建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)基基本本原原理理1.結(jié)構(gòu)構(gòu)上上的的荷荷載載2.極限限狀狀態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)法法CH.2建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)基基本本原原理理2.1建筑物結(jié)結(jié)構(gòu)的荷荷載作用（S）（或荷載載）作用效效應(yīng)施加在在結(jié)構(gòu)構(gòu)上的的集中中或分分布荷荷載，，稱為為作用用——直接作作用引起結(jié)結(jié)構(gòu)外外加變變形或或約束束變形形的原原因——間接作用——由作用引起起的結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件的反反應(yīng)結(jié)構(gòu)抗力（（R）——結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件承受受作用效應(yīng)應(yīng)的能力qVM2.1.1基本概念——在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期內(nèi)，其值不隨時(shí)間變變化，或其變化與與平均值相相比可以忽忽略不計(jì)的荷載。也也稱恒荷載或恒載。比如結(jié)構(gòu)構(gòu)自重或土土壓力等。。——在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期內(nèi)，其值隨時(shí)間變化化，且其變變化值與平平均值相比比不可以忽忽略不計(jì)的荷載。也也稱活荷載或活載。比如樓面面活載、屋屋面活載、、雪荷載、、風(fēng)荷載、、吊車荷載載以及穩(wěn)定定變化等。?！谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)現(xiàn)，而一旦出現(xiàn),其量值很大大且持續(xù)時(shí)時(shí)間很短的荷載。比比如地震、、爆炸及撞撞擊等。永久荷載可變荷載偶然荷載2.1.2荷載分類按時(shí)間的變變異分類按空間位置置的變異分分類固定荷載——在結(jié)構(gòu)空間間位置上具具有固定的分布布，自重等；可動(dòng)荷載——在結(jié)構(gòu)空間間位置上的的一定范圍內(nèi)內(nèi)可以任意意分布。靜態(tài)荷載——對(duì)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生動(dòng)力力效應(yīng)，或小的可可以忽略；；動(dòng)態(tài)荷載——對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動(dòng)力效效應(yīng)，且不可以以忽略。按結(jié)構(gòu)的反反應(yīng)分類——結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，對(duì)于不不同的荷載載和設(shè)計(jì)情情況，應(yīng)采采用不同的的代表值。。2.1.3荷載的代表表值永久荷載代代表值——只有一個(gè)代代表值，即即它的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值?？勺兒奢d代代表值——應(yīng)根據(jù)不同同的設(shè)計(jì)要要求采用不不同的荷載載值作為其其代表值。對(duì)于結(jié)構(gòu)自自重，可按按結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的設(shè)計(jì)尺尺寸與材料料單位體積積的自重計(jì)計(jì)算確定。。對(duì)于某些自自重變異較較大的材料料構(gòu)件，自自重的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)的的不利狀態(tài)態(tài)，取上限限值或下限限值。永久荷載的的代表值——應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)要求，分分別取如下下不同的荷荷載值作為為其代表值值?！奢d基本代代表值。指指在結(jié)構(gòu)使使用期間，，在正常情情況下出現(xiàn)現(xiàn)具有一定保保證率的最大荷載?！?dāng)結(jié)構(gòu)同時(shí)時(shí)承受兩種種或兩種以以上可變荷荷載時(shí)，除除主導(dǎo)荷載載（產(chǎn)生荷荷載效應(yīng)最最大的荷載載）取標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值，其他伴隨荷荷載取小于于其標(biāo)準(zhǔn)值值的組合值值為代表值值，即乘以一個(gè)個(gè)小于或等等于1的組合值系系數(shù)?！饔糜诮Y(jié)構(gòu)構(gòu)上時(shí)而出現(xiàn)，持續(xù)時(shí)間較較短的較大可變荷載，其超越的的總時(shí)間僅僅為設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)期的一一小部分。?！谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)期期內(nèi)經(jīng)常作用用在結(jié)構(gòu)上上的可變荷載，即在整個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期內(nèi)出現(xiàn)現(xiàn)時(shí)間較長(zhǎng)長(zhǎng)的那部分分荷載值。。荷載標(biāo)準(zhǔn)值值組合值頻遇值準(zhǔn)永久值可變荷載的的代表值恒荷載按構(gòu)件或材材料單位體體積（或單單位面積））自重平均均值確定。。見P11表2-1，即荷規(guī)4.1.1條。樓面及屋面面活荷載民用建筑樓樓面活載見見《規(guī)范》。對(duì)多、高高層，荷載載滿布且達(dá)達(dá)到最大值值可能性很很小，應(yīng)適適當(dāng)折減。。屋面均布活活載分“上上人”和““不上人””兩類。雪荷載——基本雪壓，見《荷規(guī)》6.1.1條和附錄D.4?！┖奢d標(biāo)準(zhǔn)值值——屋面積雪分布布系數(shù)，即基基本雪壓換算算為屋面水平平投影面上的的雪荷載的換換算系數(shù)。風(fēng)荷載——風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值值——基本風(fēng)壓，見見《規(guī)范》——風(fēng)壓高度變化化系數(shù)——風(fēng)荷載體型系系數(shù)，+為壓力，-為吸力——高度z處風(fēng)振系數(shù)2.2極限狀態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)法2.2.1結(jié)構(gòu)功能要求求在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（一般50年，也有100、25和5年）內(nèi)，滿足功能能要求，即安全性(S<R)，適用性，耐久久性。安全性：滿足特定的的與建筑物功功能相適應(yīng)的的承載力極限限狀態(tài)；適用性：保證結(jié)構(gòu)在在正常使用中中時(shí)具有良好好工作性能；；耐久性：保證結(jié)構(gòu)的的承載力的持持續(xù)時(shí)間與環(huán)環(huán)境適應(yīng)度；；功能函數(shù)：Z=R-S=g(X1,X2,X3….Xn)結(jié)果分析Z=R-S>0：Z=R-S<0：Z=R-S=0：處于結(jié)構(gòu)可靠靠狀態(tài)；處于不可靠狀狀態(tài)，即結(jié)構(gòu)構(gòu)失效；處于極限狀態(tài)態(tài)，此方程稱稱極限狀態(tài)方方程2.2.3結(jié)構(gòu)可靠度理理論——在規(guī)定的時(shí)間間內(nèi)（一般為50年），在規(guī)定的條條件下（正常設(shè)計(jì)、、正常施工和和正常使用）），完成預(yù)定功功能的概率，，稱為結(jié)構(gòu)的的可靠度，即即可靠概率。。以Ps表示安全性、適用用性、耐久性性結(jié)構(gòu)的可靠度度失效概率強(qiáng)度/荷載值出現(xiàn)概率γ0[S]μSσSσS[R]μRσRσR失效可靠——結(jié)構(gòu)不能完成成預(yù)定功能的的概率，以Pf表示。承載能力極限限狀態(tài)設(shè)計(jì)表表達(dá)式2.2.3建筑物的重要要度與基準(zhǔn)期期我國(guó)將建筑物物的重要程度度分為三級(jí)，，不同級(jí)別在在計(jì)算中取不不同的重要度度系數(shù)γ0：一級(jí)，破壞后后果極其嚴(yán)重重，屬于重要要的建筑物；；γ0=1.1二級(jí)，破壞后后果比較嚴(yán)重重，屬于一般般的建筑物；；γ0=1.0三級(jí)，破壞后后果相對(duì)不嚴(yán)嚴(yán)重，屬于比比較次要的建建筑物。γ0=0.9結(jié)構(gòu)構(gòu)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)基基準(zhǔn)準(zhǔn)期期1.結(jié)構(gòu)構(gòu)保保證證其其設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)可可靠靠度度指指標(biāo)標(biāo)的的時(shí)時(shí)間間期期限限成成為為設(shè)計(jì)計(jì)基基準(zhǔn)準(zhǔn)期期，即即在在基基準(zhǔn)準(zhǔn)期期內(nèi)內(nèi)，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的可可靠靠度度指指標(biāo)標(biāo)完完全全滿滿足足設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求；；2.設(shè)計(jì)計(jì)基基準(zhǔn)準(zhǔn)期期是是測(cè)測(cè)算算最最大大荷荷載載重重現(xiàn)現(xiàn)期期的的基基本本期期限限；；3.在超超過(guò)過(guò)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)基基準(zhǔn)準(zhǔn)期期后后，，并并非非意意味味著著結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的失失效效，，而而是是其其可可靠靠度度有有所所降降低低，，因因此此基基準(zhǔn)準(zhǔn)期期不不能能等等同同于于建建筑筑物物的的使使用用壽壽命命；；4.我國(guó)國(guó)對(duì)對(duì)于于多多數(shù)數(shù)建建筑筑物物的的設(shè)計(jì)計(jì)基基準(zhǔn)準(zhǔn)期期均均為為50年，特特殊殊建建筑筑物物可可以以除除外外；；極限限狀狀態(tài)態(tài)———結(jié)構(gòu)構(gòu)或或構(gòu)構(gòu)件件達(dá)達(dá)到到正正常常使使用用或或耐耐久久性性能能的的某某項(xiàng)項(xiàng)規(guī)規(guī)定定限限值值。。如如過(guò)過(guò)大大變變形形、、開開裂裂、、振振動(dòng)動(dòng)等等。。———結(jié)構(gòu)構(gòu)或或構(gòu)構(gòu)件件達(dá)達(dá)到到最最大大承承載載力力或或產(chǎn)產(chǎn)生生不不適適于于繼繼續(xù)續(xù)承承載載的的變變形形。。如如傾傾覆覆、、疲疲勞勞破破壞壞、、壓壓屈屈等等。。正常常使使用用極極限限狀狀態(tài)態(tài)承載載能能力力極極限限狀狀態(tài)態(tài)我國(guó)國(guó)建建筑筑結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)是是以以概概率率理理論論為為基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的極極限限狀狀態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)法法，，但鋼鋼橋橋和和疲疲勞勞破破壞壞仍仍采采用用容容許許應(yīng)應(yīng)力力設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)方方法法。。———整個(gè)個(gè)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)或或結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的一一部部分分超超過(guò)過(guò)某某一一特特定定狀狀態(tài)態(tài)，，就就不不能能滿滿足足設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)定定的的某某一一功功能能要要求求的的特特定定狀狀態(tài)態(tài)。。2.2.4極限限狀狀態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)法法承載載能能力力極極限限狀狀態(tài)態(tài)表表達(dá)達(dá)式式極限限狀狀態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)表表達(dá)達(dá)式式由永永久久荷荷載載控控制制的的效效應(yīng)應(yīng)組組合合由可可變變荷荷載載控控制制的的效效應(yīng)應(yīng)組組合合———永久久荷荷載載和和可可變變荷荷載載分分項(xiàng)項(xiàng)系系數(shù)數(shù),詳見《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)荷荷載規(guī)規(guī)范》GB50009-2001的3.2.5節(jié)。式中：：S：荷載載效應(yīng)應(yīng)，γG：恒荷荷載的的荷載載效應(yīng)應(yīng)系數(shù)數(shù)，γQ：荷載載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)數(shù)，Gk：恒荷荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值，Q1k：最大大的活活荷載載的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值，Ψ：其他他活荷荷載的的組合合系數(shù)數(shù)Qik：其他他活荷荷載的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值基本組組合中中可變變荷載載效應(yīng)應(yīng)控制制的組組合基本組組合中中永久久荷載載效應(yīng)