建筑结构-项目2 掌握建筑结构设计原则与抗震要求

高职高专建筑工程技术专业建筑结构BuildingStructure——项目化教学配套课件——混凝土结构·砌体结构·钢结构建筑结构教材编写组项目2掌握建筑结构设计原则与抗震要求模块一基本知识目录2.1结构上的作用、作用效应和结构抗力2.1.1结构上的作用2.1.2作用效应2.1.3结构抗力2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2.1结构的设计使用年限2.2.2结构的功能要求2.2.3结构极限状态的定义与分类2.2.4承载能力极限状态设计2.2.5正常使用极限状态设计2.2.6材料强度和荷载的取值2.3建筑抗震设计基本原则2.3.1地震的相关概念2.3.2建筑抗震的基本要求三维学习目标知识目标掌握荷载的分类、结构的功能要求和结构功能极限状态理解荷载代表值、极限状态表达式了解建筑抗震设防类别和抗震设防目标能力目标能够确定永久荷载、可变荷载的代表值能够运用极限状态设计方法进行荷载效应组合计算能够识别建筑抗震设防类别并理解相应设防标准素养目标通过结构大师罗伯特·马亚尔故事介绍，感受榜样的力量，向榜样看齐通过掌握建筑结构设计方法，培养细心、专心的治学态度建立"安全第一、精准设计"的工程思维育人导航·ENGINEER'SSPIRIT罗伯特·马亚尔RobertMaillart(1872—1940)瑞士著名土木工程师·钢筋混凝土结构设计先驱主要成就与贡献发展钢筋混凝土拱桥设计理论，设计众多优美经济的桥梁代表作：萨尔基纳山谷桥（1930）、契那沃斯桥（1905）创新提出"空心箱形截面""三铰拱"等结构形式设计理念：经济性与美学价值统一，"既经济又美观"1894年毕业于苏黎世联邦理工学院（ETHZurich）教育启示工程设计需要创新精神，不墨守成规深刻理解材料性能是创新的基础结构应兼具功能与美学价值"形式追随功能"的设计哲学名言"好的结构应该是既经济又美观的，经济性与美学并不矛盾，而是相辅相成。"242.1结构上的作用、作用效应和结构抗力ActionsonStructures,ActionEffectsandStructuralResistance2.1.1结构上的作用|2.1.2作用效应|2.1.3结构抗力建筑结构|2.1结构上的作用、作用效应和结构抗力2.1.1结构上的作用定义：结构产生各种效应的原因，统称为结构上的作用。一、直接作用指施加在结构上的集中力或分布力。举例：结构自重、楼面活荷载、设备自重等。直接作用的效应比较直观。二、间接作用指引起结构外加变形或约束变形的作用。举例：温度变化、混凝土收缩或徐变、地基变形、焊接变形、地震等。这类作用不是以直接施加在结构上的形式出现，但同样引起结构产生效应，其计算和效应一般比较复杂。图：结构上的荷载作用示意图1建筑结构|2.1结构上的作用、作用效应和结构抗力2.1.1结构上的作用——荷载的分类1.按随时间变异分类（1）永久荷载（恒载）在设计基准期内，其量值不随时间变化，或变化可忽略不计。例：结构自重、土压力、预应力等。（2）可变荷载（活载）在设计基准期内，其量值随时间变化，且变化不可忽略。例：楼（屋）面活荷载、雪荷载、风荷载、起重机荷载等。（3）偶然荷载在设计基准期内可能出现，也可能不出现，一旦出现量值很大且持续时间很短。例：爆炸力、撞击力等。2.按随空间位置变异分类（1）固定荷载在结构空间位置上具有固定分布的荷载。例：结构自重、楼面上的固定设备荷载等。（2）自由荷载在结构上的一定范围内可以任意分布的荷载。例：民用建筑楼面上的活荷载、工业建筑中的起重机荷载等。3.按结构动力反应分类（1）静态荷载对结构或构件不产生加速度，或产生的加速度很小可忽略不计的荷载。例：结构自重、楼面活荷载等。（2）动态荷载对结构或构件产生不可忽略的加速度的荷载。例：起重机荷载、地震作用、作用在高层建筑上的风荷载等。2建筑结构|2.1结构上的作用、作用效应和结构抗力2.1.1结构上的作用——荷载代表值与分项系数一、荷载的代表值1.荷载标准值在设计基准期内，正常情况下可能出现的最大荷载值。如住宅楼面均布活荷载规定为2.0kN/m²。2.荷载组合值两种或两种以上可变荷载同时作用时，考虑到同时达到最大值的可能性较小，采用组合值（可变荷载乘以组合值系数）。3.荷载频遇值在设计基准期内，超越的总时间为规定较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。4.荷载准永久值在设计基准期内，超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。准永久值系数恒小于1.0。二、荷载分项系数作用类型对结构不利对结构有利永久作用≥1.3≤1.0预应力≥1.3≤1.0工业房屋楼面活荷载(>4kN/m²)≥1.40其他可变作用≥1.50三、荷载设计值荷载设计值等于荷载代表值乘以荷载分项系数。按承载能力极限状态计算荷载效应时，需考虑荷载分项系数；按正常使用极限状态计算时（短期效应组合、长期效应组合），可靠度要求可适当放松，因此不考虑分项系数，即分项系数为1.0。3建筑结构|2.1结构上的作用、作用效应和结构抗力2.1.2作用效应定义：作用在结构上的直接作用或间接作用，将引起结构或结构构件产生内力和变形，这些内力和变形总称为作用效应。内力包括：轴力、弯矩、剪力、扭矩等。变形包括：挠度、转角、侧移、裂缝等。举例（简支梁均布荷载q）：跨中弯矩M=1/8ql₀²支座边剪力V=1/2ql₀跨中挠度=5ql₀⁴/(384B)由直接作用产生的作用效应称为荷载效应。因作用和作用效应之间存在因果关系，故作用效应也具有随机性。作用效应可通过材料力学或结构力学方法计算得出。图：梁的弯曲变形与内力示意图2.1.3结构抗力定义：结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应（即内力和变形）的能力，如构件的承载能力、刚度等。影响因素：构件截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋种类、配筋数量及方式等。4建筑结构|2.1结构上的作用、作用效应和结构抗力2.1小节小结结构上的作用直接作用（荷载）：集中力或分布力，如自重、活荷载间接作用：引起变形，如温度变化、收缩、地震荷载分类：永久荷载、可变荷载、偶然荷载代表值：标准值、组合值、频遇值、准永久值作用效应与结构抗力作用效应：作用引起的内力（轴力、弯矩、剪力）和变形（挠度、裂缝）荷载效应：由直接作用产生的作用效应作用效应具有随机性结构抗力：结构承受作用效应的能力，取决于截面尺寸、材料强度、配筋核心关系结构设计的本质是处理"作用效应"与"结构抗力"之间的关系：荷载设计值=荷载代表值×荷载分项系数（永久荷载不利时取1.3，可变荷载不利时取1.5）设计要求：结构抗力≥作用效应，确保结构安全可靠。52.2建筑结构概率极限状态设计方法ProbabilisticLimitStateDesignMethodforBuildingStructures2.2.1设计使用年限|2.2.2功能要求|2.2.3极限状态定义与分类2.2.4承载能力极限状态设计|2.2.5正常使用极限状态设计|2.2.6材料强度与荷载取值建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2.1结构的设计使用年限结构的设计应根据工程的使用功能、建造和使用维护成本以及环境影响等因素规定设计工作年限。房屋建筑的结构设计工作年限不应低于表2-1的规定。表2-1房屋建筑的结构设计工作年限相关规定1.附属设施设计年限结构的防水层、电气和管道等附属设施的设计工作年限，应根据主体结构的设计工作年限和附属设施的材料、构造和使用要求等因素确定。2.不一致时的标明要求结构部件与结构的安全等级不一致或设计工作年限不一致的，应在设计文件中明确标明。3.设计基准期我国结构所采用的设计基准期为50年。设计使用年限是设计规定的一个时期，在这一规定时期内，房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下不需要进行大修就能按其预定目的使用。6建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2.2结构的功能要求结构的设计、施工和维护应使结构在规定的设计使用年限内以规定的可靠度满足规定的各项功能要求，包括：承受施工和使用期间的各种作用、保持良好使用性能、具有足够耐久性能、火灾时保持承载力、偶然事件时保持整体稳固性防止连续倒塌。安全性在正常施工和正常使用条件下，结构应能承受可能出现的各种荷载作用和变形而不发生破坏。在偶然事件发生后，结构仍能保持必要的整体稳定性。举例：厂房结构平时受自重、起重机、风和积雪等荷载作用时均应坚固不坏；遇到强烈地震、爆炸等偶然事件时，容许有局部损伤，但应保持整体稳定而不发生倒塌。适用性在正常使用时，结构应具有良好的工作性能。举例：起重机梁变形过大会使起重机无法正常运行；水池出现裂缝不能蓄水等，都会影响正常使用。需要对变形、裂缝等进行必要的控制。耐久性在正常维护的条件下，结构应能在预计的使用年限内满足各项功能要求，即应具有足够的耐久性。举例：结构材料不致出现影响功能的损坏；钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。安全性、适用性和耐久性统称为结构的可靠性——结构在规定时间内、规定条件下，完成预定功能的能力7建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2.3结构极限状态的定义与分类定义：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限状态。极限状态实质上就是结构可靠（有效）或不可靠（失效）的界限。《建筑结构可靠性设计统一标准》（GB50068—2018）将极限状态分为三类：承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形的状态，关系到安全性。判定标志：①构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承载②整个结构或其一部分作为刚体失去平衡③结构转变为机动体系④结构或构件丧失稳定⑤结构因局部破坏而发生连续倒塌⑥地基丧失承载力而破坏⑦结构或构件的疲劳破坏正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用的某项规定限值的状态，关系到适用性。判定标志：①影响正常使用或外观的变形②影响正常使用的局部损坏③影响正常使用的振动④影响正常使用的其他特定状态耐久性极限状态对应于结构或构件在环境影响下出现的劣化达到耐久性能的某项规定限值或标志的状态，关系到耐久性。判定标志：①影响承载能力和正常使用的材料性能劣化②影响耐久性能的裂缝、变形、缺口、外观及材料削弱等③影响耐久性能的其他特定状态8建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2.4承载能力极限状态设计——基本规定与设计表达式一、作用组合的规定持久设计状况和短暂设计状况→采用基本组合偶然设计状况→采用偶然组合地震设计状况→采用地震组合作用组合应为可能同时出现的作用的组合每个组合中应包括一个主导可变作用，或一个偶然作用，或一个地震作用永久作用的有利部分和不利部分应分别作为单独作用考虑二、承载能力极限状态设计表达式γ₀Sd≤Rd(2-1)γ₀——结构重要参数：一级≥1.1，二级≥1.0，三级≥0.9；偶然和地震状况取1.0Sd——荷载效应组合的设计值，按基本组合或地震组合计算Rd

——结构构件抗力的设计值，按有关建筑结构设计规范确定图：结构承载能力极限状态示意图设计含义：承载能力极限状态设计的核心是保证结构的荷载效应（内力）不超过结构的抗力（承载力）。通过引入结构重要参数γ₀和荷载分项系数，确保结构具有足够的安全储备。安全等级越高，γ₀越大，安全储备越高。9建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2.4承载能力极限状态设计——荷载效应组合1.荷载基本组合的效应设计值S_dGik

——第i个永久作用的标准值；Q1k

——第1个可变荷载（主导可变荷载）的标准值；Qjk——第j个可变荷载的标准值；P——预应力作用的有关代表值γGi——第i个永久作用的分项系数；γL1,γLj

——第1个和第j个考虑结构设计工作年限的荷载调整系数（50/100年时分别为0.9/1.0/1.1）γQ1,γQj

——第1个和第j个可变作用的分析系数；γp——预应力作用的分析系数；ψcj——第j个可变作用的组合值系数2.荷载偶然组合的效应设计值S_dAd

——偶然作用的代表值；ψf1——第1个可变作用的频遇值系数；ψq1,ψqj——第1个和第j个可变作用的准永久值系数3.地震组合：应符合结构抗震设计的规定。地震设计状况下应按作用的地震组合计算荷载效应组合的设计值。10建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2.5正常使用极限状态设计——验算内容与设计表达式一、正常使用极限状态验算内容混凝土结构构件应根据使用功能及外观要求，按下列规定验算：①对需要控制变形的构件，应进行变形验算②对不允许出现裂缝的构件，应进行混凝土受拉应力验算③对允许出现裂缝的构件，应进行受力裂缝宽度验算④对舒适度有要求的楼盖结构，应进行竖向自振频率验算二、正常使用极限状态设计表达式Sd≤C(2-4)Sd——正常使用极限状态的荷载组合效应值C——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、应力、裂缝宽度等的限值应分别按荷载的准永久组合、标准组合并考虑长期作用的影响进行验算图：结构正常使用极限状态（变形与裂缝）示意图三、正常使用与承载能力极限状态的区别承载能力极限状态：关系到结构安全，超过后结构破坏或倒塌，验算时考虑荷载分项系数，可靠度要求高。正常使用极限状态：关系到使用功能，超过后结构虽不倒塌但影响正常使用（变形过大、裂缝过宽），验算时不考虑荷载分项系数（取1.0），可靠度要求可适当放松。11建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2.5正常使用极限状态设计——荷载组合标准组合(2-5)主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性损害的情况。当式(2-2)的荷载分项系数与设计使用年限的调整系数均取为1.0时，即得式(2-5)。频遇组合(2-6)对可变荷载而言，荷载频遇值指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概率为规定概率的荷载值。准永久组合(2-7)荷载准永久值反映可变荷载的一种状态，按照在设计基准期内荷载达到和超过该值的总持续时间与设计基准期的比值为0.5来确定。12建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2.5正常使用极限状态设计——裂缝控制与挠度验算一、裂缝控制验算裂缝控制等级共分为三级：一级：严格要求不出现裂缝，构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力二级：一般要求不出现裂缝，构件受拉边缘混凝土拉应力不应大于轴心抗拉强度标准值三级：允许出现裂缝，最大裂缝宽度不应超过表2-2规定的限值二、受弯构件的挠度验算计算受弯构件的最大挠度时，应按荷载效应标准组合并考虑荷载长期作用的影响，其计算值不应超过表2-3规定的挠度限值。13建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2.6按极限状态设计时材料强度和荷载的取值一、材料强度标准值材料强度标准值是结构设计时所采用的材料强度的基本代表值，也是生产中控制材料性能质量的主要指标。系按标准试验方法测得的具有不小于95%保证率的强度值。fk=fm−1.645σ(2-8)fk,fm——材料强度的标准值和平均值；σ——材料强度的均方差二、材料强度设计值由强度标准值除以相应的材料分项系数确定。fd=fk/γd(2-9)fd——材料强度设计值；γd——材料分项系数材料分项系数及其强度设计值主要通过对可靠指标的分析及工程经验标准确定。三、荷载代表值荷载代表值是设计中用以验算极限状态所采用的荷载量值，主要包括：1.荷载标准值荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值。结构自重可根据设计尺寸和材料重度确定；可变荷载取某一分位值作为代表值。2.荷载组合值使组合后的荷载效应在设计基准期内的超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的荷载值。3.荷载准永久值在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。4.荷载频遇值在设计基准期内，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。14建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法例题2-1屋面梁跨中弯矩荷载效应组合计算（题目）解题思路：本题需分别计算三种荷载效应组合：①基本组合（考虑分项系数）；②标准组合（分项系数取1.0）；③准永久组合（可变荷载取准永久值）。关键是正确识别主导可变荷载并套用对应公式。15建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法例题2-1屋面梁跨中弯矩荷载效应组合计算（解答）16建筑结构|2.2建筑结构概率极限状态设计方法2.2小节小结基本概念设计使用年限：临时5年/普通50年/重要100年功能要求：安全性、适用性、耐久性（可靠性）极限状态：承载能力、正常使用、耐久性承载能力极限状态设计表达式：γ₀Sd≤Rd作用组合：基本组合、偶然组合、地震组合考虑荷载分项系数，可靠度要求高关系到结构安全，超过后结构破坏正常使用极限状态设计表达式：Sd≤C荷载组合：标准组合、频遇组合、准永久组合不考虑分项系数（取1.0）验算内容：变形、裂缝、自振频率材料强度与荷载取值材料强度标准值：f_k=f_m−1.645σ（具有95%保证率）材料强度设计值：f_d=f_k/γ_d（标准值除以材料分项系数）荷载代表值：标准值（基本代表值）、组合值（多荷载同时作用）、频遇值（超越时间较小比率）、准永久值（超越时间约设计基准期一半）核心关系：承载能力极限状态考虑分项系数，安全储备高；正常使用极限状态不考虑分项系数，可靠度要求适当放松。172.3建筑抗震设计基本原则BasicPrinciplesofBuildingSeismicDesign2.3.1地震的相关概念|2.3.2建筑抗震的基本要求建筑结构|2.3建筑抗震设计基本原则2.3.1地震的相关概念——地震与地震波一、地震的定义地震（通常又称地动）是指岩石圈的振动。一次强烈地震过后往往伴随着一系列较小的地震，称为余震。地震发生时会产生地震波，地震波是由于震源的岩石破裂而产生的弹性波，分为体波和面波，体波又分为横波（P波）和纵波（S波）。横波（P波）：传播速度2.0~5km/s，引起地面水平振动，是造成建筑物破坏的主要原因。纵波（S波）：传播速度3.5~10km/s，引起地面上下振动。纵波先到达地表，人先感觉到上下振动，但衰减比横波快，离震中较远的地方只感觉到水平振动。相关概念：震源→地震波产生的地方震中→震源在地面上的垂直投影，震动最强烈、破坏最严重震源深度→震中到震源的深度震中距→观测点到震中的距离图：地震构造与震源、震中示意图二、震级与烈度震级：地震强度大小的度量，根据释放能量划分，采用里氏震级。每增强一级，能量约增加31倍。<2.5级：微震；2.5~5.0级：有感地震；>5.0级：破坏性地震。烈度：地震对地面及建筑物造成的破坏程度，分为1~12度，5度以上才会造成破坏。一次地震震级只有一个，但烈度因观测点不同而不同。18建筑结构|2.3建筑抗震设计基本原则2.3.1地震的相关概念——设防烈度与地震分类一、基本烈度、设防烈度与地震区划基本烈度：一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下，可能遭遇到的超越概率为10%的地震烈度值，是抗震设防的依据。设防烈度：按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度，一般情况下取基本烈度。地震区划：根据地质构造、历史地震规律、强震观测资料，采用地震危险性分析方法，计算各地区未来一定时段内某烈度的超越概率，将国土划分为不同基本烈度覆盖的区域。二、地震的分类（按成因）构造地震：主要的破坏地震，地壳运动引起岩层断裂错动而发生。火山地震：火山活动时岩浆喷发冲击或热力作用引起。陷落地震：地下水溶解岩石或地下采矿形成空洞，造成地层塌陷，约占总数3%。诱发地震：特定地区因外界因素诱发，如水库蓄水、油井灌水等。此外还有人工地震（开山、开矿、爆破等引起）。三、地震的分类（按震源深度）浅源地震：震源深度小于70km中源地震：震源深度70~300km深源地震：震源深度大于300km一般来说，震源越浅，地震的破坏性越大。破坏性最大的地震一般是浅源地震，震源深度一般不超过20km。知识要点基本烈度是抗震设防的依据，超越概率10%（50年）设防烈度一般取基本烈度构造地震是最主要的破坏地震震源越浅，破坏性越大19建筑结构|2.3建筑抗震设计基本原则2.3.2建筑抗震的基本要求——设防目标与设防类别一、抗震设防目标我国抗震设防目标概括为"三水准"：第一水准（小震不坏）：遭遇低于设防烈度的多遇地震时，主体结构不受损坏或不需修理即可继续使用。第二水准（中震可修）：遭遇相当于设防烈度的地震时，可能损坏，经一般性修理仍可继续使用。第三水准（大震不倒）：遭遇高于设防烈度的罕遇地震时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。二、抗震设计的两个方面1.作用-抗力计算：计算地震对建筑物的作用、产生的效应，并将此效应与其他作用效应进行组合来设计建筑结构抗力（包括截面尺寸、配筋、构件节点等）。2.抗震措施：除作用-抗力计算以外的抗震设计内容，主要是从工程经验来加强抗震构造措施。本教材主要涉及抗震措施方面的内容。三、抗震设防类别（按重要性）甲类（特殊设防类）：涉及国家公共安全的重大建筑工程和可能发生严重次生灾害的建筑。乙类（重点设防类）：地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线建筑，以及可能导致大量人员伤亡的建筑。丙类（标准设防类）：大量的除甲、乙、丁类以外按标准要求设防的建筑。丁类（适度设防类）：使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害，允许适度降低要求的建筑。20建筑结构|2.3建筑抗震设计基本原则2.3.2建筑抗震的基本要求——抗震设防标准设防类别简称抗震措施地震作用特殊设防类甲类按高于本地区设防烈度一度的要求加强；9度时按比9度更高的要求采取按批准的地震安全性评价结果且高于本地区设防烈度的要求确定重点设防类乙类按高于本地区设防烈度一度的要求加强；9度时按比9度更高的要求采取；地基基础抗震措施应符合有关规定按本地区抗震设防烈度确定标准设防类丙类按本地区抗震设防烈度确定，达到遭遇罕遇地震时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的设防目标按本地区抗震设防烈度确定适度设防类丁类允许按本地区设防烈度要求适当降低；但6度时不应降低一般情况下，仍按本地区抗震设防烈度确定规范依据：《建筑抗震设计标准》（GB/T50011—2010）（2024年版）。抗震设防标准根据建筑使用功能的重要性分类确定，甲类要求最高，丁类可适当降低。21建筑结构|2.3建筑抗震设计基本原则2.3小节小结地震的相关概念地震是岩石圈的振动，地震波分为体波（横波P、纵波S）和面波横波引起水平振动，是建筑物破坏的主要原因震级表示地震强度（里氏震级），一次地震只有一个震级烈度表示破坏程度（1~12度），因观测点不同而不同基本烈度：50年超越概率10%，是抗震设防依据建筑抗震的基本要求抗震设防目标：小震不坏、中震可修、大震不倒抗震设计分为作用-抗力计算和抗震措施两方面抗震设防类别：甲类（特殊）、乙类（重点）、丙类（标准）、丁类（适度）甲、乙类抗震措施提高一度，丙类按本地区烈度，丁类可适当降低震源越浅，地震破坏性越大；构造地震是主要破坏地震核心要点建筑抗震设计的核心是贯彻"三水准"设防目标：小震不坏、中震可修、大震不倒。设计时应根据建筑使用功能的重要性正确选择抗震设防类别（甲、乙、丙、丁），并按相应标准确定抗震措施和地震作用。抗震构造措施是提高建筑抗震能力的重要手段，包括合理的结构布置、增强节点连接、设置抗震缝等。22建筑结构|项目2建筑结构设计基本原则全章总结——知识框架与核心要点2.1建筑结构基本概念建筑结构：承受各种作用的受力骨架按材料：砌体、混凝土、钢、木结构按承重体系：混合、框架、剪力墙、框剪、筒体功能要求：安全性、适用性、耐久性2.2概率极限状态设计设计使用年限：5年/50年/100年极限状态：承载能力、正常使用、耐久性承载能力：γ₀Sd≤Rd（基本/偶然/地震组合）正常使用：Sd

≤C（标准/频遇/准永久组合）材料强度：标准值fk，设计值fd=fk/γd2.3抗震设计基本原则地震：岩石圈振动，横波致破坏为主震级（强度）vs烈度（破坏程度）基本烈度：50年超越概率10%设防目标：小震不坏、中震可修、大震不倒设防类别：甲、乙、丙、丁四类核心公式与要点回顾1.承载能力极限状态：γ₀Sd≤Rd——考虑荷载分项系数，安全储备高，关系到结构安全。2.正常使用极限状态：Sd≤C（——不考虑分项系数，验算变形、裂缝、自振频率，保证适用性。3.材料强度标准值：fk=fm−1.645σ（95%保证率）；设计值fd=fk/γd。4.抗震设防三水准：小震不坏（多遇地震）、中震可修（设防烈度）、大震不倒（罕遇地震）。5.荷载代表值：标准值（基本）、组合值（多荷载同时）、频遇值（超越时间小比率）、准永久值（超越时间约一半）。23建筑结构|项目2建筑结构设计基本原则复习思考题第一部分：结构设计基本概念2-1什么是设计使用年限？我国是如何划分设计使用年限的？2-2结构在规定的设计使用年限内，应满足哪些功能要求？2-3什么是极限状态？极限状态包括哪几类？2-4什么是承载能力极限状态？在何种情况下可认为超过了承载能力极限状态？2-5什么是正常使用极限状态？在何种情况下可认为超过了正常使用极限状态？第二部分：抗震设计基本概念2-6解释震级与烈度