电子课件《建筑力学与结构(第三版)》A091562第一章建筑结构基本知识课件.ppt

1、第一章第一章 建筑结构基本知识建筑结构基本知识第一节第一节 建筑结构概述建筑结构概述一、建筑结构的概念一、建筑结构的概念建筑是供人们生产、生活和进行其他活动的房屋或场所建筑是供人们生产、生活和进行其他活动的房屋或场所。各类建筑都离不开梁、板、墙、柱、基础等构件，它。各类建筑都离不开梁、板、墙、柱、基础等构件，它们相互连接形成建筑的骨架。们相互连接形成建筑的骨架。建筑结构建筑结构是由这些结构构是由这些结构构件按一定要求组成的能承受各种作用，保证建筑安全及件按一定要求组成的能承受各种作用，保证建筑安全及正常使用的骨架体系正常使用的骨架体系二、建筑结构的分类二、建筑结构的分类二、建筑结构的分类二、建

2、筑结构的分类三、结构的功能要求三、结构的功能要求 结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。对于结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。对于普通房屋和构筑物，其使用年限应不少于普通房屋和构筑物，其使用年限应不少于5050年；对于纪念性建年；对于纪念性建筑和特别重要的建筑结构，规定的使用年限应不少于筑和特别重要的建筑结构，规定的使用年限应不少于100100年；对年；对于临时性结构，考虑的使用年限为于临时性结构，考虑的使用年限为5 5年；对于使用年限在年；对于使用年限在5050年以年以上的建筑，易于替换的结构构件可按上的建筑，易于替换的结构构件可按2525年的使用年限来考虑。年的使用年限

3、来考虑。三、结构的功能要求三、结构的功能要求 结构在规定的设计使用年限内应满足以下三方面的功能要结构在规定的设计使用年限内应满足以下三方面的功能要求。求。1 1安全性安全性 结构在正常设计、正常施工和正常使用和维护下，能承受可结构在正常设计、正常施工和正常使用和维护下，能承受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，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，仍能保持必需的整体稳定性。仍能保持必需的整体稳定性。2 2适用性适用性 结构正常使用时具有良好的工作性能。结构正常使用时具有良好的工作性能。3 3耐久性耐久性 结构在正常维护下具有足够的耐久性能。结构在正常维护下具

4、有足够的耐久性能。安全性、适用性和耐久性统称为结构的可靠性。安全性、适用性和耐久性统称为结构的可靠性。四、结构的安全等级四、结构的安全等级进行建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及进行建筑结构设计时，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）而采用不同的安人的生命、造成经济损失、产生社会影响等）而采用不同的安全等级。全等级。建筑结构的安全等级建筑结构的安全等级 五、结构的极限状态五、结构的极限状态 结构的全部或部分超过某一特定状态就不能满足结构的全部或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设计规定的某一功能要求，

5、此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态就是指结构濒于失效的一种状态极限状态。极限状态就是指结构濒于失效的一种状态，可分为两类：，可分为两类：1 1承载能力极限状态承载能力极限状态 承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承截能力、出现疲劳破坏、发生不适用于继续承载的承截能力、出现疲劳破坏、发生不适用于继续承载的变形或因结构局部破坏而引发连续倒塌。变形或因结构局部破坏而引发连续倒塌。2 2正常使用极限状态正常使用极限状态 正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常正常使用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限值。使用或耐

6、久性能的某项规定限值。第二节第二节 荷荷载载、荷、荷载载效效应应及及结构结构抗力抗力一、荷载一、荷载 1 1荷载的分类荷载的分类 结构上的荷载按时间结构上的荷载按时间的的变异可分：的的变异可分：（1 1）永久荷载）永久荷载 在结构使用期间，其在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略化与平均值相比可以忽略不计，或其变化值是单调不计，或其变化值是单调的并能趋于限值的荷载。的并能趋于限值的荷载。一、荷载一、荷载 1 1荷载的分类荷载的分类 结构上的荷载按时间结构上的荷载按时间的的变异可分：的的变异可分：（2 2）可变荷载）可变荷载 在结构使用期间，其在结构

7、使用期间，其值随时间变化，且其变化值随时间变化，且其变化与平均值相比不可以忽略与平均值相比不可以忽略不计的荷载。不计的荷载。一、荷载一、荷载 1 1荷载的分类荷载的分类 结构上的荷载按时间结构上的荷载按时间的的变异可分：的的变异可分：（3 3）偶然荷载）偶然荷载 在结构使用期间不一在结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其定出现，而一旦出现，其值很大且持续时间很短的值很大且持续时间很短的荷载。荷载。一、荷载一、荷载2 2荷载代表值荷载代表值 按照不同的极限状态下的设计要求，给出了荷载按照不同的极限状态下的设计要求，给出了荷载的各种代表值。的各种代表值。（1 1）标准值）标准值 荷载标准值是荷载的

8、基本代表值，为设计基准期荷载标准值是荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值。内最大荷载统计分布的特征值。一、荷载一、荷载2 2荷载代表值荷载代表值 按照不同的极限状态下的设计要求，给出了荷载按照不同的极限状态下的设计要求，给出了荷载的各种代表值。的各种代表值。（2 2）组合值）组合值 若结构上同时作用有两种及以上的可变荷载时，若结构上同时作用有两种及以上的可变荷载时，荷载同时达到最大值的可能性小，因此采用荷载组合荷载同时达到最大值的可能性小，因此采用荷载组合值。荷载组合值为可变荷载标准中乘以对应的组合值值。荷载组合值为可变荷载标准中乘以对应的组合值系数，即：系数，即：荷载组合

9、值荷载组合值=Q Qk kc c 式中：式中：c c可变荷载组合系数；可变荷载组合系数；Q Qk k可变荷载标准值。可变荷载标准值。一、荷载一、荷载2 2荷载代表值荷载代表值 按照不同的极限状态下的设计要求，给出了荷载按照不同的极限状态下的设计要求，给出了荷载的各种代表值。的各种代表值。（3 3）频遇值）频遇值 对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间对可变荷载，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。为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。荷载频遇值为可变荷载标准中乘以对应的频遇值系数荷载频遇值为可变荷载标准中乘以对应的频遇值系数，即，即 荷载频遇

10、值荷载频遇值=QkfQkf式中：式中：ff可变荷载频遇值系数，按表可变荷载频遇值系数，按表1-31-3采用。采用。QkQk可变荷载标准值。可变荷载标准值。一、荷载一、荷载2 2荷载代表值荷载代表值 按照不同的极限状态下的设计要求，给出了荷载按照不同的极限状态下的设计要求，给出了荷载的各种代表值。的各种代表值。（4 4）准永久值）准永久值 对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间对可变荷载，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。荷载准永久值为可变约为设计基准期一半的荷载值。荷载准永久值为可变荷载标准中乘以对应的准永久值系数，即荷载标准中乘以对应的准永久值系数，即 荷载准永久

11、值荷载准永久值=QkqQkq式中：式中：qq可变荷载准永久值系数；可变荷载准永久值系数；Q Qk k可变荷载标准值。可变荷载标准值。二、荷载效应与结构抗力二、荷载效应与结构抗力 荷载效应荷载效应指建筑结构在使用或施工期间由各种荷载作指建筑结构在使用或施工期间由各种荷载作用而产生的内力或变形，如弯矩、剪力、轴力、扭矩、沉用而产生的内力或变形，如弯矩、剪力、轴力、扭矩、沉降、裂缝等。降、裂缝等。结构抗力结构抗力指建筑结构抵抗各种荷载效应的能力，如指建筑结构抵抗各种荷载效应的能力，如结构构件的承载力、刚度、抗裂性等。结构构件所采用的结构构件的承载力、刚度、抗裂性等。结构构件所采用的材料类型、强度、构

12、件截面几何特性（截面高度、截面宽材料类型、强度、构件截面几何特性（截面高度、截面宽度、惯性矩等）和计算模型等将影响结构抗力。度、惯性矩等）和计算模型等将影响结构抗力。二、荷载效应与结构抗力二、荷载效应与结构抗力 按照极限状态进行设计，通过比较荷载效应和结构按照极限状态进行设计，通过比较荷载效应和结构抗力的大小关系，判别结构所用的状态：抗力的大小关系，判别结构所用的状态：荷载效应荷载效应 结构抗力时，结构失效。结构抗力时，结构失效。荷载效应荷载效应=结构抗力时，结构处于极限状态。结构抗力时，结构处于极限状态。荷载效应荷载效应 结构抗力时，结构可靠。结构抗力时，结构可靠。1 1承载能力极限状态设计表达式承载能力极限状态设计表达式 式中式中 结构重要性系数；结构重要性系数；结构抗力设计值；结构抗力设计值；荷载组合的效应设计值。荷载组合的效应设计值。2 2正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式 式中式中 C C结构或结构构件达到正常使用要求的规结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，例如变形、裂缝等的限值。定限值，例如变形、裂缝等的限值。三、极限状态下的实用设计表达式三、极限状态下的实用设计表达式ddRS 00dRdSCSd中中国劳动国劳动社社会会保障出版社保障出版社 Thank you