建筑结构的设计原则和过程[详细]

1、,第四章 建筑结构的设计原则和过程,4.1 概念设计和数值设计,数值设计计算设计,概念设计是指根据地震震害和工程经验等形成 的基本设计原则和设计思想，进行建 筑和结构总体布置并确定细部构造的 过程,4 建筑结构的设计原则和过程,第四章 建筑结构的设计原则和过程,第四章 建筑结构的设计原则和过程,第四章 建筑结构的设计原则和过程,第四章 建筑结构的设计原则和过程,第四章 建筑结构的设计原则和过程,第四章 建筑结构的设计原则和过程,抗震设防区框架体系房屋体型和结构布置的要求,（1）房屋的平、立面宜采用简单的体型,尽量避免部分突出及刚度突变。,第四章 建筑结构的设计原则和过程,框架体系房屋体型,第四

2、章 建筑结构的设计原则和过程,转角部位局部加强,第四章 建筑结构的设计原则和过程,房屋顶部不宜有局部突出和刚度突变。若不能避免时，凸出部分应逐步收小，使刚度不发生突变，并作抗震验算。突出部分不宜采用混合结构。,鞭端效应,第四章 建筑结构的设计原则和过程,（2）抗侧力结构的布置应尽可能使房屋的刚度中心与地震力合力作用线接近或重合。,第四章 建筑结构的设计原则和过程,扭矩的作用,第四章 建筑结构的设计原则和过程,（3） 抗侧力结构的布置应使房屋中各部分的刚度均匀，不应过分悬殊。,第四章 建筑结构的设计原则和过程,剪力与弯矩,第四章 建筑结构的设计原则和过程,防震缝,第四章 建筑结构的设计原则和过程

3、,（4）在烈度较高的抗震设防区，楼、电梯间不宜布置在结构单元的两端和拐角部位。,（5）各层楼板应尽量在同一标高上，尽可能不采用错层框架。,第四章 建筑结构的设计原则和过程,错层框架,第四章 建筑结构的设计原则和过程,（6）房屋高低层相连不宜用牛腿，宜用防震缝分开。 （7）柱子的净高与截面长边的比值宜大于4。,牛腿破坏,第四章 建筑结构的设计原则和过程,1. 结构的功能要求,安全性 建筑结构在其设计使用年限内，在正常施工和正常使 用时，能够承受可能出现的各种作用。且在设计规定 的偶然事件发生时及发生后，结构应能保持必需的整 体稳定性。 适用性 建筑结构在其设计使用年限内，在正常使用时具有良 好的

4、工作性能。例如其变形、裂缝或振动等性能均不 超过规定的限度等。 耐久性 建筑结构在其设计使用年限内，在正常维护条件下具 有足够的耐久性。例如不发生由于混凝土保护层厚度 过薄、裂缝过宽而引起钢筋锈蚀，不发生混凝土严重 风化、腐蚀、老化而影响结构的使用寿命。,4.2 结构设计的基本原则,第四章 建筑结构的设计原则和过程,结构的设计使用年限 指结构在正常设计、施工、使用和维护下所应达到的使用年限。,第四章 建筑结构的设计原则和过程,结构的设计使用年限,第四章 建筑结构的设计原则和过程,建筑结构的安全等级,建筑结构的安全等级,承载能力极限状态 结构或结构构件达到最大承载 能力或不适于继续承载的变形。,

5、第四章 建筑结构的设计原则和过程,2. 结构的极限状态,第四章 建筑结构的设计原则和过程,(1) 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡 (如雨篷压重不足而倾覆、烟囱抗风不足而倾倒、挡土墙抗滑不足在土压力作用下而整体滑移等); (2) 结构构件或其连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏,如轴心受压构件中混凝土达到了轴心抗压强度、构件的钢筋因锚固长度不足而被拔出等),或因变形过大而不适于继续承受荷载; (3) 结构转变为机动体系(如构件发生三铰共线而形成机动体系，丧失承载能力); (4) 结构或构件丧失稳定(如细长柱到达临界荷载后压屈失稳而破坏)。,正常使用极限状态 结构或结构构件达到正常使用

6、或耐久性能的某项规定限值。,第四章 建筑结构的设计原则和过程,第四章 建筑结构的设计原则和过程,(1) 影响正常使用或外观的变形(如吊车梁变形过大导致吊车不能正常行驶、梁挠度过大影响外观等); (2) 影响正常使用或耐久性能的局部损坏(如水池池壁开裂漏水不能正常使用、如裂缝过宽导致钢筋锈蚀等); (3) 影响正常使用的振动(如由于机器振动而导致结构的振幅超过按正常使用要求所规定的限位等); (4) 影响正常使用的其它特定状态(混凝土腐蚀、结构相对沉降量过大等)。,3. 结构设计原则和方法,建筑结构可靠度设计统一标准 GB500682001规定： 对建、构筑物作结构设计时，采用以概率理论为基础的

7、极限状态设计方法。,第四章 建筑结构的设计原则和过程,第四章 建筑结构的设计原则和过程,(1) 结构可靠性指安全性、适用性和耐久性的总称。,(2) 结构可靠度指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。,第四章 建筑结构的设计原则和过程,(4) 荷载效应 和结构抗力,第四章 建筑结构的设计原则和过程,(4) 结构的功能函数,设Z为结构的功能函数,显然，结构可能出现下列三种情况,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,第四章 建筑结构的设计原则和过程,若已知Z的概率分布函数为,则,第四章 建筑结构的设计原则和过程,假定在功能函数Z=R-S中，R与S均服从正态分布且相互独立，则,-目标可靠指标（见表4.2.2）,第四章 建筑结构的设计原则和过程,4.3 实用设计表达式,1 . 承载力极限状态设计表达式,第四章 建筑结构的设计原则和过程,2 . 正常使用极限状态设计表达式,三阶段设计：初步设计、技术设计、施工图设计,1. 建筑设计的一般程序,4.4 建筑结构设计过程,第四章 建筑结构的设计原则和过程,2. 建筑结构设计的一般过程,（1）结构选型,（2）结构布置,（3