泰州职业技术学院：《建筑力学与结构基础》课程教学资源（PPT课件）第七章 建筑结构设计方法

第七章建筑结构设计方法

第七章 建筑结构设计方法

第七章建筑结构设计方法 7.1结构的功能 ◆安全性 ◎如(MsM1) ◎结构在预定的使用期间内(一般为50年),应能承受在 正常施工、正常使用情况下可能出现的各种荷载、外加变 形(如超静定结构的支座不均匀沉降)、约束变形(如温 度和收缩变形受到约束时)等的作用 ◎在偶然事件(如地震、爆炸)发生时和发生后,结构应 能保持整体稳定性,不应发生倒塌或连续破坏而造成生命 财产的严重损失

第七章 建筑结构设计方法 7.1 结构的功能 ◎ 如（M≤Mu） ◎ 结构在预定的使用期间内（一般为50年），应能承受在 正常施工、正常使用情况下可能出现的各种荷载、外加变 形（如超静定结构的支座不均匀沉降）、约束变形（如温 度和收缩变形受到约束时）等的作用。 ◎ 在偶然事件（如地震、爆炸）发生时和发生后，结构应 能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连续破坏而造成生命 财产的严重损失。 安全性

第七章建筑结构设计方法 ◆适用性 o如(fs[f]) ◎结构在正常使用期间,具有良好的工作性能。如不发生影 响正常使用的过大的变形(挠度、侧移)、振动(频率、振 幅),或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。 ◆耐久性 ◎如(WmaS[wmaJ]) ◎结构在正常使用和正常维护条件下,应具有足够的耐久性。 即在各种因素的影响下(混凝土碳化、钢筋锈蚀),结构的 承载力和刚度不应随时间有过大的降低,而导致结构在其预 定使用期间内丧失安全性和适用性,降低使用寿命

第七章 建筑结构设计方法 ◎ 如（f ≤[ f ]） ◎ 结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如不发生影 响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、振动（频率、振 幅），或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。 耐久性 ◎ 如（wmax≤[ wmax]） ◎ 结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够的耐久性。 即在各种因素的影响下（混凝土碳化、钢筋锈蚀），结构的 承载力和刚度不应随时间有过大的降低，而导致结构在其预 定使用期间内丧失安全性和适用性，降低使用寿命。 适用性

第七章建筑结构设计方法 ◆结构的可靠性 ■可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称。 ■就是指结构在规定的使用期限内(设计工作寿命=50年), 在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护), 完成预定结构功能的能力。 ■结构可靠性越高,建设造价投资越大。 ■如何在结构可靠与经济之间取得均衡,就是设计方法要解 决的问题

第七章 建筑结构设计方法 可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称。 就是指结构在规定的使用期限内（设计工作寿命=50年）， 在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护）， 完成预定结构功能的能力。 结构可靠性越高，建设造价投资越大。 如何在结构可靠与经济之间取得均衡，就是设计方法要解 决的问题。 结构的可靠性

第七章建筑结构设计方法 ■显然这种可靠与经济的均衡受到多方面的影响,如国 家经济实力、设计工作寿命、维护和修复等。 ■规范规定的设计方法,是这种均衡的最低限度,也是 国家法律 ■设计人员可以根据具体工程的重要程度、使用环境和 情况,以及业主的要求,提高设计水准,增加结构的可 靠度 ■经济的概念不仅包括第一次建设费用,还应考虑维修, 损失及修复的费用

第七章 建筑结构设计方法 显然这种可靠与经济的均衡受到多方面的影响，如国 家经济实力、设计工作寿命、维护和修复等。 规范规定的设计方法，是这种均衡的最低限度，也是 国家法律。 设计人员可以根据具体工程的重要程度、使用环境和 情况，以及业主的要求，提高设计水准，增加结构的可 靠度。 经济的概念不仅包括第一次建设费用，还应考虑维修， 损失及修复的费用

第七章建筑结构设计方法 7.2极限状态 ◆结构能够满足功能要求而良好地工作,则称结构是“可靠”的或“有 效”的。反之,则结构为“不可靠”或“失效”。 ◆区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限状态” 表71钢筋混凝土简支梁的可靠、失效和极限状态概念 结构的功能 可靠 极限状态 失效 安全性受弯承载力MM 适用性挠度变形ff 耐久性裂缝宽度|wmax<| Wmax wman=|wmax max max

第七章 建筑结构设计方法 7.2 极限状态 结构能够满足功能要求而良好地工作，则称结构是“可靠”的或“有 效”的。反之，则结构为“不可靠”或“失效” 。 区分结构“可靠”与“失效”的临界工作状态称为“极限状态

第七章建筑结构设计方法 承载力能力极限状态 超过该极限状态,结构就不能满足预定的安全性功能要求 ◆结构或构件达到最大承载力(包括疲劳) ◆结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡(如倾覆、滑移) ◆结构塑性变形过大而不适于继续使用 ◆结构形成几何可变体系(超静定结构中出现足够多塑性铰) ◆结构或构件丧失稳定(如细长受压构件的压曲失稳)

第七章 建筑结构设计方法 承载力能力极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要求 ◆ 结构或构件达到最大承载力（包括疲劳） ◆ 结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移） ◆ 结构塑性变形过大而不适于继续使用 ◆ 结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰） ◆ 结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）

第七章建筑结构设计方法 正常使用极限状态 超过该极限状态,结构就不能满足预定的适用性和耐久性 的功能要求。 ◆过大的变形、侧移(影响非结构构件、不安全感、不能 正常使用(吊车)等); ◆过大的裂缝(钢筋锈蚀、不安全感、漏水等); ◆过大的振动(不舒适); ◆其他正常使用要求

第七章 建筑结构设计方法 正常使用极限状态 超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性 的功能要求。 ◆ 过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能 正常使用（吊车）等）； ◆ 过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； ◆ 过大的振动（不舒适）； ◆ 其他正常使用要求

第七章建筑结构设计方法 SR失效 S作用效应 结构上的作用(使结构产生内力和变形的原因,如荷载 不均匀沉降、温度变形、收缩变形、地震等)引起的效应 如弯矩M、轴力N、剪力V扭矩T、挠度∫裂缝宽度w等 S=s(Q)Mf结构力学的主要内容 R结构抗力 结构抵抗作用效应的能力,如受弯承载力Mn、受剪承 载力V、容许挠度/、容许裂缝宽度wl R=RUy, A, ho, As,.. )M=f,. h-(1-k2 本课程的主要内容 k1·f·b

第七章 建筑结构设计方法 结构功能的表达 S R 失效 结构力学的主要内容 本课程的主要内容

第七章建筑结构设计方法 7.3结构设计方法 由于结构工程中的不确定性,为取得安全可靠与经济 合理的均衡,在设计中需要考虑这些不确定性的影响。结 构设计方法就是处理这种安全可靠与经济合理的矛盾

第七章 建筑结构设计方法 7.3 结构设计方法 由于结构工程中的不确定性，为取得安全可靠与经济 合理的均衡，在设计中需要考虑这些不确定性的影响。结 构设计方法就是处理这种安全可靠与经济合理的矛盾