钢筋混凝土结构的基本设计原则
钢筋混凝土框架结构设计的基本原则

钢筋混凝土框架结构设计的基本原则钢筋混凝土框架结构是目前建筑结构中常见的一种形式,其设计的基本原则对于建筑的稳定性、安全性等方面都至关重要。
本文将围绕着设计钢筋混凝土框架结构的基本原则展开。
一、考虑建筑的使用功能在进行设计时,首先需要考虑的是建筑的使用功能。
不同用途的建筑对结构设计的要求是不同的。
例如,住宅楼与办公楼对结构的要求就有所不同,学校与医院的要求也会有所不同。
因此,设计师需要充分了解建筑的使用要求,以调整结构的布置方式与要素来满足建筑的功能需求。
二、确定荷载标准在进行结构设计之前,需要先确定所需的荷载标准。
这些标准可能来自于当地的建筑标准、建筑代码以及地震标准等。
确定荷载标准之后,设计师需要对荷载进行分析,包括其来源、数量以及荷载对结构安全稳定性的影响等方面。
这些分析结果将为设计师提供了有益的信息,以便在设计中准确地考虑各种荷载情况,并确保结构的安全性。
三、地基选择和基础配筋对于建筑的稳定性来说,地基选择和基础配筋是至关重要的。
地基是支撑整个建筑物的基础,而基础配筋则主要用于加强地基的承载能力。
因此,在设计中必须考虑到地基的稳定性和承载能力,同时采用恰当的配置方案,以确保基础与地基之间的有效传递力量。
四、考虑结构稳定性钢筋混凝土框架结构的稳定性也是设计考虑的优先因素。
稳定性问题包括梁与柱之间的联系、节点的设计方案等。
稳定性问题的解决需要充分考虑结构的空间位置、材料强度、结构重量和低刚度等因素,特别是在地震区域,稳定性更是至关重要,需要加倍注意。
五、结构设计的灵活性和节能性在钢筋混凝土框架结构设计中,灵活性和节能性也是需要注意的两点。
其中灵活性主要涉及到结构方案的设计,结构设计的灵活性不但可以适应不同的功能需求,同时也可以满足个人化需求;节能性则需要在设计过程中充分考虑各项因素,采取合理有效的结构方案来减少能源损耗和环境污染。
以上就是设计钢筋混凝土框架结构的基本原则,这些基本原则的遵循与实践是建筑结构安全与稳定的基石。
钢筋混凝土设计规范

钢筋混凝土设计规范
钢筋混凝土设计规范是指钢筋混凝土结构设计过程中需要遵循的规范和标准。
以下是对钢筋混凝土设计规范的一些基本要点。
1. 结构基本要求:钢筋混凝土结构设计应满足安全、耐久、经济和美观的要求;结构的承载能力应满足要求,并考虑可靠性和适用性。
2. 材料要求:混凝土应符合强度、抗裂、耐久、可施工性等要求;钢筋应符合强度、延伸性、粘结性等要求。
3. 计算方法:结构的计算方法包括强度计算、位移计算和稳定计算等。
其中强度计算是最基本的计算方法,通过分析结构的受力状况,计算结构的受力状态和极限状态。
4. 构件设计:钢筋混凝土结构的构件设计包括梁、柱、板、墙和基础等。
构件设计时需考虑构件的受力情况、尺寸、形状、开孔、配筋等要求。
5. 配筋设计:配筋设计是将结构计算中得到的受力数据转化为配筋方案的过程。
设计中需满足构件的强度和刚度需求,同时注意布置钢筋的合理性和施工性。
6. 抗震设计:钢筋混凝土结构必须满足抗震要求,以保证在地震作用下具有足够的稳定性和耐久性。
抗震设计中,需考虑地震荷载、结构的地震反应、抗震措施等。
7. 施工要求:施工应按照设计规范进行,包括混凝土浇筑、钢筋布置、连接、支撑、养护等方面的要求。
施工中需保证质量和安全。
总之,钢筋混凝土设计规范是保证结构安全、经济、耐久的重要依据。
设计师在设计过程中需要遵循相关规范,确保结构的承载能力、稳定性和适用性,同时满足抗震和施工要求。
只有遵循设计规范,才能保证钢筋混凝土结构的质量和安全。
钢筋混凝土结构抗震设计规范

钢筋混凝土结构抗震设计规范随着社会的发展,建筑工程越来越多地成为人们关注的焦点。
而对于建筑工程的抗震设计,更是一个必须重视的问题。
因为在地震灾害中,建筑物的抗震性能直接关系到人们的生命财产安全。
因此,钢筋混凝土结构抗震设计规范的重要性不言而喻。
本文将从以下几个方面对钢筋混凝土结构抗震设计规范进行详细介绍和探讨。
一、钢筋混凝土结构抗震设计规范的意义钢筋混凝土结构是建筑工程中最常见的一种结构形式,其抗震性能直接关系到建筑物在地震中的安全性和可靠性。
因此,制定钢筋混凝土结构抗震设计规范,对于提高建筑物的抗震性能,保障人们的生命财产安全具有重要的意义。
二、钢筋混凝土结构抗震设计规范的内容1. 抗震设计基本原则钢筋混凝土结构抗震设计的基本原则是“抗震第一、安全第一”。
在设计过程中,应根据建筑物的性质、用途、地理位置和地震烈度等因素,科学合理地确定抗震性能目标和抗震设计参数,确保建筑物在地震中具有良好的抗震性能和安全性能。
2. 抗震设防烈度抗震设防烈度是指建筑物所在地区的地震烈度等级,是抗震设计中最基本的参数。
根据不同的地理位置和地震烈度等级,应科学合理地确定抗震设防烈度。
3. 结构抗震性能目标结构抗震性能目标是指建筑物在地震中的稳定性、耐震能力和可修复性等抗震性能指标。
在设计中,应根据建筑物的性质、用途和地震烈度等因素,科学合理地确定结构抗震性能目标。
4. 抗震设计参数抗震设计参数是指影响建筑物抗震性能的重要设计参数,包括结构形式、材料选用、构件尺寸和布置等。
在设计中,应根据建筑物的性质、用途和地震烈度等因素,科学合理地确定抗震设计参数。
5. 抗震设计验算方法抗震设计验算方法是指对建筑物进行抗震设计验算的方法和步骤。
在设计中,应采用科学合理的验算方法,确保建筑物在地震中具有良好的稳定性、耐震能力和可修复性等抗震性能。
三、钢筋混凝土结构抗震设计规范的应用钢筋混凝土结构抗震设计规范的应用不仅需要设计师具备丰富的抗震设计经验和专业知识,还需要设计师具有较强的工程实践能力。
钢筋混凝土结构设计规范

钢筋混凝土结构设计规范范本1:一、前言钢筋混凝土结构设计规范是建筑工程设计的重要依据,对于确保结构的安全性和可靠性具有重要意义。
本文档旨在规范钢筋混凝土结构的设计过程,包括设计原则、设计方法、设计要求等内容。
二、术语和定义1. 术语1:定义12. 术语2:定义2...三、结构设计基本原则1. 承载力设计原则1.1 强度设计原则1.2 稳定性设计原则1.3 疲劳设计原则2. 构造性连续性设计原则2.1 平面连续设计原则 2.2 空间连续设计原则 ...四、结构设计荷载1. 常规荷载1.1 死荷载1.2 活荷载1.3 风荷载1.4 地震作用2. 特殊荷载2.1 液体荷载2.2 材料自重2.3 ......五、结构设计方法1. 构件设计方法1.1 梁设计方法1.2 柱设计方法1.3 框架设计方法2. 高层建筑结构设计方法 2.1 承载力设计方法 2.2 稳定性设计方法 2.3 疲劳设计方法...六、结构设计要求1. 材料要求1.1 混凝土材料要求 1.2 钢筋材料要求1.3 预应力材料要求2. 施工要求2.1 混凝土施工要求 2.2 钢筋施工要求2.3 ......七、结构部件设计1. 梁设计1.1 梁截面尺寸设计 1.2 纵向钢筋设计 1.3 截面受剪设计1.4 ...2. 柱设计2.1 柱截面尺寸设计 2.2 柱纵向钢筋设计 2.3 截面受压设计 2.4 ......八、结构施工及验收1. 施工工艺要求1.1 混凝土浇筑1.2 砼养护1.3 钢筋焊接1.4 ...2. 结构验收标准2.1 混凝土结构验收标准2.2 钢筋混凝土验收标准2.3 ......附件:结构设计示意图、构造明细图、荷载计算表格等。
法律名词及注释:1. 术语1:解释12. 术语2:解释2...范本2:一、前言钢筋混凝土结构设计规范是建筑工程设计的重要依据,对于确保结构的安全性和可靠性具有重要意义。
本文档旨在规范钢筋混凝土结构的设计过程,包括设计原则、设计方法、设计要求等内容。
钢筋混凝土结构设计规范

钢筋混凝土结构设计规范首先,钢筋混凝土结构设计规范的内容主要包括结构设计的基本原则、荷载计算、材料选用、构件设计、施工和验收等方面。
其中,结构设计的基本原则包括结构的安全性、稳定性、经济性和美观性。
荷载计算则是根据建筑结构所承受的各种外部荷载(如风荷载、地震荷载、自重荷载等)进行计算,以确定结构的尺寸和材料的选用。
材料选用主要涉及混凝土、钢筋和其他辅助材料的选用标准。
构件设计则包括梁、柱、板、墙等构件的尺寸、配筋和连接方式等设计要求。
施工和验收则是指对设计图纸的执行、施工工艺的控制和结构的质量验收等方面的规范。
其次,钢筋混凝土结构设计规范的重要性不言而喻。
首先,它是保障建筑结构安全的重要手段。
通过遵守规范,可以有效地预防建筑结构发生倒塌、开裂等安全事故。
其次,规范的遵守有利于提高建筑结构的稳定性和耐久性。
合理的结构设计和材料选用可以延长建筑结构的使用寿命,减少维修和加固的成本。
此外,规范的遵守还有利于促进建筑结构的合理化设计和施工,提高建筑结构的经济性和美观性。
最后,钢筋混凝土结构设计规范应遵守的原则主要包括科学性、严谨性和实用性。
科学性是指规范应基于科学理论和实践经验,确保其设计方法和要求符合工程实际。
严谨性是指规范应严格遵循逻辑思维和数学推导的原则,确保其设计计算和要求的准确性和可靠性。
实用性是指规范应考虑到施工和验收的实际情况,确保其设计要求和施工工艺的可行性和操作性。
综上所述,《钢筋混凝土结构设计规范》是保障建筑结构安全、稳定和耐久的重要依据,其内容涵盖了结构设计的基本原则、荷载计算、材料选用、构件设计、施工和验收等方面。
规范的遵守对于提高建筑结构的安全性、稳定性和经济性具有重要意义。
因此,在进行钢筋混凝土结构的设计、施工和验收时,必须严格遵守相应的规范要求,确保建筑结构的质量和安全。
钢筋混凝土框架结构设计要点及注意事项

关键词:钢筋混凝土框架结构设计、建筑结构、混凝土、设计原则
钢筋混凝土框架结构设计的基本 概念和原则
钢筋混凝土框架结构是一种由混凝土和钢筋为主要材料,通过一定的构造形式 将钢筋与混凝土组合在一起形成的结构体系。这种结构形式具有较高的承载能 力和抗震性能,同时具有较好的耐久性和防火性能。在钢筋混凝土框架结构设 计中,应遵循以下基本原则:
(2)剪力墙的厚度和配筋应合理设计,以满足承载力和稳定性要求。
(3)对于高层建筑,剪力墙的数量和长度应适当增加,提高结构的抗震性能。
2、楼板设计
楼板是钢筋混凝土框架结构的水平承重构件,对于楼板的设计应注意以下几点: (1)楼板的厚度和配筋应合理设计,以满足承载力和稳定性要求。
(2)楼板跨度较大时,应采用双层双向配筋,提高板的整体性和抗震性能。
(3)对于结构边缘和转角部位,应适当增加配筋和板厚,以提高结构的抗裂 性和延性。
二、钢筋混凝土框架结构设计注 意事项
1、合理布置剪力墙
剪力墙是钢筋混凝土框架结构中的重要组成部分,对于提高结构的侧向刚度和 整体性具有关键作用。在剪力墙布置过程中,应注意以下几点:
(1)剪力墙的位置应均匀分布,避免集中布置在某一轴线上,以减小结构的 扭转效应。
1、刚度适宜:钢筋混凝土框架结构的刚度直接影响其承载能力和稳定性。刚 度过大可能导致结构变形能力下降,而过小则可能导致结构失稳。因此,设计 时需对结构的刚度进行合理控制,以达到最佳的承载能力和稳定性。
2、荷载合理:荷载是影响钢筋混凝土框架结构设计的重要因素之一。设计时 应根据建筑物的使用功能和结构形式,合理确定作用于结构上的荷载类型和大 小,以保证结构的安全性和稳定性。
(3)结构应具有良好的抗震性能,采取有效的抗震设计和构造措施,提高结 构的抗震烈度指标。
钢筋混凝土结构设计规范

钢筋混凝土结构设计规范钢筋混凝土结构设计规范是在设计过程中,为了保证工程质量和安全性,制定的一系列规范和标准。
下面介绍钢筋混凝土结构设计规范的主要内容。
一、设计原则和基本要求1.1 设计应满足强度、刚度和稳定性等基本要求。
1.2 设计应符合国家的规定和相关标准。
1.3 设计应考虑结构的使用寿命和抗震性能等。
1.4 设计应考虑施工和维护的便利性。
二、材料的选择和使用2.1 混凝土应选择符合标准要求的材料,包括水泥、骨料、外加剂等。
2.2 钢筋应选择符合标准要求的材料,包括钢筋的种类、规格和强度等。
2.3 施工中应严格控制材料的质量,防止材料的混合、运输和储存等过程中的损坏。
三、结构的布置和构造3.1 结构的布置应满足设计要求,包括荷载、空间利用和施工要求等。
3.2 结构的构造应满足受力要求,包括梁、柱、板和墙等的尺寸、配筋和连接方式等。
3.3 结构的节点应满足受力、刚度和变形要求,包括节点的布置、加固和连接等。
四、荷载和作用的计算4.1 荷载应按照国家的规定和相关标准进行计算,包括常规荷载和特殊荷载等。
4.2 荷载的作用应按照弹性和非弹性的原则进行计算,包括静荷载和动荷载等。
4.3 荷载的计算应考虑不同构件和结构系统的相互影响和相互作用。
五、设计的计算和分析5.1 结构的计算和分析应采用符合规范要求的方法和工具,包括理论计算和试验分析等。
5.2 结构的计算和分析应考虑受力、刚度和变形等的相互影响和相互作用。
5.3 结构的计算和分析应考虑荷载的变化和结构的安全性等。
六、施工的要求和检验6.1 施工过程中应按照设计要求和规范要求进行施工,包括浇筑、养护和验收等。
6.2 施工过程中应进行施工质量的检验,包括试验和检测等。
6.3 施工过程中应及时处理发现的问题和缺陷,保证施工质量和结构的安全性。
总结起来,钢筋混凝土结构设计规范是保证工程质量和安全性的重要依据,它规定了设计原则和基本要求、材料的选择和使用、结构的布置和构造、荷载和作用的计算、设计的计算和分析、施工的要求和检验等内容。
钢筋 混凝土结构设计的基本原理

(1) 作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变 作用频遇值效应相组合。
(2) 作用长期效应组合。永久作用标准值效应与可变 作用准永久值效应相组合。
3、在进行作用效应组合时需注意的问题:
(1)只有在结构上可能同时出现的作用,才 进行其效应的组合。
1.永久作用 在结构设计使用期内,其量值不 随时间而变化,或其变化与平均值相比可以忽 略不计的作用
2.可变作用 在结构设计使用期内,其量值随 时间而变化,其变化与平均值比较不可忽略的 作用。
3.偶然作用 在结构设计使用期内,出现的概 率很小,但一旦出现,其值很大且作用时间很 短的作用。
➢ 二、作用代表值
度作用效应为0.8,其他作用效应为1.0
正常使用极限状态采用作用的短期效应组合、 长期效应组合或短期效应组合并考虑长期 效应组合的影响,计算主要进行下列三个 方面的验算:
➢ 1.抗裂验算
d L
➢ 2.裂缝宽度验算 Wtk WL
➢ 3.挠度验算
fd fc
三、工程实例
➢ 例1-1:某一钢筋混凝土简支梁,跨中截面恒载弯矩标 准M试Q值分1=别M6G2计=08k算N5梁0.mk跨N,.中m人,截群汽面荷车弯载荷矩弯载的矩弯基标矩本准标效值准应M值组Q2合=8、0k短N.期m效, 应组合和长期效应组合值(结构安全等级为二级)。
2、正常使用极限状态
这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用 或耐久性能的某项规定值。当结构或构件出现下列 状态之一时,即认为超过了正常使用极限状态:
➢ ①影响正常使用或外观的变形;
➢ ②影响正常使用或耐久性能的局部损坏 (如过大的裂缝宽度);
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第2章钢筋混凝土结构的基本设计原则2.1 结构的功能及其极限状态2.1.1 结构的预定功能进行建筑物或构筑物的结构设计时,所要满足的基本要求是使结构能够在规定的期限内发挥出预期的各项功能,并且达到经济合理的目的。
工程结构的预定功能要求应包括以下几项:(1)在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用;(2)在正常使用时具有良好的工作性能,不致产生明显的变形和裂缝;(3)在规定使用时间内,只要正常维修即能保证其正常的使用功能;(4)即使在极偶然的灾害作用下,其局部可能破坏,但不致引起整体倒塌。
上述要求的(1)、(4)两项,属于结构的安全性;第(2)项属于结构的适用性;第(3)项是结构的耐久性要求。
结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性,也就是结构在规定的时间内、在规定的条件下,完成预定功能的能力。
“规定的条件”是指正常设计、正常施工和正常使用,不考虑人为过失的影响。
“规定的时间”是指“设计使用年限”,即结构在规定的条件下所应达到的使用年限,结构或结构构件在此期限内不需进行大修就能够完成其预定的使用功能。
我国对各类建筑结构的设计使用年限规定,如表2-1所示。
2.1.2 结构的极限状态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,此特定状态称为该功能的极限状态。
也就是说,结构的极限状态是指整个结构或其一部分能够满足设计规定功能的特定状态;当超过此特定状态时,结构即不能满足这些功能要求。
因此,极限状态实质上是区分结构可靠与失效的界限。
前面已经讲到,结构设计应满足四个方面的功能要求,而这四种情况是通过对下列四种极限状态的设计控制来实现的:(1)承载能力极限状态;(2)正常使用极限状态;(3)耐久性极限状态;(4)连续倒塌极限状态。
上述四种极限状态中,连续倒塌极限状态很难用计算加以控制,一般采用概念设计的方法定性地加以考虑,例如增加超静定次数和多余约束、对关键的重要受力部位增加安全储备等。
至于耐久性设计,目前只能采用定性的方法,通过控制材料质量、限定使用环境等方式加以考虑。
而承载能力极限状态设计计算和正常使用极限状态验算,则分别规定了明确的标志和限值,这也是结构设计的核心内容。
(一)承载能力极限状态承载能力极限状态是指相应于结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏或不适合继续承载的变形的情形。
当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了承载能力极限状态:(1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等);(2)结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏),或因过度变形而不适于继续承载;(3)结构转变为机动体系;(4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等);(5)地基丧失承载能力而破坏(如失稳等)。
承载能力极限状态主要考虑有关结构安全性的功能,出现超过此种极限状态的概率必须很低。
因此,任何承载的结构或者构件都需要按承载能力极限状态进行设计。
(二)正常使用极限状态正常使用极限状态是指对应于结构或结构构件的变形、裂缝或耐久性能达到某项规定的限值,使其无法正常使用的情形。
当结构或结构构件出现下列状态之一时,应认为超过了正常使用极限状态:(1)影响正常使用或外观的变形;(2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);(3)影响正常使用的振动;(4)影响正常使用的其他特定状态。
正常使用极限状态主要考虑有关结构适用性的功能,对生命财产的危害相对较小,出现的概率允许稍高一些。
但是,过大的变形和裂缝不仅影响结构的正常使用和耐久性能,也会让使用者产生心里上的不安全感,所以也应予以重视。
通常来说,结构或结构构件设计时,先按承载能力极限状态进行承载力设计计算,然后根据使用要求按正常使用极限状态进行变形、裂缝宽度或抗裂等验算。
2.2 结构极限状态的设计方法2.2.1 结构上的作用、作用效应与结构抗力凡是能够使结构产生内力、应力、位移、应变、裂缝的因素都称为结构上的作用,可分为两种:直接作用和间接作用。
直接作用习惯上称为荷载,是以力的形式作用于结构上,如施加在结构上的集中力或分布力;间接作用是以变形的形式作用于结构上,如因温度变化、混凝土收缩徐变、地基不均匀沉降、地震等因素引起结构外加变形或约束变形。
按随时间的变异,结构上的作用可分为三种:永久作用、可变作用和偶然作用。
永久作用是指在设计基准期内量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用;可变作用是指在设计基准期内其量值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的作用;偶然作用是指在设计基准期内不一定出现,而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。
直接作用或间接作用作用在结构上,会使结构产生内力和变形(如弯矩、剪力、压力、拉力、扭矩、裂缝等),称为作用效应。
当作用为直接作用(即荷载)时,其效应也称为荷载效应,通常用S表示。
整个结构或结构构件抵抗作用效应的能力(如承载力、刚度等)称为结构抗力,通常用R表示。
混凝土结构构件的截面尺寸、混凝土强度等级以及钢筋品种、配筋数量及方式等确定以后,构件截面就会具有一定的抗力。
结构上的作用、作用效应与结构抗力均不是确定值,而是随机变量。
因此,进行结构设计时,为确定可变作用以及与时间有关的材料性能的取值而选择一个时间参数,称为设计基准期。
我国的《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定的设计基准期为50年。
2.2.2 荷载和材料强度的确定要想求得结构或结构构件的作用效应和结构抗力,必须先确定结构上的作用大小以及结构所用材料的强度大小。
结构上的作用确定以后,根据结构力学、理论力学以及有关结构设计规定,可计算出结构上的作用效应。
结构抗力可按一定的计算模式确定,这也是本书后面几章着重介绍的内容,但必须先确定好钢筋和混凝土这两种主要材料的强度值。
本小节主要讨论直接作用(即荷载)如何取值?材料强度如何确定?(一)荷载标准值结构上的荷载可分为三类:永久荷载、可变荷载和偶然荷载。
永久荷载,也称为恒荷载,其大小、方向、作用点不随时间改变,例如结构自重(材料自身重量产生的荷载)。
结构自重可根据构件体积和材料容重计算确定。
需要注意的是,结构尺寸和构件规格虽然在设计图纸中明确下来了,但由于构件尺寸在施工制作过程中可能出现允许误差,以及材料组成或施工工艺对材料容重产生影响,使得构件的实际自重计算值可能偏高,也可能偏低,是在一定范围内波动,而不是一个定值。
可变荷载,也称为活荷载,其大小、方向、作用点随时间改变而变化,例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。
相对于恒荷载,可变荷载不是定值更容易理解,例如房屋楼面活荷载是由家具、设备、人员的重量产生的,而家具、设备的布置数量和方式是各异的,人员的流动更是随时在变化。
偶然荷载,在结构使用期间可能不出现,一旦出现,其作用时间短、效应大,例如爆炸力、撞击力等。
荷载的大小不是一个确定值,但是结构设计时必须确定其大小,以形成设计依据。
我国对建筑结构的各种荷载进行了大量的调查、实测和研究工作,对所取得的资料采用概率统计方法处理后,取得了这些荷载的概率分布和统计参数。
根据统计结果,国家标准《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)确定了相应荷载的标准值:(1)恒荷载标准值可按结构构件的尺寸和荷载规范规定的材料容重计算确定。
(2)不同类型建筑的楼面和屋面活荷载的标准值,可查荷载规范得到。
(3)风荷载标准值是由建筑物所在地的基本风压乘以风压高度变化系数、风载体型系数和风振系数确定,可按荷载规范确定。
(4)雪荷载标准值是由建筑物所在地的基本雪压乘以屋面积雪分布系数确定,荷载规范给出了全国各城市的50年一遇雪压值,屋面积雪分布系数可根据不同类别的屋面形式予以确定。
(二)材料强度标准值如上节所述,结构抗力也是随机变量。
造成结构抗力随机性质的主要原因是材料强度的离散性,或者叫做变异性,是指材质、生产工艺、加载方式、尺寸大小等因素引起的材料强度的不确定性。
例如,同一炉钢轧成的钢筋或同一次搅拌制作的混凝土试件,按照统一方法在同一试验机上进行强度测定,所测得的强度是不完全相同的。
统计资料表明,钢筋与混凝土强度的概率分布均基本符合正态分布。
例如,同一次搅拌的混凝土,制成若干个立方体标准尺寸试件,按标准试验方法测得的抗压强度各不相同,但其强度概率分布基本上符合正态分布。
材料强度具有变异性,不是一个定值,但结构设计时同样必须确定其大小,并作为设计依据。
所以,在符合规定的质量控制要求的前提下,根据材料强度概率分布的某一分位值将材料强度标准值确定下来。
根据国际建筑材料标准组织(RELIM )的统一规定,各国均取材料强度具有95%保证率的分位值作为材料的强度标准值,并由此确定材料的强度等级。
我国也不例外。
例如,HRB400级钢筋表示该种钢筋的屈服强度不小于400MPa 的概率超过95%,亦即其屈服强度不足400MPa 的可能性不会大于5%。
根据概率分布的统计运算,具有95%保证率的材料强度标准值实际上是材料强度的平均值减去1.645倍标准差得到的强度值。
由此可见,材料强度标准值是材料强度概率分布中具有一定保证率的偏低的材料强度值。
材料强度取值偏低了,对结构来说是偏于安全,结构的可靠性得以提高。
前一章已经提到,混凝土强度等级是按立方体抗压强度标准值确定。
经试验研究和分析,可确定混凝土的轴心抗压强度标准值和轴心抗拉强度标准值,分别用ck f 和tk f 表示。
不同强度等级混凝土的轴心抗压强度标准值和轴心抗拉强度标准值可查附表得到。
热轧钢筋的强度标准值系根据其屈服强度确定,用yk f 表示,不同品种钢筋的强度标准值可查附表得到。
2.2.3 结构的可靠性、失效概率和可靠指标(一)结构的可靠性如前所述,结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。
结构可靠度就是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。
所以说,结构可靠度实际上是结构可靠性的概率度量。
从可靠度理论的角度考虑,结构的安全程度取决于荷载(作用)在结构中引起的效应(S)以及结构自身所具有抗力(R)的关系。
而荷载效应(S)和结构抗力(R)均非固定数值,而为服从一定分布规律的随机变量,如图2-1所示。
图2-1 荷载效应、结构抗力的概率密度曲线当R > S 时,抗力大于效应,结构安全(可靠);当R < S 时,抗力小于效应,结构失效;当R = S 时,抗力等于效应,结构处于极限状态。
注意:结构失效并不一定意味着倒塌、断裂等恶性后果,凡结构未能达到应有使用功能(过大的变形、较宽的裂缝、局部破损、使用年限不足等)的状态,均可视为结构失效。
从图2-1可以看出,大多数情况下,结构抗力值R大于荷载效应值S,但是在两条分布曲线的重叠面积范围内仍有可能出现R小于S的情形。