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第二章 建筑结构荷载与设计方法;2.1设计基准期和设计使用年限; 设计使用年限对特别重要的建筑物和纪念
性建筑为100年,一般的建筑物与构筑物为50
年,易于替换的结构构件为25年,临时性的建
筑物为5年。
设计使用年限不同于设计基准期的概念。
但对于一般建筑和构筑物,设计使用年限和设
计基准期一般为50年。
;2.2 结构设计的基本概念;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。 ;2.2.3荷载的代表值;一、永久荷载的代表值;二、可变荷载代表值;③荷载准永久值
是正常使用极限状态按准永久组合和频遇
组合设计采用的一种可变荷载代表值,考虑荷
载的持久性对结构的影响 。其值在设计基准期
内被超过的总时间为设计基准期的一半。
④荷载组合值
考虑施加在结构上的各可变荷载不可能同
时达到最大值,因此取值不仅与荷载本身有
关,而且与荷载效应组合所采用的概率模型有
关。;2.2.4结构构件的材料强度;二、材料强度的设计值
是用于承载力计算时的材料强度代表值,它
与材料强度标准值的关系如下:
材料强度的设计值=材料强度标准值/
材料强度的分项系数;2.3建筑结构的设计方法;三、极限状态设计法(1966、1974年编制的规
范)
在安全度的表达上有单一系数和多系数形
式,考虑了荷载的变异、材料性能的变异及工
作条件的不同。
四、概??极限状态法(1984年编制的规范)
以概率理论为基础,视作用效应和影响结
构抗力的主要因素为随机变量,根据统计分析
确定可靠概率来度量结构可靠性的结构设计方
法。;2.3.2结构功能要求
1.安全性
建筑结构在其设计使用年限内应能够承受可能出
现的各种作用。且在设计规定的偶然事件发生时及发
生后,结构应能保持必需的整体稳定性,不致倒塌。
2.适用性
建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使
用要求,有良好的工作性能,其变形、裂缝或振动等
性能均不超过规定的限度等。
3.耐久性
建筑结构在其设计使用年限内应有足够的耐久性。
例如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起钢筋
锈蚀等。;2.3.3结构的极限状态; 承载能力极限状态 ——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。
(1) 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平
衡,如雨篷压重不足而倾覆、烟囱抗风不足而倾倒、
挡土墙抗滑不足在土压力作用下而整体滑移等
(2) 结构构件或其连接因超过材料强度而破坏(包
括疲劳破坏),如轴心受压构件中混凝土达到了轴心
抗压强度、构件的钢筋因锚固长度不足而被拔出
等;或因变形过大而不适于继续承受荷载。
(3) 结构转变为机动体系,如构件发生三铰共线
而形成机动体系,丧失承载能力。
(4) 结构或构件丧失稳定,如细长柱到达临界荷
载后压屈失稳而破坏。; 正常使用极限状态 ——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。
(1) 影响正常使用或外观的变形,如吊车梁
变形过 大导致吊车不能正常行驶、梁挠度过
大影响外观等。
(2) 影响正常使用或耐久性能的局部损坏,
如水池池壁开裂漏水不能正常使用、如裂缝
过宽导致钢筋锈蚀等。
(3) 影响正常使用的振动,如由于机器振动
而导致结构的振幅超过按正常使用要求所规
定的限位等。
(4) 影响正常使用的其它特定状态,如相对
沉降量过大等。;2.3.4功能函数与极限状态方程; 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:
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