土木工程施工[3]

1、土木工程施工3建筑结构设计Tel：E-mail: 土木工程系土木工程施工3一、引言1. 建筑结构承担着建筑物在施工和使用过程中可能出现的各种作用承担着建筑物在施工和使用过程中可能出现的各种作用合理的结构设计是建筑物安全、适用和耐久的保证合理的结构设计是建筑物安全、适用和耐久的保证第一章 概论土木工程施工3一、引言2. 建筑结构的种类按建筑结构所使用按建筑结构所使用的主要建筑材料的主要建筑材料混凝土结构混凝土结构本课程的对象本课程的对象砌体结构砌体结构钢结构钢结构木结构木结构组合结构组合结构土木工程施工3二、建筑混凝土结构形式 1. 结构形式层数层数单层结构和多高层结构单层结构和多高层结构工业厂

2、房结构和民用建筑结构工业厂房结构和民用建筑结构一般为单一般为单层结构层结构用途用途一般为多一般为多高层结构高层结构土木工程施工3二、建筑混凝土结构形式 2. 单层建筑结构天窗架屋架屋架下弦水平支撑排架柱基础围护墙屋面板天沟板连系梁天窗架垂直支撑托架抗风柱屋架端部垂直支撑吊车梁柱间支撑基础梁土木工程施工3二、建筑混凝土结构形式 3. 多层建筑结构图面立正土木工程施工3二、建筑混凝土结构形式 4. 高层建筑结构270.000176.40034.6004.100301.100372.000土木工程施工3三、建筑混凝土结构的组成土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 1. 规范及设计理论常用的规范常用

3、的规范混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 1. 规范及设计理论允许应允许应力设计力设计法法破坏阶破坏阶段设计段设计法法极限状极限状态设计态设计法法半经验半概率半经验半概率法法近似概率法近似概率法全概率法全概率法生命全过程设生命全过程设计法计法材料力学的方法材料力学的方法按经验法确定安按经验法确定安全系数全系数混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范基于概率的极限状态设计法基于概率的极限状态设计法土木工程施

4、工3三、混凝土结构的设计准则 2. 结构的功能要求、可靠性与可靠度功能要求功能要求安全性、适用性和耐久性安全性、适用性和耐久性可靠性可靠性可靠度可靠度结构在规定的时间内，规结构在规定的时间内，规定的条件下完成预定功能定的条件下完成预定功能的概率的概率概率度量土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 3. 极限状态整个结构或结构的一部分超过某一整个结构或结构的一部分超过某一特定状态特定状态就不能就不能满足设计规定的某一功能要求满足设计规定的某一功能要求极限状态极限状态承载能力承载能力极限状态极限状态正常使用正常使用极限状态极限状态土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 4. 作用和材料强度的取值所

5、有能使结构产生内力和变形的原因统称为所有能使结构产生内力和变形的原因统称为“作作用用”。荷载是作用中的一部分（直接作用）。荷载是作用中的一部分（直接作用）。概率密度荷载荷载平均值荷载标准值荷载荷载随机变量随机变量荷荷载载标标准准值值根据统计资料，运根据统计资料，运用数理统计方法确用数理统计方法确定的具有一定保证定的具有一定保证率（如率（如95%95%）的统计）的统计特征值特征值土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 4. 作用和材料强度的取值强度强度随机变量随机变量强强度度标标准准值值根据统计资料，运用根据统计资料，运用数理统计方法确定的数理统计方法确定的具有一定保证率（如具有一定保证率（如钢

6、筋为钢筋为97.73%,97.73%,混凝混凝土为土为95%95%）的统计特）的统计特征值征值概率密度材料强度强度平均值强度标准值土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 5. 基于概率的极限状态设计法作用效应作用效应S S作用引起的内力与变形，也是随机变量作用引起的内力与变形，也是随机变量结构抗力结构抗力R R抵抗作用效应的能力，也是随机变量抵抗作用效应的能力，也是随机变量结构处于可靠状态结构处于极限状态结构处于失效状态000SRZ土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 5. 基于概率的极限状态设计法S S和和R R符合正态分布符合正态分布则则Z Z也符合正态分布也符合正态分布概率密度Z=R-

7、SZZpf结构的失效概率0( )d(0)fPf ZZP Z为简化计算，引入可靠指标22SRSRZZ1( )fP 土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 5. 基于概率的极限状态设计法目标可靠指标目标可靠指标安全等级安全等级一级一级二级二级三级三级延性破坏延性破坏3.73.73.23.22.72.7脆性破坏脆性破坏4.24.23.73.73.23.2土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 6. 实用的设计表达式直接用目标可靠指标进行结构设计，需要大量的统直接用目标可靠指标进行结构设计，需要大量的统计数据，比较复杂计数据，比较复杂采用荷载、强度标准值，相应的分项系数采用荷载、强度标准值，相应的分项

8、系数和组合系数表示的实用设计表达式和组合系数表示的实用设计表达式分项系数是按目标可靠指标，并考虑工程经验确定分项系数是按目标可靠指标，并考虑工程经验确定的，使两种方法具有相同或相近的可靠性的，使两种方法具有相同或相近的可靠性土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 6. 实用的设计表达式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,)(211100kccksskniikCiQiQikQQkGGaffRQCQCGCS001(),nskckGGkQiQiCiikkiscffSC GCQRa土木工程施工3三、混凝土结构的设计准则 6. 实用的设计表达式正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态

9、设计表达式)211niikCiQikQkGkQCQCGCS标准组合标准组合)1niikqiQikGkQCGCS准永久值准永久值组合组合)2111niikCiQikfQkGkQCQCGCS频遇组合频遇组合土木工程施工3四、建筑混凝土结构设计步骤准备工作准备工作确定结确定结构方案构方案结构布置结结构布置结构计算简图构计算简图结构分析和结构分析和设计计算设计计算了了解解工工程程背背景景掌掌握握设设计计所所需需原原始始资资料料收收集集设设计计参参考考资资料料制制定定工工作作计计划划上上部部结结构构楼楼盖盖基基础础荷荷载载计计算算结结构构内内力力分分析析荷荷载载效效应应组组合合构构件件截截面面设设计计构

10、构造造要要求求结构设计说明结构设计说明结构设计计算书结构设计计算书结构设计图纸结构设计图纸时间上和空间上时间上和空间上土木工程施工3结构分析方法结构分析方法线弹性分析方法线弹性分析方法塑性内力重分布分析方法塑性内力重分布分析方法塑性极限分析方法塑性极限分析方法非线性分析方法非线性分析方法试验分析方法试验分析方法四、建筑混凝土结构设计步骤土木工程施工3五、本课程的特点和学习方法 1.特点是土木工程专业的一门主要专业课是土木工程专业的一门主要专业课是力学知识以及荷载与设计原理、混凝土结构是力学知识以及荷载与设计原理、混凝土结构基本原理等专业基础知识在混凝土结构设计中基本原理等专业基础知识在混凝土结构设计中的应用的应用是依据规范、标准而进行的创造性的工作是依据规范、标准而进行的创造性的工作土木工程施工3五、本课程的特点和学习方法 2.学习方法注意本课程与相关先修课程尤其是注意本课程与相关先修课程尤其是“结构力学结构力学