建筑结构课总结

建筑结构课总结

一、结构的作用、作用效应、抗力及其随机性

1作用

作用指施加在结构上的集中或分布荷载以及引起结构外加变形和约束变形的总称。换句话说，所有能使结构产生内力或变形的原因统称为“作用”。如荷载、不均匀沉降、温度变形、收缩变形、地震等。

作用按其出现的方式可分为直接作用和间接作用。

直接作用：集中或分布荷载

间接作用：地震、地基不均匀沉降、温度变形、收缩变形等。

2 作用效应

结构上的作用使结构产生的内力、变形、裂缝等统称为作用效应。

3结构抗力

结构抵抗作用效应的能力。如受弯承载力M u 、受剪承载力V u 、容许挠度

[f]、容许裂缝宽度[w]。

4 作用、作用效应、结构抗力的随机性

作用、作用效应、结构抗力作为随机变量，实际概率分布情况比较复杂，只能根据它们的分布规律，采用概率论和数理统计的方法进行分析和处理。为简化起见，常假定它们服从正态分布。结构上的作用具有不定性，应视为随机变量。如楼面人群荷载、风荷载、雪荷载、地震等，可能出现，也可能不出现，数值大小也不定。即使是结构自重，由于材料不同、制作尺寸误差等也不可能与设计值完全相等。由作用产生的作用效应也具有随机性。结构抗力也具有随机性。结构抗力取决于材料性能

二、荷载的分类及荷载代表值

1、荷载（作用）的分类

可按时间、空间位置的变异及结构的反应划分

1.1 、永久荷载 : 结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计。如结构自重、土壤压力等。

2.2 、可变荷载：结构使用期间，其值随时间变化，且其变化与平均值相比不

可忽略。如人群、家具、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。

3.3 、偶然荷载：结构使用期间不一定出现，但一旦出现量值很大，且持续时间较短。如爆炸、撞击等

2、荷载的代表值

荷载是随机变量，进行结构设计时，对于不同的荷载应采用不同的代表值。荷载标准值：是荷载的基本代表值其，其它代表值都可在标准值的基础上乘以相应的系数后得出值各种荷载的代表值:对永久荷载应采用标准值作为代表值对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值对偶然荷载应：应按结构的使用特点确定其代表值

永久荷载的代表值：

只有一个代表值，即标准值。对于结构自重，可按结构构件的设计尺寸与材料容重计算确定

可变荷载的代表值

（ 1 ）标准值

是可变荷载的基本代表值。是根据大量荷载统计资料，运用数理统计的方法确定具有一定保证率(例如95%)的统计特征值。此值是具有一定概率的、可能出现的最大荷载值，称为荷载标准值。

（ 2 ）组合值

可变荷载标准值乘以荷载组合值系数。

当结构承受两种或两种以上的活荷载，且承载能力极限状态按基本组合设计或正常使用极限状态荷载标准组合设计时，考虑到它们同时达到最大值的可能性较小，因此将它们的标准值乘以一个小于或等于1的组合系数。

（ 3 ）准永久值

可变荷载标准值乘以荷载准永久值系数。

可变荷载中在整个设计基准期内，持出现的频率比较大，持续时间比较长的那部分荷载值

（ 4 ）频遇值

可变荷载的标准值乘以频遇值系数。

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。频遇值按其在设计基准期内达到或超过该值的总持续时间与设计基准期的比值为 0.1 。

设计楼面梁、墙、柱及基础时，规范表5.1.1 中的楼面活荷载标准值在下列情况下应乘以规定的折减系数。

1 设计楼面梁时的折减系数：

1) 第1(1)项当楼面梁从属面积超过25㎡时，应取0.9；

2)第1(2)～7项当楼面梁从属面积超过50㎡时应取0.9

3)第8 项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取0.8；

对单向板楼盖的主梁应取0.6

对双向板楼盖的梁应取0.8

4)第9～13项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。

2 设计墙、柱和基础时的折减系数

1)第1(1) 项应按表5.1.2 规定采用；

2)第1(2)～7项应采用与其楼面梁相同的折减系数；

3)第8项的客车，对单向板楼盖应取0.5；

对双向板楼盖和无梁楼盖应取0.8。

4)第9～13 项应采用与所属房屋类别相同的折减系数

2.2 概率极限状态设计法

一、结构的功能要求

3 3 、耐久性

结构在正常维护下具有足够的耐久性能。例如，在正常使用环境下，混凝土不发生严重的风化、脱落；钢筋不发生严重锈蚀，以免影响结构的使用寿命。结构的功能要求有三个方面：

1.1 、安全性

结构应能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种作用；

在偶然事件（如地震，爆炸）发生时及发生后，仍能保持必需

的整体稳定性。

2.2 、适用性

结构在正常使用时，应具有良好的工作性能，如有一定的刚度，以免过大变形，

不能产生过大裂缝。

二、概率极限状态设计法

1 极限状态（ Limit State ）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，这一特定状态称为该功能的极限状态

钢筋混凝土简支梁的可靠、失效和极限状态概念

结构的极限状态分为两大类：

• 1、承载能力极限状态

• 2 正常使用极限状态

（1）承载能力极限状态Ultimate Limit State

超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求。

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：结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）；结构构件或连接因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏）或因产生过度的塑性变形而不适于继续承载；结构构件转变为机动体系；结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳

（2）正常使用极限状态

当结构或结构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：影响正常使用或外观的变形；

影响正常使用或耐久性能的局部破坏；

影响正常使用的振动；

影响正常使用的其他特定状态该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。