1、期末复习 第四章 建筑结构设计方法,建筑力学与结构,一.荷载的分类及荷载的代表值,任何建筑物在施工过程中以及建成后的使用过程中,都要受到各种各样的作用,这种作用造成建筑物整体或局部发生变形、位移甚至破坏。直接作用在工程上称为荷载,是指直接施加在结构上的集中力或分布力系。荷载能使物体产生运动或产生运动的趋势。间接作用是指引起结构外加变形或约束变形的原因,荷载的分类及荷载的代表值,荷载的分类永久荷载(恒荷载)永久作用在结构上的不变荷载可变荷载(活荷载)暂时作用在结构上的可变荷载偶然荷载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,荷载的分类及荷载的代表值,荷载的分布形式材料的重度
2、：某种材料单位体积的重量，即重力密度，用表示。（水泥砂浆：20kN/m3,石灰砂浆：20kN/m3,钢筋混凝土：25kN/m3）均布面荷载：在均匀分布的荷载作用面上，单位面积上的荷载值称为面荷载。（一般板上的自重荷载称为均布面荷载，其值为重度乘以板厚）,均布线荷载：沿跨度方向单位长度上均匀分布的荷载。,荷载的分类及荷载的代表值,荷载的分布形式非均布线荷载：沿跨度方向单位长度上非均匀分布的荷载。（比如：挡土墙的土压力）,集中荷载（集中力）：集中地作用于一点的荷载。,荷载的分类及荷载的代表值,永久荷载的代表值荷载的代表值设计中用来验算极限状态所采用的荷载量值,称为荷载代表值。例如标准值、组合值、频
3、遇值和准永久值。荷载的标准值在结构使用期间可能出现的最大荷载值，它是荷载的基本代表值永久荷载标准值按结构构件的设计尺寸和材料单位体积（或面积）的容重确定,荷载的分类及荷载的代表值,可变荷载的代表值可变荷载的标准值在结构的设计基准期内可能出现的最大荷载值由于荷载本身的随机性，因而设计基准期的最大荷载也是随机变量可变荷载的组合值除主导荷载(产生最大效应的荷载)仍可以其标准值为代表值外,其他伴随荷载均应以小于标准值的荷载值为代表值,这个就称为可变荷载组合值。（例如：可变荷载的组合值，为可变荷载乘以荷载组合值系数）一般表示为cQk(为可变荷载的组合值系数，一般楼面活荷载、雪荷载取0.7，风荷载取0.6
4、),荷载的分类及荷载的代表值,可变荷载的代表值可变荷载的准永久值对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值，它对结构的影响类似于永久荷载一般表示为qQq可变荷载的频遇值对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值一般表示为fQf,可变荷载的设计值荷载标准值与荷载分项系数的乘积为荷载设计值。（永久荷载设计值kGk 可变荷载设计值：QQk ）,例1现浇钢筋混凝土楼面板厚h=100mm，板面做法选用：8-10mm厚地砖，25mm厚干硬水泥浆，素水泥浆，其面荷载标准值合计为0.7kN/m2 ；板底为20mm厚石灰砂浆粉刷。永久荷载及可
5、变荷载分项系数分比为1.2和1.4，试确定楼面永久荷载设计值和可变荷载设计值。,1）永久荷载标准值(板自重为均布面荷载的形式，其楼面做法中每一层标准值应按照gk= h计算，然后把三个值加在一起就是楼板的自重标准值。)现浇板的自重： 25 x 0.10kN/m2 = 2.5kN/m2楼面的做法： 0.7kN/m2板底粉刷： 17 x 0.02kN/m2 = 0.34kN/m2 板每平方米总重力（面荷载）标准值：gk = 3.54kN/m2,2）永久荷载设计值g = kGk = 1.2 x 3.54kN/m2 = 4.248kN/m2,3）可变荷载标准值查表可知：qk = 2 kN/m2,4）可变
6、荷载设计值q = qQk = 1.4 x 2kN/m2 = 2.8kN/m2,极限状态设计表达式,结构极限状态方程,当Z0时，结构处于可靠状态；当Z0时，结构处于失效状态；当Z=0时，结构处于极限状态；,结构的功能函数作用效应 结构上的各种作用，在结构内产生的内力和变形的总称，用S表示荷载效应 由直接作用产生的效应结构抗力是结构或构件承受作用效应的能力，用R表示,极限状态设计表达式,承载能力极限状态设计表达式,S 荷载效应组合的设计值R 结构构件抗力的设计值y0 结构构件重要性系数，与安全等级对应对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，y0不应小于1.1对安全等级为二级或设计
7、使用年限为50年的结构构件，y0不应小于1.0对安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件，y0不应小于0.9,y0SR,对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合进行荷载（或效应）组合，并应采用下列设计表达式进行设计：,极限状态设计表达式,荷载效应组合的设计值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,Sd = yGjSGjk + yQ1yL1SQ1k + yQiyLiciSQik,m,j=1,n,i=2,Sd = yGjSGjk + yQiyLiciSQik,m,j=1,n,i=2,极限状态设计表达式,正常使用极限状态设计表达式,S 正常使用极限状态的荷载效应（变
8、形、裂缝和应力等）组合值R 结构构件达到正常使用要求所规定的限值，例如裂缝、变形（扰度）和应力等限值,SC,按正常使用极限状态设计时，对于荷载组合值，不需再乘以荷载分项系数，也不用考虑结构的重要性系数y0。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、准永久组合或频遇组合，并按下列设计表达式进行设计：,极限状态设计表达式,荷载效应组合S,荷载标准组合的效应设计值Sd应按下式进行计算：荷载准永久组合的效应设计值Sd应按下式进行计算：荷载频遇组合的效应设计值Sd应按下式进行计算：,Sd = SGjk + SQ1k + ciSQik,m,j=1,n,i=2,Sd = SGjk +
9、qiSQik,m,j=1,n,i=2,Sd = SGjk + f1SQ1k + qiSQik,m,j=1,n,i=2,极限状态设计表达式,例2某办公楼钢筋混凝土矩形截面简支梁,安全等级为二级,截面尺寸bxh=200x400mm，计算跨度l0=5m。承受均布线荷载：活荷载标准值 7kN/m，恒荷载标准值 10kN/m（不包括自重），求跨中最大弯矩设计值。,模块5,问题：什么是地震烈度？它和地震震级有哪些区别？抗震设防的目标是什么？建筑的抗震设防类别分哪几类？地震作用计算的方法有哪几种？建筑抗震设计时，通过两阶段设计实现“小震不坏，中震可修、大震不倒”的三个水准设防目标，两阶段设计法具体是指什么？,
