结构设计方法与设计指标(上课用)

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本 章 内 容2.1 建筑结构荷载2.2 建筑结构的设计方法2.3 建筑结构材料的设计指标2.4 建筑结构抗震设防简介  第一节 建筑结构荷载几个基本概念:结构上的作用:引起结构或构件产生内力、变形和裂缝的各种原因。结构上的作用按出现方式分为直接作用和间接作用,直接作用:是指直接以力的不同集结形式(集中力或均匀分布力)施加在结构上的作用,通常也称为结构的荷载,如结构的自重,风压力,雪荷载,物品及人群重量等。间接作用:是指能够引起结构外加变形和约束变形或振动的各种原因,如温度变化,材料的收缩,地基沉降等直接作用(即荷载)是本书主要介绍的内容,由它引起的效应称为荷载效应。 可变荷载永久荷载 荷 载 偶然荷载1.永久荷载(也称为恒荷载)v 定义 在结构使用期间,其值不随时间变化,或其变化与 平均值相比可以忽略不计,或其变化是单调的并能 趋于限值的荷载。v 类型 结构自重 = 恒载 土压力 预应力 水浮力等等 统计参数与 时间无关 2.可变荷载v 定义 在结构使用期间,其值随时间变化,且其变化与平均 值相比不可以忽略不计的荷载。v 特点 n 统计规律与时间参数有关 n 随机过程模型v 类型 n 楼面、屋面活荷载,积灰荷载 n 风荷载,雪荷载 n 吊车荷载等等3.偶然荷载 v 定义 在结构使用期间不一定出现,一旦出现,其值 很大且持续时间很短的荷载 v 特点 n 设计基准期内可能不出现 n 一旦出现量值很大,持续时间很短 类型 v 罕遇地震是间接作用 n 爆炸力 = 偶然作用 n 撞击力 ? 偶然荷载 二、荷载的代表值  在进行结构设计时,根据不同极限状态的设计要求所采用的荷载量值称为荷载代表值。  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、频遇值或准永久值为代表值。设计时应根据不同极限状态的设计要求来确定采用哪一种荷载值。   作用于结构上荷载的大小具有变异性。荷载标准值就是结构在设计基准期内可能出现的最大荷载值,它是荷载的基本代表值。( )永久荷载标准值( ) 1 GK   永久荷载主要是结构自重及粉刷、装修、固定设备的重量。  由于结构或非承重构件的自重的变异性不大,一般以其平均值作为荷载标准值,即可按结构构件的设计尺寸和材料或结构构件单位体积(或面积)的自重标准值确定。 常用材料单位体积的自重(单位kN/m3)(见表2-1):混凝土22~24,钢筋混凝土24~25,水泥砂浆20,石灰砂浆、混合砂浆17,普通砖18,普通砖(机器制)19,浆砌普通砖砌体18,浆砌机砖砌体19。 v 例题2-1 楼面做法为:硬木地板(0.2kN/M2),20mm 厚水泥砂浆找平层,80mm厚钢筋混凝土现浇 楼板,钢丝网抹灰吊顶(0.45kN/M2)。试求板 的恒载标准值(面积荷载)。(2)可变荷载标准值(即活荷载标准值)  民用建筑楼面均布活荷载标准值见表2.2(详见P33)。  设计楼面梁、墙、柱及基础时,表中活荷载标准值应按规定折减,详见《荷载规范》。  表2-2荷载分类及荷载代表值(1)可变荷载标准值 (民用楼面均布活荷载标准值按下表采用) 民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和永久值系数 组合 频偶 准永久项 标准值 类    别 值系 值系 值系数次 (kN/m2) Ψc Ψf Ψq (1)住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托 儿所、幼儿园 0.5 0.4 1 2.0 0.7 (2)教室、实验室、阅览室、会议室、医院门诊 0.6 0.5 室 2 食堂、办公楼中的一般资料档案室 2.5 0.7 0.6 0.5 (1)礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台 3.0 0.7 0.5 0.3 3 (2)公共洗衣房 3.0 0.7 0.6 0.5 (1)商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其 3.5 0.7 0.6 0.5 4 旅客等候室 3.5 0.7 0.5 0.3 (2)无固定座位的看台 表2-2荷载分类及荷载代表值(1)可变荷载标准值 (民用楼面均布活荷载标准值按下表采用) (1)健身房、演出舞台 4.0 0.7 0.6 0.5 5 (2)舞厅 4.0 0.7 0.6 0.3 (1)书库、档案室、储藏室 5.0 6 0.9 0.9 0.8 (2)密集柜书库 12.0 7 通风机房、电梯机房 7.0 0.9 0.9 0.8 汽车通道及停车库 (1)单向板楼盖(板跨不小于2m) 客车 4.0 0.7 0.7 0.6 消防车 35.0 0.7 0.7 0.6 8 (2)双向板楼盖和无梁楼盖(柱网尺寸不小于 2.5 0.7 0.7 0.6 6m×6m) 20.0 0.7 0.7 0.6 客车 消防车 表2-2荷载分类及荷载代表值(1)可变荷载标准值 (民用楼面均布活荷载标准值按下表采用) 厨房(1)一般的 2.0 0.7 0.6 0.5 9 (2)餐厅 4.0 0.7 0.7 0.7 浴室、厕所、盥洗室: 2.0 0.7 0.5 0.4 10 (1)第1项中的民用建筑 (2)其他民用建筑 2.5 0.7 0.6 0.5 走廊、门厅、楼梯: (1)宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、住 2.0 0.7 0.5 0.4 11 宅 2.5 0.7 0.6 0.5 (2)办公楼、教室、餐厅、医院门诊部 3.5 0.7 0.5 0.3 (3)消防疏散楼梯、其他民用建筑
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