建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程

1、第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程4.1 概念設(shè)計(jì)和數(shù)值設(shè)計(jì)數(shù)值設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)地震震害和工程經(jīng)驗(yàn)等形成 的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建 筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的 過(guò)程4 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程抗震設(shè)防區(qū)框架體系房屋體型和結(jié)構(gòu)布置的要求（1）房屋的平、立面宜采用簡(jiǎn)單的體型,盡量避免部分突出及剛度突變。第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程框架體系房屋體型第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程轉(zhuǎn)角

2、部位局部加強(qiáng)第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程房屋頂部不宜有局部突出和剛度突變。若不能避免時(shí)，凸出部分應(yīng)逐步收小，使剛度不發(fā)生突變，并作抗震驗(yàn)算。突出部分不宜采用混合結(jié)構(gòu)。鞭端效應(yīng)第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程（2）抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)盡可能使房屋的剛度中心與地震力合力作用線接近或重合。第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程扭矩的作用第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程（3） 抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)使房屋中各部分的剛度均勻，不應(yīng)過(guò)分懸殊。第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程剪力與彎矩第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程防震縫第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程（4）在烈度較高的抗震設(shè)防區(qū)，樓、電梯間不宜布置在結(jié)構(gòu)單元的兩

3、端和拐角部位。（5）各層樓板應(yīng)盡量在同一標(biāo)高上，盡可能不采用錯(cuò)層框架。第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程錯(cuò)層框架 第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程（6）房屋高低層相連不宜用牛腿，宜用防震縫分開。（7）柱子的凈高與截面長(zhǎng)邊的比值宜大于4。 牛腿破壞 第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程1. 結(jié)構(gòu)的功能要求安全性 建筑結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常施工和正常使 用時(shí)，能夠承受可能出現(xiàn)的各種作用。且在設(shè)計(jì)規(guī)定 的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)應(yīng)能保持必需的整 體穩(wěn)定性。適用性 建筑結(jié)構(gòu)在其設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常使用時(shí)具有良 好的工作性能。例如其變形、裂縫或振動(dòng)等性能均不 超過(guò)規(guī)定的限度等。耐久性 建筑結(jié)構(gòu)在

4、其設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，在正常維護(hù)條件下具 有足夠的耐久性。例如不發(fā)生由于混凝土保護(hù)層厚度 過(guò)薄、裂縫過(guò)寬而引起鋼筋銹蝕，不發(fā)生混凝土嚴(yán)重 風(fēng)化、腐蝕、老化而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限指結(jié)構(gòu)在正常設(shè)計(jì)、施工、使用和維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的使用年限。第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程類別 設(shè)計(jì)使用年限(年) 示例123452550100臨時(shí)性結(jié)構(gòu)易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件普通房屋和構(gòu)筑物紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)安全等級(jí)破壞后果建筑物類型一級(jí)二級(jí)三級(jí)很嚴(yán)重嚴(yán)重不嚴(yán)重重要的房屋一般

5、的房屋次要的房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)承載能力極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載 能力或不適于繼續(xù)承載的變形。第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程2. 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程(1) 整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡 (如雨篷壓重不足而傾覆、煙囪抗風(fēng)不足而傾倒、擋土墻抗滑不足在土壓力作用下而整體滑移等);(2) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連接因超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞(包括疲勞破壞,如軸心受壓構(gòu)件中混凝土達(dá)到了軸心抗壓強(qiáng)度、構(gòu)件的鋼筋因錨固長(zhǎng)度不足而被拔出等),或因變形過(guò)大而不適于繼續(xù)承受荷載;(3) 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系(如構(gòu)件發(fā)生三鉸共線而形成機(jī)動(dòng)體系，喪失承載能力);(4) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪

6、失穩(wěn)定(如細(xì)長(zhǎng)柱到達(dá)臨界荷載后壓屈失穩(wěn)而破壞)。正常使用極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用 或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程(1) 影響正常使用或外觀的變形(如吊車梁變形過(guò)大導(dǎo)致吊車不能正常行駛、梁撓度過(guò)大影響外觀等);(2) 影響正常使用或耐久性能的局部損壞(如水池池壁開裂漏水不能正常使用、如裂縫過(guò)寬導(dǎo)致鋼筋銹蝕等);(3) 影響正常使用的振動(dòng)(如由于機(jī)器振動(dòng)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的振幅超過(guò)按正常使用要求所規(guī)定的限位等);(4) 影響正常使用的其它特定狀態(tài)(混凝土腐蝕、結(jié)構(gòu)相對(duì)沉降量過(guò)大等)。3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和方法 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

7、 GB500682001規(guī)定： 對(duì)建、構(gòu)筑物作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程(1) 結(jié)構(gòu)可靠性指安全性、適用性和耐久性的總稱。 (2) 結(jié)構(gòu)可靠度指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程(4) 荷載效應(yīng) 和結(jié)構(gòu)抗力第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程(4) 結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)設(shè)Z為結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)顯然，結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)下列三種情況當(dāng)Z0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)當(dāng)Z0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)當(dāng)Z=0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程若已知Z的概率分布函數(shù)為則第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程 假定在功能函數(shù)Z=R-S中，R與S均服從正態(tài)分布且相互獨(dú)立，則-目標(biāo)可靠指標(biāo)（見表4.2.2）第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程 4.3 實(shí)用設(shè)計(jì)表達(dá)式1 . 承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程2 . 正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式三階段設(shè)計(jì)：初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì) 1. 建筑設(shè)計(jì)的一般程序4.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程第四章 建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則和過(guò)程 2. 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程 （1）結(jié)構(gòu)選型 （2）結(jié)構(gòu)布置