规范规定取值；风载体型系数。它与建筑物的体型、尺寸风载体型系数。它与建筑物的体型、尺寸等几何性质有关，按荷载规范规定的图表确定；等几何性质有关，按荷载规范规定的图表确定；风压高度变化系数。它与建筑物的高度及风压高度变化系数。它与建筑物的高度及建筑场地的地面粗糙程度有关，按荷载规范规定表格建筑场地的地面粗糙程度有关，按荷载规范规定表格确定；确定；基本风压，基本风压，kN/kN/。按建筑结构荷载规。按建筑结构荷载规范给出的范给出的5050年一遇的风压采用，但不得小于年一遇的风压采用，但不得小于0.3 kN/0.3 kN/。案氓肉饮吓筋克翻陈存巧丈句贞骇靴失汛焦欠渠伎剁距勉纤蛋谱讥属围隋第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 雪荷载雪荷载作用在屋面上，屋面水平投影面上作用在屋面上，屋面水平投影面上的雪荷载标准值按下式计算：的雪荷载标准值按下式计算：式中式中 雪荷载标准值，雪荷载标准值，kN/kN/；屋面积雪分布系数。它与屋面类别屋面积雪分布系数。它与屋面类别有关，按荷载规范规定图表确定；有关，按荷载规范规定图表确定；基本雪压，基本雪压，kN/kN/。基本雪压应按。基本雪压应按建筑结构荷载规范中给出的建筑结构荷载规范中给出的5050年一遇的雪压年一遇的雪压采用。采用。偶毒三巷昔顿促很竟徽荒孕酶踊倾滦回象钎残扎烁包落膝判苇涟据忻承害第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 荷载组合值荷载组合值l这是对活荷载而言的，当作用在结构上的活这是对活荷载而言的，当作用在结构上的活荷载不只一个而是两个或两个以上时，各个荷载不只一个而是两个或两个以上时，各个活荷载都同时达到各自的标准值，其可能性活荷载都同时达到各自的标准值，其可能性是不大的，因此一般情况下可以减小一些。是不大的，因此一般情况下可以减小一些。为了方便，采用荷载组合值系数为了方便，采用荷载组合值系数 乘以活乘以活荷载的标准值来表达活荷载的组合值荷载的标准值来表达活荷载的组合值 。1。l荷载组合值荷载组合值 主要用于承载能力极限状主要用于承载能力极限状态的基本组合中，也用于正常使用极限状态态的基本组合中，也用于正常使用极限状态的短期效应组合中。的短期效应组合中。垒家雅苯鸽衫诉靡媳迷尔桶第鸣贯榔塑衙束悠胺积毛勉到趋般邮援康营惨第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 荷载准永久值荷载准永久值l对活荷载中出现的频率比较大，持续时间对活荷载中出现的频率比较大，持续时间比较长的那部分活荷载要考虑其荷载长期比较长的那部分活荷载要考虑其荷载长期效应的影响。为了方便，采用准永久值系效应的影响。为了方便，采用准永久值系数数 乘以活荷载的标准值来表达上述的那乘以活荷载的标准值来表达上述的那一部分活荷载，称为荷载的准永久值一部分活荷载，称为荷载的准永久值 。1。各种活荷载的准永久值系数取值。各种活荷载的准永久值系数取值详见附录。详见附录。l荷载准永久值荷载准永久值 主要用于正常使用极限主要用于正常使用极限状态的长期效应组合。状态的长期效应组合。痉丧协荫华砒淑胜店哮聪傀推乱培啮蛾雀律英龄肾尔席铝唱籍荔逸忌士假第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修 荷载分项系数荷载分项系数l荷载分项系数等于荷载的设计值与荷载的标准值荷载分项系数等于荷载的设计值与荷载的标准值的比值，一般情况下大于的比值，一般情况下大于1。即荷载的设计值等。即荷载的设计值等于荷载分项系数乘以荷载的标准值，荷载分项系于荷载分项系数乘以荷载的标准值，荷载分项系数一般大于数一般大于1，故一般情况下，荷载的设计值大，故一般情况下，荷载的设计值大于它的标准值。于它的标准值。l在按第一类极限状态，即承载能力极限状态验算在按第一类极限状态，即承载能力极限状态验算结构构件时，都采用荷载的设计值。结构构件时，都采用荷载的设计值。恒荷载的设计值恒荷载的设计值 活荷载的设计值活荷载的设计值溶昔等沏娱门椅殃冉渤瞧娶炬款刺浆坤加隔哎夏敢剩懊醒忻含按辨那版鞘第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修a恒荷载的分项系数的取值：恒荷载的分项系数的取值：l当其效应对结构不利时当其效应对结构不利时 对由可变荷载效应控制的组合：对由可变荷载效应控制的组合：=1.2；对由永久荷载效应控制的组合：对由永久荷载效应控制的组合：=1.35；l当其效应对结构有利时当其效应对结构有利时 =1.0；l验算倾覆和滑移时验算倾覆和滑移时 =0.9。谅组芳清弧来阀嚼蹋百牲一暴奶举饱虚尘贝费诈埠天苞坎塔厅纤你烯犀锯第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修b活荷载的分项活荷载的分项 系数的取值系数的取值l一般情况下一般情况下 =1.4l楼面活荷载标准值楼面活荷载标准值4 时，时，=1.3。置廊郑恍严收宰贫吃脖预碱宗欣扩填兔剂抠琢硬刀级坯嫡案脖哮弊晾耕崇第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修（2）实用设计表达式）实用设计表达式1)承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式 式中：式中：重要性系数：重要性系数：S 荷载效应组合的设计值；荷载效应组合的设计值；R结构构件抗力的设计值。结构构件抗力的设计值。橡言欢淹柒讳营蔫臭佛惩卧泼检掇恩撑镣俊肾陀寺萤冰侧箍畏式郴昨裕荐第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修对于基本组合，荷载效应组合的设计值应从下列组合值中取最不利值确定：可变荷载效应控制的组合 永久荷载效应控制的组合 泼刃圣惊辜丛锨饰济拖李娥坍开版走归幸略唬辑惩船倪上窃豁娩搁闲使惭第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修对于一般排架、框架结构，基本组合可对于一般排架、框架结构，基本组合可采用简化规则，并应按下列组合值中取采用简化规则，并应按下列组合值中取最不利值确定最不利值确定 可变荷载效应控制的组合可变荷载效应控制的组合 永久荷载效应控制的组合永久荷载效应控制的组合 簧迹犬瓣炽坊吾拓慑靡凳狼酣尖侮兢仓封形蔽庙伦鹊盅辈吟显抉蚌陀锌敖第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修疆覆膜袭塔笨诸夕挫手运貉房术脱拾媳雇祖啊厘闺膜哟瘁粒仕眶逾妆爵腊第二章建筑结构的设计标准和设计修第二章建筑结构的设计标准和设计修2)正常使用极限状态表达式正常使用极限状态表达式 对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合，采用荷载的标准组合、频遇组合或准永久组合，设计表达式如下：设计表达式如下：S 式中：式中：C结构或结构构件达到正常使用要求的规结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，例如变形、裂缝、振幅、加速度、应力定限值，例如变形、裂缝、振幅、加速度、应力 等的限值，应按各有关建筑结构设计规范