混凝土结构和砌体结构设计解析.ppt

授课教师：李亚琼 1、建筑结结构设计设计 的一般原则则 –水平结构体系：各层的楼盖和顶层的屋盖一方 面，承受楼、屋面的竖向荷载，并把竖向荷载传 递给竖向结构体系；另一方面把作用在各层处得 水平力传递和分配给竖向结构体系(楼板、梁等） –竖向结构体系：承受由楼、屋盖传来的竖向力和 水平力并将其传给下部结构（墙、柱等），也叫 抗侧力结构体系 –地下室和基础的作用：将上部荷载传递给地基 建筑物的结构类型 按结构材料分类：砌体结构、混凝土结构、钢结构 、组合结构和混合结构区分组合结构和混合结 构） 按竖向结构体系：排架结构、框架结构、剪力墙结 构、框架—剪力墙结构、筒体结构排架、框架 、剪力墙最常用的抗侧力构件） 建筑设计的阶段和内容 初步设计阶段 → 技术设计阶段 → 施工图设计 阶段 建筑结构设计的一般原则 安全、适用、耐久和经济合理 结构上的作用与荷载 作用：使结构产生内力或变形的原因 直接作用：又被称为荷载 间接作用：如地基变形、混凝土的收缩、焊接变 形、温度变化或地震作用等引起的作用 作用效应或荷载效应：结构上的作用使结构产生 的内力、变形、裂缝等 荷载的分类 永久荷载：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 于限制的荷载，又称恒荷载。

可变荷载：在结构设计基准期内，其值随时间而变化，其 变化与平均值相比，不可忽略的荷载 偶然荷载：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 设计基准期：为确定可变作用及与时间有关的材料性能等 取值而选用的时间参数《建筑结构荷载规范》（ GB50009—2012）3.1.3确定可变荷载代表值应采用50 年设计基准期） 设计使用年限：设计规定的结构或构件不需要进行大修即 可按其预定目的使用的时期 荷载代表值 设计中用以验算极限状态所采用的荷载限量值，例如标准 值、组合值、频遇值和准永久值 极限状态可分为下列两类  1、承载能力极限状态：这种极限状态对应于结构或 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做为刚体失去平衡（倾覆） 2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏，（如疲劳破 坏），或因过度变形而不适于继续承载 3）结构转变为机动体系 4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈） 5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等） • 2、正常使用极限状态态：这种极限状态对应 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。

•1）影响正常使用或外观的变形 •2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（如裂缝） •3）影响正常使用的振动 •4）影响正常使用的其他特定状态 •荷载标载标 准值值：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 •组组合值值：对可变荷载，使组合后的荷载应在设计基准期内 超越概率，能与该荷载单独出现时的相应概率趋于一致的 荷载值；或使用组合后的结构具有统一规定的可靠指标的 荷载值 •准永久值值：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 频遇值：对于可变荷载，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 竖向荷载 1.楼、屋面的荷载 竖向恒荷载：包括结构自重和附加在结构上的恒荷载 （1）民用建筑楼面均布活荷载 从属面积：在就算梁柱构件时采用，它是指所计算构件负 荷的楼面面积，它应由楼板的剪力零线划分，在实际应用 中可用适当简化 例；某住宅用户进行二次装修，地面采用20mm水泥砂浆 ，然后在上面铺10mm厚大理石；而在下家顶棚为V形钢 龙骨吊顶，二层9mm纸面石膏板，无保温层，则增加楼 面自重与楼面活荷载标准值的比值。

例：住宅建筑中，挑出阳台的活荷载取值比室内楼面的活 荷载取值（ A ）  A、大 B、小  C、相同 D、如阳台临街侧大，否则相同 例：某多层钢筋混凝土结构，其楼面上设置可灵活布置 的轻钢龙骨隔墙，按墙面积计算，该隔墙的自重为 0.49kN/㎡，隔墙高度为3.6m，该隔墙的楼面活荷载附 加标准值为多少？ 例：下列民用建筑中有关资料、阅览等房间的楼面活荷载 标准值，何项最大？D A、阅览室 B、一般资料档案室 C、书库、档案室 D、密集柜书库 例：一地下二层停放客车的车库，采用9mx9m柱网的有 柱帽无梁楼盖，确定该楼盖的楼面均布活荷载标准值为 多少？ 例：一栋16层高的住宅楼，一梯两户，且设 置了电梯该楼内的楼梯活荷载标准值为多 少？ 楼面活荷载的折减 例：对于6层住宅建筑结构的墙、柱和基础设 计时，其楼面活荷载按何项取值？ 例：设计楼面梁、墙、柱及基础时，对楼面活荷 载标准值的折减，下列何项不正确？ A、设计办公室的楼面梁时，只有当楼面梁的服务 面积超过25㎡才考虑降低楼面活荷载标准值10% B、设计办公楼的墙、柱及基础时，按计算截面以 上的层数多少确定折减系数值。

C、设计商场大楼的墙、柱及基础时，当该墙、柱 及基础各自的服务面积超过50㎡时，可降低楼面 活荷载标准值10% D、设计商场大楼的电梯厅楼面大梁，由于人群密 集，所以不论该楼面大梁的服务面积多少，可一 律不降低楼面活荷载标准值 例：一餐厅的楼面简支梁，其计算跨度L=18m,梁间距 S=4m，该简支梁上由均布活荷载标准值产生的均布线荷 载为多少？ 例：某存放一般资料的档案馆，总共3层，为现浇钢筋混 凝土无梁楼盖板柱体系，柱网尺寸为7.8mx7.8m，求中 间柱在基础顶部截面处由楼面活荷载标准值产生的轴向力 标准值？ 工业建筑活荷载  屋面活荷载 例：以下论述哪项符合《荷载规范》？C A、不上人屋面均布活荷载标准值为0.7kN/㎡ B、上人屋面均布活荷载标准值为1.5kN/㎡ C、斜屋面活荷载标准值是沿水平投影的数值 D、屋顶花园活荷载标准值包括花圃土石等材料自重 2.雪荷载 例：基本雪压是以当地一般空旷平坦地面上统计 所得多少年一遇最大积雪自重确定？C 例：设计屋面板的承重构件，下列何项规定不正 确？ A、屋面板和檀条按积雪不均匀分布的最不利情 况采用 B、屋面均布活荷载，不应与雪荷载同时组合。

C、屋架和拱壳可分别按积雪全跨均匀分布情况 和半跨的均匀分布情况采用 D、框架和柱可按积雪全跨的均匀分布情况采用 例：某单跨门式框架，间距为6m该刚架的斜梁与水平线 的夹角25°，斜梁上铺设檀条檀条间距为1.5m，计算跨 度为6m该地区的基本血压S0=0.5kN/㎡檀条上由屋 面积雪荷载产生沿檀条跨度的线荷载标准值为多少？ 8.1.2 基本风压应采用按本规范规定的方法确定的50 年 重现期的风压，但不得小于0.3kN/m2 对于高层建筑 、高耸结构以及对风荷载比较敏感的其他结构，基本凤压 的取值应适当提高，并应符合有关结构设计规范的规定 8. 1. 3 全国各城市的基本风压值应按本规范附录E 中表 E.5 重 8.1.4 风荷载的组合值系数、频遇值系数和准永久值系数 可分别取O. 6 、O. 4 和0.0 确定基本风压的方法包括对观测场地、风速仪 的类型和高度以及统计方法的规定，重现期为 50 年的风压即为传统意义上的50 年一遇的最 大风压基本风压Wo 是根据当地气象台站历年 来的最大风速记录，按基本风速的标准要求， 将不同风速仪高度和时次时距的年最大风速， 统一换算为离地10m 高，自记10min 平均年 最大风速数据，经统计分析确定重现期为50 年 的最大风速，作为当地的基本风速v0，再按以 下贝努利公式计算得到  风压高度变化系数 见新荷载规范 例：风压高度变化系数与哪些因素有关？ 例：在其他条件相同的情况下，下列地区中哪一个设计风荷载 最大？ a.田野 b.湖岸 c.丛林 d.有密集建筑群的大城市市区 例：风荷载标准值与风压高度变化系数、基本风压存在一定关 系，以下几种说法哪个是正确的（ ） A.建筑物受到风荷载的大小与高度无关 B.建筑物越高，受到的风荷载越小 C.建筑物所受风压与建筑体型无关 D.建筑物越高，受到的风荷载越大，但超过550m后趋于稳 定。

风荷载体型系数 见教材 表10—5 风阵系数 见新的荷载规范 结构的功能要求和极限状态 结构的功能要求 1.结构的安全等级 3.建筑结构的功能 （1）安全性 （2）适用性 （3）耐久性 结构功能极限状态 1、承载力极限状态 2、正常使用极限状态 结构的可靠度：结构在规定时间内，在规定条件下，完 成预定功能的概率 结构的可靠性：结构在规定的时间内，在规定条件下， 完成预定功能的能力 失效概率：结构不能完成预定功能的概率 可靠指标： 例：下列说法，哪些不正确？ A.结构的可靠度与结构的使用年限有关 B.建筑物中各类构件的安全等级宜与整个结构的安 全等级相同，但可对部分构件的安全等级进行调整 ，但不得低于三级 C.我国建筑结构设计规范采用的一般结构的设计基 准期为50年 D.结构安全等级为三级的建筑，当柱承受恒载为主 时，其安全等级应提高一级 例：设计使用年限是设计规定的结构或结构构件（ ） A.使用寿命 B.耐久寿命 C.可按预定目的使用的时期 D.不需要大修即可按预定目的使用的时期 荷载效应组合 例：结构重要性系数应按结构构件的安全等级、 和（ ）确定。

A.设计使用年限并考虑工程经验 B.设计使用年限 C.结构物的破坏状态 D.施工、使用、维护的要求 3.2.5 可变荷载考虑设计使用年限的调整系数 几应按下列规定采用: 1 楼面和屋面活荷载考虑设计使用年限的调整 系数几应按表3. 2. 5 采用 例：对于永久荷载效应对结构或结构构件的承载能 力不利的情况，若永久荷载效应在极限状态设计表 达式中起控制作用，荷载分项系数为下列何种？ A. rG =1.2,rQ=1.4 B. rG =1.35,rQ=1.4 C. rG =1.35,rQ=1.3 D. rG =1.2,rQ=1.3 例：对于承载力极限状态设计，应考虑结构作用 效应的最不利结合，及下列何项组合？ A.基本组合和标准组合 C.标准组合和偶然组合 B. 基本组合和偶然组合 D.持久状态和偶然状态 例：当永久荷载效应对结构有利时，其荷载分项系 数取下列哪一数值（ ） A.0 B.0.5 C.1.0 D.1.2 例：荷载效应的基本组合是指下列哪种组合？ A.永久荷载效应与可变荷载效应、偶然荷载效应的 组合 B.永久荷载效应与可变荷载效应组合 C.永久荷载效应与偶然荷载效应组合 D.仅考虑永久荷载效应 例：一档案馆，设计使用年限为50年，楼面悬挑 梁的悬挑计算跨度l0=5m，该梁上永久荷载标准 值产生的线荷载gk=30kN/m,由楼面活荷载标准 值产生的线荷载qk=2.0kN/m,该梁的两端的弯矩 设计值为多少？ 例：一办公楼，设计使用年限为50年，楼面上有 活动的双面抹灰板条隔墙一条，重0.9kN/㎡，高 3.9米，楼面为厚150mm的钢筋混凝土无梁楼盖 及20mm厚的抹灰层。

计算该楼面承载能力时的 楼面荷载设计值为多少？ 例：一单层平面框架，设计使用年限为50年,由屋 顶永久荷载标准值产生的D点柱顶弯矩标准值 MDgk=50kN.m,由屋顶活荷载标准值产生的弯矩 标准值MDqk=30kN.m.D点的弯矩设计值应为多 少？ 例：同上，除MDgk=50kN.m和MDqk=30kN.m外 ，现尚需及算由风荷载产生的弯矩标准值 MDwk=25kN.m,则D点组合后的弯矩设计值为多 少? 例：若对一位于非地震区的大楼横梁进行内力分 析，设计使用年限为50年，已求得在永久荷载标准 、楼面活荷载标准值、风荷。