《建筑结构》最新备课课件：第二讲：建筑结构设计基本原则
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建筑结构的基本设计原则讲座
2.1.2 荷载代表值
1.荷载标准值 2.活载组合值 3.活载频遇值 4.活载准永久值
2.1.2 荷载代表值
1.荷载标准值
荷载标准值是指在设计基准期内，在正常 情况下可能出现的最大荷载值。
永久荷载标准值Gk可按结构构
件的设计尺寸和材料重力密度计 算确定，《荷载规范》中给出了 常用材料和构件的自重。
可变荷载标准值Qk可直接查
《荷载规范》得出。
2.1.2 荷载代表值
2.活载组合值
活载组合值是指对可变荷载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；或使组合后的结构具有统一规定 的可靠指标的荷载值。
活载组合值=活载标准值×Ψc
2.1.2 荷载代表值
2.2.4 极限状态设计法和设计表达式
(2) 板的跨中截面弯矩设计值 永久荷载产生的弯矩标准值
Mgk=1/8gkl02=11.66kN·m 可变荷载产生的弯矩标准值
Mqk=1/8qkl02=7.31 kN·m
2.2.4 极限状态设计法和设计表达式
由可变荷载效应控制的组合 γG=1.2，γQ=1.4 M=γGMgk+γQMqk=24.22kN·m
是指能够引起结构 外加变形和约束变 形，从而产生内力
效应的各种原因。
2.1 荷载的分类及代表值
荷载效应S
荷载作用下结构或构 件产生的内力、变形、 裂缝等的总称
[例]简支梁承受均布荷载q作用，计算 跨度为l，由力学计算可知其跨中弯矩
M＝
1 ql 2，支座剪力V ＝
1 ql 。
8
2
M与V
S
((随随时时间间的的变变异异性性分分类类))
结构的功能要求
建筑结构设计基本原则及合理设计方案
建筑结构设计基本原则及合理设计方案建筑结构设计是建筑设计过程中至关重要的一环，它直接关系到建筑的承重能力、稳定性和安全性。
一个合理的建筑结构设计方案，能够有效地保障建筑物的可持续发展和使用安全。
建筑结构设计具有重要的意义。
建筑结构设计的基本原则1. 承重原则建筑结构的主要作用是承受建筑物的自重和外部荷载，因此承重能力是设计的首要考虑因素。
在设计过程中，需要充分考虑建筑物所需承受的各种荷载，包括自重、风荷载、地震荷载等，并根据不同的荷载情况选择合适的结构形式和材料。
2. 稳定原则建筑结构设计需要保证建筑物在受到外部荷载作用时能够保持稳定，不发生倾斜或坍塌。
因此稳定原则是建筑结构设计的重要原则之一。
设计者需要考虑建筑物的整体结构形式、结构布局、支座形式等因素，确保建筑物在使用过程中稳定可靠。
3. 安全原则在建筑结构设计中，安全始终是至关重要的考虑因素。
设计者需要考虑建筑物使用过程中可能遇到的各种危险情况，包括地震、火灾、恶劣天气等，从而确保建筑物在这些情况下能够保持稳定和安全。
在设计过程中需要采用合理的构造形式和材料，以及合适的安全措施，从而保障建筑结构的安全可靠性。
1. 根据建筑用途确定结构形式建筑物的用途对其结构形式有着重要的影响。
对于不同用途的建筑物，其承载荷载和使用要求可能截然不同，因此需要根据建筑的用途选择合适的结构形式。
对于高层住宅建筑，通常采用框架结构或剪力墙结构；而对于工业厂房，则通常采用钢结构或混凝土框架结构。
2. 合理选择结构材料结构材料的选择直接关系到建筑物的承重能力、稳定性和安全性。
在选择结构材料时，需要考虑材料的强度、刚度、耐久性以及成本等方面的因素。
不同的建筑结构可能需要采用不同的结构材料，例如混凝土、钢材、木材等。
在选择结构材料时，需要充分考虑其适用性和经济性，从而得到一个合理的结构材料方案。
3. 合理的结构布局结构布局是指结构各部分的相对位置、形状和尺寸。
合理的结构布局能够有效地保证建筑物的稳定性和安全性。
第二章 建筑结构设计的基本原则
【解】 (1) 荷载标准值
① 永久荷载
水磨石地面
0.65kN/m2
20mm板底抹灰
17×0.02=0.34kN/m2
02 Part Two 建筑结构设计的基本原则
练习题2
板自重2.2kN/m2 作用在板上的永久荷载线荷载标准值为 gk=(0.65+0.34+2.2)×0.9=2.871kN/m ② 可变活荷载
(2-5)
S 荷载效应组合的设计值
R 结构构件抗力的设计值 结构重要性系数 γ0 的确定 ≥ 1.1, 安全等级为一级或设计使用年限≥100 ≥ 1.0, 安全等级为二级或设计使用年限=50 ≥ 0.9，安全等级为三级或设计使用年限≤5
02 Part Two 建筑结构设计的基本原则 2.5 极限状态设计表达式
02 Part Two 建筑结构设计的基本原则
2.5 极限状态设计表达式
正常使用极限状态设计表达式
由于达到或超过正常使用极限状态时的危害程度不如承载力不足引起的破坏严重，因此未考虑结 构重要度系数和荷载分项系数。
对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇组合和准永久组合 进行设计，使变形、裂缝、振幅、基底应力等荷载效应的组合值符合下式的要求：
1
fck 混凝土抗压强度标准值 ftk 混凝土抗拉强度标准值 fyk 钢筋屈服强度标准值
02 Part Two 建筑结构设计的基本原则
2.6 结构抗力设计值 R 2 材料强度设计值
02 Part Two 建筑结构设计的基本原则
练习题1
已知由永久荷载产生的弯矩标准值Mgk=11kN·m，起控制 作用的可变荷载产生的弯矩标准值Mqk=16kN·m，安全等级为 二级，求弯矩设计值。
《建筑结构讲座》课件
3
超高层结构
超高层结构是指建筑高度超过 300 米的建筑物，如何保证其结构安全是一个重要的技术难点。
4
可持续性建筑结构
可持续性建筑结构是指所采用的建筑结构在能源、环境等方面可持续发展的建筑结构。
建筑结构施工技术
结构施工方法
结构施工方法是指根据施工条件和结构特点，确定合理的施工工艺和施工流程。
结构施工安全
复合材料结构
复合材料结构化能够满足极端环境下的应力情况， 适用于太空、航空和海洋等领域。
结构创新技术
1
3D 打印建筑
3D 打印建筑技术是以3D 打印机为工具，将实体模型转化为建筑物模型，大大提高了建筑速 度和效率。
2
智能建筑结构
智能建筑结构是应用智能感知技术和数据处理技术，实现对建筑物的监控、优化和控制。
梁柱结构分析
梁柱结构分析是基于杆件模 型和梁板模型，采用有限元 法等方法进行结构分析计算。
结构材料应用
混凝土结构
混凝土结构是最为常见的建筑结构之一，其具有较 高的强度、抗震性能和耐久性。
钢结构
钢结构具有轻、强、刚、耐久的特点，广泛应用于 大跨度建筑和高层建筑结构中。
木结构
木结构具有环保、美观、温暖的特点，近年来得到 了越来越广泛的应用。
结构构件
包括墙体、柱子、梁、板、框架等结构组成部分，是支撑整个建筑物的重要组成部分。
结构设计原则
控制建筑位移
建筑位移会对建筑物产生很大的影响，需要再设计 阶段考虑到，并采用适当的措施来进行控制。
承载力设计
建筑物的承载力直接关系到其使用寿命和安全性， 在设计阶段需要进行适当的承载力计算和验证。
பைடு நூலகம்建筑耐久性设计
建筑结构设计基本原则2
1978年7月28日，唐山市文化路青年宫，为砖混结构的二层楼房，除四 根门柱外，全部坍塌
京沈铁路胥各庄段铁路被毁
结构耐久性的规定
1998年美国土木工程学会报告，美国现有29% 以上桥梁 和1/3以上的道路老化，有2100座水坝不安全，估计需有1.3 万亿美元改善其安全状态。
美国每年基础设施修复费用约为这些设施总资产的 10% ！
它是基本的代表值 ，其它的代表值都是以它 为基础计算的。
※ （1）永久荷载标准值 Gk ——尺寸和材料容重（查荷载规范）。
※ （2）可变荷载标准值 Qk
查荷载规范
楼面活载 雪载载 积灰荷载 屋面施工检修荷载
风载 地震作用 吊车荷载
表1 民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数
发达国家土建设施耐久性问题造成的年损失，约占 GDP 的1.5~2% ，其中主要是混凝土结构的耐久性破坏。
我国土建工程耐久性现状民用房屋 干湿交替的室外构件 过早锈蚀；
1、30－40年工业厂房；20－3 0年 大修 海港码头；
2、10－20年大修浪溅区最严重 桥梁除冰盐侵蚀； 3、10－20年大修隧道。 渗漏严重钢筋保护层过薄！ 混凝土等级过低！ 钢筋 过细！断面过薄！
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）；
※(二）正常使用极限状态
1、影响正常使用或外观的变形； 2、影响正常使用耐久性能的局部破坏（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的状态。
（ 1 ）过大的变形会造成房屋内部粉刷层剥落、 填充墙、隔断墙开裂及屋面积水等后果；
？
安全性
建筑结构预定功能
京沈铁路胥各庄段铁路被毁
结构耐久性的规定
1998年美国土木工程学会报告，美国现有29% 以上桥梁 和1/3以上的道路老化，有2100座水坝不安全，估计需有1.3 万亿美元改善其安全状态。
美国每年基础设施修复费用约为这些设施总资产的 10% ！
它是基本的代表值 ，其它的代表值都是以它 为基础计算的。
※ （1）永久荷载标准值 Gk ——尺寸和材料容重（查荷载规范）。
※ （2）可变荷载标准值 Qk
查荷载规范
楼面活载 雪载载 积灰荷载 屋面施工检修荷载
风载 地震作用 吊车荷载
表1 民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数
发达国家土建设施耐久性问题造成的年损失，约占 GDP 的1.5~2% ，其中主要是混凝土结构的耐久性破坏。
我国土建工程耐久性现状民用房屋 干湿交替的室外构件 过早锈蚀；
1、30－40年工业厂房；20－3 0年 大修 海港码头；
2、10－20年大修浪溅区最严重 桥梁除冰盐侵蚀； 3、10－20年大修隧道。 渗漏严重钢筋保护层过薄！ 混凝土等级过低！ 钢筋 过细！断面过薄！
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）；
※(二）正常使用极限状态
1、影响正常使用或外观的变形； 2、影响正常使用耐久性能的局部破坏（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的状态。
（ 1 ）过大的变形会造成房屋内部粉刷层剥落、 填充墙、隔断墙开裂及屋面积水等后果；
？
安全性
建筑结构预定功能
2 建筑结构的基本设计原则
作用效应是指结构上的各种作用，在结构内产生的 内力（如轴力、弯矩、剪力、扭矩等）和变形（如 挠度、转角、裂缝等）的总称，用S表示。由直接 作用产生的效应，通常称为荷载效应。
结构抗力是结构或构件承受作用效应的能力，如构 件的承载力、刚度、抗裂度等，用R表示。结构抗 力是结构内部固有的，其大小主要取决于材料性能、 构件几何参数及计算模式的精确性等。
（2）结构的功能函数
结构的工作性能可用下列结构功能函数Z来描 述。为简化起见，仅以荷载效应S和结构抗力R 两个基本变量来表达结构的功能函数，则有
2.2.1 结构的安全等级
建筑物的重要程度是根据其用途决定的，不 同用途的建筑物，发生破坏后所引起的生命财 产损失是不一样的。《建筑结构可靠度设计统 一标准》（GB 50068—2010）规定，建筑结构 设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危 及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等） 的严重性，采用不同的安全等级。根据破坏后 果严重程度，将建筑物划分3个设计等级，
2.2.1 荷载的分类
➢ 永久荷载，指在结构设计使用期间，其作用值不随 时间变化，或其变化幅度与平均值相比可以忽略不 计的荷载。如结构自重、土压力、预应力等，永久 荷载也称之为恒荷载。
➢ 可变荷载，指在结构设计使用期间，其作用值随时 间变化且其变化幅度与平均值相比不可忽略的荷载。 如楼面活荷载、屋面活荷载、积灰荷载、吊车荷载、 风荷载和雪荷载等，可变荷载又称为活荷载。
荷载分项系数及荷载设计值
➢ 由于荷载是随机变量，考虑其有超过荷载标准 值的可能性，以及不同变异性的荷载可能造成 结构计算时可靠度不一致的不利影响，因此， 在承载能力极限状态设计中将荷载标准值乘以 一个大于1的调整系数，此系数称为荷载分项 系数。
➢ 荷载设计值是指荷载标准值与荷载分项系数的 乘积。其数值大体相当于结构在非正常使用情 况下荷载的最大值，它比荷载的标准值具有更 大的可靠度。
结构抗力是结构或构件承受作用效应的能力，如构 件的承载力、刚度、抗裂度等，用R表示。结构抗 力是结构内部固有的，其大小主要取决于材料性能、 构件几何参数及计算模式的精确性等。
（2）结构的功能函数
结构的工作性能可用下列结构功能函数Z来描 述。为简化起见，仅以荷载效应S和结构抗力R 两个基本变量来表达结构的功能函数，则有
2.2.1 结构的安全等级
建筑物的重要程度是根据其用途决定的，不 同用途的建筑物，发生破坏后所引起的生命财 产损失是不一样的。《建筑结构可靠度设计统 一标准》（GB 50068—2010）规定，建筑结构 设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危 及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等） 的严重性，采用不同的安全等级。根据破坏后 果严重程度，将建筑物划分3个设计等级，
2.2.1 荷载的分类
➢ 永久荷载，指在结构设计使用期间，其作用值不随 时间变化，或其变化幅度与平均值相比可以忽略不 计的荷载。如结构自重、土压力、预应力等，永久 荷载也称之为恒荷载。
➢ 可变荷载，指在结构设计使用期间，其作用值随时 间变化且其变化幅度与平均值相比不可忽略的荷载。 如楼面活荷载、屋面活荷载、积灰荷载、吊车荷载、 风荷载和雪荷载等，可变荷载又称为活荷载。
荷载分项系数及荷载设计值
➢ 由于荷载是随机变量，考虑其有超过荷载标准 值的可能性，以及不同变异性的荷载可能造成 结构计算时可靠度不一致的不利影响，因此， 在承载能力极限状态设计中将荷载标准值乘以 一个大于1的调整系数，此系数称为荷载分项 系数。
➢ 荷载设计值是指荷载标准值与荷载分项系数的 乘积。其数值大体相当于结构在非正常使用情 况下荷载的最大值，它比荷载的标准值具有更 大的可靠度。
第二章 建筑结构设计基本原理 ppt课件
PPT课件 5
二、按随空间位置的变异分类 固定作用—在结构空间位置上具有固定分布的 作用。 可动作用—在结构空间位置上的一定范围内可 以任意分布的作用。 三、按结构的反应分类 静态作用—使结构产生的加速度可忽略不计的 作用。 动态作用—使结构产生的加速度不可忽略的作 用。
PPT课件 6
2.2.3荷载的代表值
时称上式为极限状态方程。
PPT课件 19
若功能函数Z仅与荷 载效应S和结构抗力R有 关时，结构极限状态方 程可写为： Z=R—S=0 当Z＞0时， 结构 处于可靠状态， 当Z＝0时， 结构处 于极限状态， 当Z＜0时， 结构 处于失效状态。
PPT课件 20
2.3.5结构可靠度、失效概率与可靠指标
PPT课件 26
2.4.1 承载能力极限状态设计表达式
oS R
S——承载能力极限状态的荷载效应(内力) 组 合的设计值 。 对于承载能力极限状态，结构构件应按 荷载效应的基本组合进行计算，必要时尚应按 荷载效应的偶然组合进行计算。 对于基本组合，其内力组合设计值可按以 下两公式中最不利值确定： 27 PPT课件
结构可靠度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，即 结构可靠度是结构可靠性的概率度量。 结构可靠性是指结构在规定的时间内(即 设计使用年限)，在规定的条件下(结构正常的 设计、施工、使用和维修条件)，完成预定功 能(如承载力、刚度、稳定性、抗裂性、耐久 性和动力性能等)的能力。
2.2.2作用的分类 一、按随时间的变异分类 永久作用 —在设计基准期内其量值不随时间 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— 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—在设计基准期内出现或不一定出 现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的 作用。
二、按随空间位置的变异分类 固定作用—在结构空间位置上具有固定分布的 作用。 可动作用—在结构空间位置上的一定范围内可 以任意分布的作用。 三、按结构的反应分类 静态作用—使结构产生的加速度可忽略不计的 作用。 动态作用—使结构产生的加速度不可忽略的作 用。
PPT课件 6
2.2.3荷载的代表值
时称上式为极限状态方程。
PPT课件 19
若功能函数Z仅与荷 载效应S和结构抗力R有 关时，结构极限状态方 程可写为： Z=R—S=0 当Z＞0时， 结构 处于可靠状态， 当Z＝0时， 结构处 于极限状态， 当Z＜0时， 结构 处于失效状态。
PPT课件 20
2.3.5结构可靠度、失效概率与可靠指标
PPT课件 26
2.4.1 承载能力极限状态设计表达式
oS R
S——承载能力极限状态的荷载效应(内力) 组 合的设计值 。 对于承载能力极限状态，结构构件应按 荷载效应的基本组合进行计算，必要时尚应按 荷载效应的偶然组合进行计算。 对于基本组合，其内力组合设计值可按以 下两公式中最不利值确定： 27 PPT课件
结构可靠度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，即 结构可靠度是结构可靠性的概率度量。 结构可靠性是指结构在规定的时间内(即 设计使用年限)，在规定的条件下(结构正常的 设计、施工、使用和维修条件)，完成预定功 能(如承载力、刚度、稳定性、抗裂性、耐久 性和动力性能等)的能力。
2.2.2作用的分类 一、按随时间的变异分类 永久作用 —在设计基准期内其量值不随时间 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— 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—在设计基准期内出现或不一定出 现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的 作用。
建筑结构的基本设计原则
荷载代表值
结构或构件设计时，需针对不同设计 目的对荷载赋予一个规定的量值，该量值 即为荷载代表值。 永久荷载采用标准值为代表值。 可变荷载采用标准值、组合值、频遇 值和准永久值为代表值。 偶然荷载按使用的特点确定代表值。 其中荷载标准值为基本代表值。
荷载标准值
荷载标准值是指在结构使用期间，在 正常情况下可能出现的最大荷载值。
可靠状态 极限状态 失效状态
Z=g(R,S)=R-S
荷载效应
结构可靠工作的基本条件为:Z≥0或R≥S
承载能力极限状态实用设计表达式
安全等级为一级（或100年及以上 ）γ0≥1.1
结构重要性系数
安全等级为二级（或５０年 ）γ0≥1.０ 安全等级为三级（或<５年 ）γ0≥０.９
γ0S ≤R
荷载效应组合 设计值
查得
可变荷载准永久值
在设计基准期内经常作用的可变荷载， 称可变荷载准永久值。其具有总持续时间较 长的的特点，对结构的影响类似于永久荷载。
可变荷载准永久值＝可变荷载标 准值×荷载准永久值系数ψq 荷载准永久值系数可由《荷载规 范》查得
结 构 的 功 能 要 求
安全性
结构应能承受在正常施工和正常 使用的情况下可能出现的各种作 用，在设计规定的偶然事件发生 时及发生后，结构仍能保持必需 的整体稳定性，不致发生倒塌。 结构在正常使用期间应具有良好的工作 性能。例如，不发生过大的变形、振幅、 过宽的裂缝等，以免影响正常使用。 结构在正常使用和正常维护条件下应 具有足够的耐久性能，以保证结构能 够正常使用到预定的设计使用期限。
结构的可靠度
结构完成预定功能的能力不 能事先确定，只能用概率来 描述。
是指结构在设计使用年限内，在正常设计、施工、使 用和维护的条件下完成预定功能的概率。
第二篇 建筑结构设计的基本原则
结构安全等级
安全等级 一级 二级 三级 破坏后果 很严重 严重 不严重 建筑物类型 重要的建筑物 一般建筑物 次要的建筑物
承载能力极限状态的荷载效应组合设计值 S——承载能力极限状态的荷载效应组合设计值。 承载能力极限状态的 结构构件应按荷载效应的基本组合进行计算， 结构构件应按荷载效应的基本组合进行计算，必 要时按荷载效应的偶然组合进行计算。 对基本组合， 应按下列组合中最不利值确定： 对基本组合，S应按下列组合中最不利值确定： 由可变荷载效应控制的组合： （1）由可变荷载效应控制的组合： S=γGSGk+γQ1SQ1k＋∑ ψ S=γ (2)由永久荷载效应控制的组 (2)由永久荷载效应控制的组 S=γ S=γGSGk＋∑ ψ
第二篇 建筑结构设计的基本原则
建筑结构的功能要求 建筑结构极限状态设计基本方法
第一节 建筑结构的功能要求和极限状态
地震波 震中
震源
第一节 建筑结构的功能要求和极限状态
一.建筑结构上的作用
使结构或构件产生效应（ 作用——使结构或构件产生效应（内力、变形、裂缝等） 使结构或构件产生效应 内力、变形、裂缝等） 的各种原因的总称。 的各种原因的总称。
●影响正常使用及外观的变形 影响正常使用或耐久性能的局部损坏（如裂缝等） ●影响正常使用或耐久性能的局部损坏（如裂缝等） ●影响正常使用的振动 ●影响正常使用的其他特定状态
3.两种极限状态之间的关系 3.两种极限状态之间的关系 结构或构件必须进行承载力极限状态 结构或构件必须进行承载力极限状态 必须 计算，必要时进行正常使用极限状态验算。 计算，必要时进行正常使用极限状态验算。 验算
◆影响结构可靠性的因素是什么 影响结构可靠性的因素是什么？ 影响结构可靠性的因素是什么 作用效应S 作用效应S 结构的抗力R 结构的抗力R 称结构可靠 当R＞S时，称结构可靠 称结构失效 当R＜S时，称结构失效 结构处于极限状态 当R＝S时，结构处于极限状态
2建筑结构设计基本原则
•结构抗力 —— 结构或构件承受作用效应的能力，如构 件的承载力、刚度、抗裂度等，用R表示。结构抗力是结 构内部固有的，其大小主要取决于材料性能、构件几何参 数及计算模式的精确性等。
建筑结构
BUILDING S度
•结构的可靠性是指结构在规定的时间内，规定的条件下 完成预定功能的可能性。 •结构的可靠度是指结构在规定的时间内、规定的条件下 完成预定功能的概率。
0S R
• 2.4.1承载能力极限状态设计表达式
建筑结构
BUILDING STRUCTURE
• 对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从由可变荷
载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合中取 最不利值确定。 • 由可变荷载效应控制的组合
S 0 ( G S Gk
Q1
S Q1k Q i ci S Q ik )
• 承载能力极限状态 —— 这种极限状态对应于结构或结
构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。承 载能力极限状态主要考虑关于结构安全性的功能。
当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承 载能力极限状态：
建筑结构
BUILDING STRUCTURE
• 结构构件或连接因材料
强度不够而破坏；
建筑结构
BUILDING STRUCTURE
• 【例】 某办公楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级
为二级，截面尺寸b×h = 200mm×400mm，计算跨度 = 5m，净跨度 =4.86m。承受均布线荷载：活荷载标 准值7kN/m，恒荷载标准值10kN/m（不包括自重）。试 计算按承载能力极限状态设计时的跨中弯矩设计值和支 座边缘截面剪力设计值。
i 2
n
• 由永久荷载效应控制的组合
建筑结构
BUILDING S度
•结构的可靠性是指结构在规定的时间内，规定的条件下 完成预定功能的可能性。 •结构的可靠度是指结构在规定的时间内、规定的条件下 完成预定功能的概率。
0S R
• 2.4.1承载能力极限状态设计表达式
建筑结构
BUILDING STRUCTURE
• 对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从由可变荷
载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合中取 最不利值确定。 • 由可变荷载效应控制的组合
S 0 ( G S Gk
Q1
S Q1k Q i ci S Q ik )
• 承载能力极限状态 —— 这种极限状态对应于结构或结
构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。承 载能力极限状态主要考虑关于结构安全性的功能。
当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承 载能力极限状态：
建筑结构
BUILDING STRUCTURE
• 结构构件或连接因材料
强度不够而破坏；
建筑结构
BUILDING STRUCTURE
• 【例】 某办公楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级
为二级，截面尺寸b×h = 200mm×400mm，计算跨度 = 5m，净跨度 =4.86m。承受均布线荷载：活荷载标 准值7kN/m，恒荷载标准值10kN/m（不包括自重）。试 计算按承载能力极限状态设计时的跨中弯矩设计值和支 座边缘截面剪力设计值。
i 2
n
• 由永久荷载效应控制的组合
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S=CQ 式中 C—荷载效应系数；Q—某种荷载；S—荷载效应
荷载效应取决于荷载作用的方式及结构 或构件的几何尺寸及支承条件。
荷载分项系数
由于荷载是随机变量，考虑其有超过荷载标准值的可能性， 以及不同变异性的荷载可能造成结构计算时可靠度不一致的不 利影响，因此，在承载能力极限状态设计中将荷载标准值乘以 一个大于1的调整系数，此系数称为荷载分项系数。永久荷载 分项系数用γG表示，可变荷载分项系数用γQ表示。荷载分项 系数与荷载代表值的乘积称为荷载设计值，数值大体相当于结 构在非正常使用情况下荷载的最大值，比荷载标准值具有更大 的可靠度。
结构上的荷载，按其作用时间的长短和性质，可分为三类： (1)永久荷载 在结构设计使用年限内，其值不随时间而变化， 或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并 能趋于限值的荷载。例如，结构自重、土压力、预应力等。 (2)可变荷载 在结构使用期内其值随时间而变化，其变化与 平均值不可忽略的荷载。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。 (3)偶然荷载 在结构设计使用年限内不一定出现，但一旦出 现其值很大且作用时间很短的荷载。例如，地震、爆炸、撞 击力等。
结构的设计使用年限 设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行
大修即可按其预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下 所应达到的使用年限。
《建筑结构可靠度设计统一标准》规定了各类建筑结构
的设计使用年限。 注意：结构的设计使设用计年使用限年虽限分与类其使用寿命有联系，但
不等同。类超别过设设计计使使用年用限年（年限）的结构并不示是例不能使用，而是指
注意：结构的设计使用年限并不等同于设计基准期。
荷载4种代表值
1、荷载标准值：在结构的使用期间可能出现的最大荷载值， 其他代表值均在其基础上乘以相应系数得出。（永久、可变）
2、可变荷载准永久值：结构上经常作用的荷载值，在规定期 限内有较长持续期，对结构的影响犹如永久荷载。
3、可变荷载组合值：两种或两种以上可变荷载同时作用在结 构上时需乘以组合值系数。
2.2 结构抗力R
结构抗力是指整个结构或结构构件承受荷载的能力，即 承载力（受弯、受剪、受拉、受压、受扭）和抗变形（抗裂、 刚度）能力，用R表示。如构件的强度、刚度、抗裂度、受 弯承载力。
影响抗力的主要因素有： （1）材料性能的不确定性，强度、变形模量等 （2）几何参数的不确定性，构件尺寸等 （3）配筋情况 （4）计算模式的不确定性，抗力计算所采用的基本假设和计 算公式不够精确等
4、可变荷载频遇值：可变荷载在设计基准期内，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。
荷载效应 S
作用在结构上并使结构产生内力（如弯矩M、剪力V、轴 向力N、扭矩T等）、变形（挠度、弯曲、拉伸等）、裂缝 等作用称为荷载效应，以S表示。荷载Q和荷载效应S之间 通常按某种关系相联系。
它的可靠度1 降低了。 5
2
25
临时性结构 易于替换的结构构件
3
50
普通房屋和构筑物
4
100
纪念性建筑和特别重要的建筑物
结构的设计基准期
为确定可变作用及与时间相关的材料性能（风化、强度疲 劳、时效、自然侵蚀等）取值而选用的时间参数。活荷载随时 间改变，设计时如何取值，就会选取一个时间段出现的最大值 作为设计的依据，这个时间段就是设计基准期，房建一般为50 年。例如对某地的风荷载取值，连续观测风压30-50年。
2.2 材料强度取值
材料强度标准值：结构设计时采用的材料强度的基本代 表值。
材料强度设计值：为材料强度标准值与材料分项系数的 比值。
材料分项系数：由于材料材质的不均匀性，各地区实验 室环境与实际工程的差别，以及施工中不可避免的偏差等因 素，导致材料强度不稳定，即有变异性。考虑其变异性可能 对结构构件的可靠度产生不利影响，设计时将材料强度除以 一个大于1的系数，此系数称为材料分项系数，用γR表示。
附A
槽形板
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《建筑结构 》 备课课件
第二讲：建筑结构设计基本原则
2.1结构上的荷载与荷载效应 1.作用的概念与类型
建筑结构在施工期间和使用期间要承受各种作用。所 谓“作用”是使结构或构件产生内力（应力）变形（位移、 应变）和裂缝等的各种原因的总称。 作用就其形式而言。可分为两类：
◎直接作用：以力的形式作用于结构上 荷载 ◎间接作用：以变形形式作用于结构上 混凝土的收缩、温 度变化、基础的差异沉降、地震等
荷载效应取决于荷载作用的方式及结构 或构件的几何尺寸及支承条件。
荷载分项系数
由于荷载是随机变量，考虑其有超过荷载标准值的可能性， 以及不同变异性的荷载可能造成结构计算时可靠度不一致的不 利影响，因此，在承载能力极限状态设计中将荷载标准值乘以 一个大于1的调整系数，此系数称为荷载分项系数。永久荷载 分项系数用γG表示，可变荷载分项系数用γQ表示。荷载分项 系数与荷载代表值的乘积称为荷载设计值，数值大体相当于结 构在非正常使用情况下荷载的最大值，比荷载标准值具有更大 的可靠度。
结构上的荷载，按其作用时间的长短和性质，可分为三类： (1)永久荷载 在结构设计使用年限内，其值不随时间而变化， 或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并 能趋于限值的荷载。例如，结构自重、土压力、预应力等。 (2)可变荷载 在结构使用期内其值随时间而变化，其变化与 平均值不可忽略的荷载。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。 (3)偶然荷载 在结构设计使用年限内不一定出现，但一旦出 现其值很大且作用时间很短的荷载。例如，地震、爆炸、撞 击力等。
结构的设计使用年限 设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行
大修即可按其预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下 所应达到的使用年限。
《建筑结构可靠度设计统一标准》规定了各类建筑结构
的设计使用年限。 注意：结构的设计使设用计年使用限年虽限分与类其使用寿命有联系，但
不等同。类超别过设设计计使使用年用限年（年限）的结构并不示是例不能使用，而是指
注意：结构的设计使用年限并不等同于设计基准期。
荷载4种代表值
1、荷载标准值：在结构的使用期间可能出现的最大荷载值， 其他代表值均在其基础上乘以相应系数得出。（永久、可变）
2、可变荷载准永久值：结构上经常作用的荷载值，在规定期 限内有较长持续期，对结构的影响犹如永久荷载。
3、可变荷载组合值：两种或两种以上可变荷载同时作用在结 构上时需乘以组合值系数。
2.2 结构抗力R
结构抗力是指整个结构或结构构件承受荷载的能力，即 承载力（受弯、受剪、受拉、受压、受扭）和抗变形（抗裂、 刚度）能力，用R表示。如构件的强度、刚度、抗裂度、受 弯承载力。
影响抗力的主要因素有： （1）材料性能的不确定性，强度、变形模量等 （2）几何参数的不确定性，构件尺寸等 （3）配筋情况 （4）计算模式的不确定性，抗力计算所采用的基本假设和计 算公式不够精确等
4、可变荷载频遇值：可变荷载在设计基准期内，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。
荷载效应 S
作用在结构上并使结构产生内力（如弯矩M、剪力V、轴 向力N、扭矩T等）、变形（挠度、弯曲、拉伸等）、裂缝 等作用称为荷载效应，以S表示。荷载Q和荷载效应S之间 通常按某种关系相联系。
它的可靠度1 降低了。 5
2
25
临时性结构 易于替换的结构构件
3
50
普通房屋和构筑物
4
100
纪念性建筑和特别重要的建筑物
结构的设计基准期
为确定可变作用及与时间相关的材料性能（风化、强度疲 劳、时效、自然侵蚀等）取值而选用的时间参数。活荷载随时 间改变，设计时如何取值，就会选取一个时间段出现的最大值 作为设计的依据，这个时间段就是设计基准期，房建一般为50 年。例如对某地的风荷载取值，连续观测风压30-50年。
2.2 材料强度取值
材料强度标准值：结构设计时采用的材料强度的基本代 表值。
材料强度设计值：为材料强度标准值与材料分项系数的 比值。
材料分项系数：由于材料材质的不均匀性，各地区实验 室环境与实际工程的差别，以及施工中不可避免的偏差等因 素，导致材料强度不稳定，即有变异性。考虑其变异性可能 对结构构件的可靠度产生不利影响，设计时将材料强度除以 一个大于1的系数，此系数称为材料分项系数，用γR表示。
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第二讲：建筑结构设计基本原则
2.1结构上的荷载与荷载效应 1.作用的概念与类型
建筑结构在施工期间和使用期间要承受各种作用。所 谓“作用”是使结构或构件产生内力（应力）变形（位移、 应变）和裂缝等的各种原因的总称。 作用就其形式而言。可分为两类：
◎直接作用：以力的形式作用于结构上 荷载 ◎间接作用：以变形形式作用于结构上 混凝土的收缩、温 度变化、基础的差异沉降、地震等