第二章 建筑结构设计方法.pptVIP

2、合理的选择结构体系 1）结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。 2）应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。 3）结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。（纯框架、不加约束的砌体结构） 3、结构构件的延性 结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。提高延性的措施： 1）采用水平向（圈梁）和竖向（构造柱、芯柱）混凝土构件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力荷载的承载能力； 2） 避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝 土粘结破坏）先于钢筋的屈服； 3）避免钢结构构件的整体和局部失稳，保证节点焊接部位（焊缝和母材)在地 震时不致开裂。 1）同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上； 2) 同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基； 3) 地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时， 宜加强基础的整体性和刚性； 4) 根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算 时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响。 三、地基和基础 一 、结构功能要求 设计使用年限内，正常的维护条件下，能满足预定功能要求，而不需要大修加固。 安全性：能承受各种可能的作用；偶然荷载作用下，保持整体稳定性 适用性：结构在正常使用过程中有良好的工作性能。 耐久性：结构在正常的维护条件下，完好使用到设计年限。不发生严重的混凝土碳化和钢筋生锈。 结构满足上述要求就是安全可靠的。 2.1建筑结构的功能要求及极限状态 二、建筑结构的极限状态 极限状态：结构或构件满足结构某一功能要求的临界状态。超过这一界限，就不能满足设计规定的功能要求，而进入失效状态。极限状态是结构可靠和失效的界限。 1、承载力极限状态 结构达到最大承载力或不适用继续承载的变形。 如结构作为刚体失去平衡（倾覆）；强度不够破环；结构变成机动体系；结构丧失稳定性。 2、正常使用极限状态 结构达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。 如影响正常使用或外观的变形；影响正常使用或外观的局部损坏；影响正常使用的震动 一切结构均应进行承载力极限状态的验算。 2.1 作用、作用效应和抗力 q M —结构计算时，根据不同的设计要求采用不同的荷载数值。 恒荷载的代表值—即标准值，按构件或材料单位自重平均值确定 活荷载代表值 ——荷载基本代表值。指在结构使用期间，在正常情况下出现具有一定概率的最大荷载。 ——当结构同时承受两种或两种以上可变荷载时，除主导荷载取标准值，其他荷载取小于其标准值的组合值为代表值。 ——在设计基准期内经常达到和超过的荷载值，性质上类似恒荷载。达到或超过该值的总持续时间与设计基准期的比值为0.5 ——基准期内，其超越的总时间仅为基准期一小部分的作用值。 荷载标准值 荷载组合值 荷载准永久值 荷载频遇值 2、 荷载的代表值 3、作用效应 ——由作用引起的结构或构件的反应，即结构的内力及变形，用S表示（力学原理） 4、结构抗力（R） ——结构或结构构件承受效应的能力，取决于材料的性能及截面的几何特征，用R表示（本课程） 随机性 5、结构构件材料强度 材料强度标准值：具有95%保证率的材料强度值 材料强度设计值：材料强度标准值除以分项系数 2.3、概率极限状态设计法 1、极限状态方程 影响结构功能的因素有：作用效应S和结构抗力R， 满足功能要求： 所以建立功能函数： Z=R-S=g（ R, S ） 当 Z=g（ R, S ）=R-S=0，称之为极限状态方程。 当Z＞0（RS）时，结构处于可靠状态 当Z0 (RS)时，结构处于失效状态 当Z=0 (R=S)时，结构处于极限状态 2、结构可靠度理论 (1)、结构的可靠概率与失效概率 ——在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，称为结构的可靠度,Ps表示 结构的可靠度 失效概率 ——结构不能完成预定功能的概率，以Pf表示。 Sk f (S) ， f (R) S ， R Rk Sk f (S) ， f (R) S ， R Rk Sk f (S) ， f (R) S ， R Rk Sk f (S) ， f (R) S ， R Rk us uR uR - uS (2)、 结构的可靠指标 可靠指标β也是度量结构可靠性的一种数值指标，它与失效概率Pf 之间是有对应的关系。 注：前提是随机变量服从正态分布，极限方程为线性 (3)、结构的安全等级 根据结构破坏可能产生的严重程度划分三级，不同级别可靠度不同; 一级，破坏后果极其严重，属于重要的建筑物；γ0 =1.1 二级，破坏后果比较严重，属于