極限設(shè)計理論

1、第一章 建筑結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計原則1. 1. 建筑物結(jié)構(gòu)的荷載建筑物結(jié)構(gòu)的荷載2. 2. 極限狀態(tài)設(shè)計法極限狀態(tài)設(shè)計法一位業(yè)主買了一個水族箱（體積為2300mm（長）*450mm（寬）*1100mm（高），重量約1.5噸，外面是個木盒子，木盒子的尺寸為2400mm（長）*500mm（寬）*2400mm，重量約500公斤；想要放在樓面上。物業(yè)提供數(shù)據(jù):樓板承載為500公斤/平方； 請問該如何計算，以判斷水箱是否超過物業(yè)提供的要求呢？ （1500+500）/（2.4x0.5)=1667公斤/平方米 500公斤/平方作用力作用力(s)抵抗力抵抗力(R)1700公斤/平方請確定教室所在的樓板的承載力。請確

2、定教室所在的樓板的承載力。人重人重家具重家具重自重自重在結(jié)構(gòu)使用期間在結(jié)構(gòu)使用期間，其值，其值不隨時間變化不隨時間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計或其變化與平均值相比可以忽略不計的的荷載。也稱荷載。也稱恒荷載恒荷載或或恒載恒載。在結(jié)構(gòu)使用期間在結(jié)構(gòu)使用期間，其值，其值隨時間變化，隨時間變化，或其變化與平均值相比不可以忽略不計或其變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載。也稱的荷載。也稱活荷載活荷載或或活載活載。在結(jié)構(gòu)使用期間在結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)不一定出現(xiàn)，而，而一旦出一旦出現(xiàn)現(xiàn), ,其量值很大而持續(xù)時間較短其量值很大而持續(xù)時間較短的荷載。的荷載。 永久荷載永久荷載 可變荷載可變荷載 偶然

3、荷載偶然荷載間接作用間接作用引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的原因直接作用直接作用（施加在結(jié)構(gòu)（施加在結(jié)構(gòu)上的荷載上的荷載）TX=tIUX=TX / TUXQX 結(jié)構(gòu)計算時，需根據(jù)不同的設(shè)計要求采用不同的荷載數(shù)值。結(jié)構(gòu)計算時，需根據(jù)不同的設(shè)計要求采用不同的荷載數(shù)值。荷載基本代表值。指在結(jié)構(gòu)使用期間，在正常情荷載基本代表值。指在結(jié)構(gòu)使用期間，在正常情況下出現(xiàn)況下出現(xiàn)具有一定保證率具有一定保證率的的最大荷載最大荷載。當(dāng)結(jié)構(gòu)同時承受兩種或兩種以上可變荷載時，當(dāng)結(jié)構(gòu)同時承受兩種或兩種以上可變荷載時，除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生荷載效應(yīng)最大的荷載）取除主導(dǎo)荷載（產(chǎn)生荷載效應(yīng)最大的荷載）取標(biāo)

4、準(zhǔn)值，標(biāo)準(zhǔn)值，其他伴隨荷載取小于其標(biāo)準(zhǔn)值的組其他伴隨荷載取小于其標(biāo)準(zhǔn)值的組合值為代表值。合值為代表值。在在設(shè)計基準(zhǔn)期設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)經(jīng)常作用在結(jié)構(gòu)上的內(nèi)經(jīng)常作用在結(jié)構(gòu)上的可可變荷載變荷載。kccQQ kqqQQ 作用于結(jié)構(gòu)上作用于結(jié)構(gòu)上時而出現(xiàn)時而出現(xiàn)，持續(xù)時間較短持續(xù)時間較短的的較大較大可變荷載可變荷載。kffQQ 荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值 可變荷載組合值可變荷載組合值 可變荷載準(zhǔn)永久值可變荷載準(zhǔn)永久值 可變荷載頻遇值可變荷載頻遇值荷載的代表值荷載的代表值結(jié)構(gòu)功能要求結(jié)構(gòu)功能要求在在設(shè)計基準(zhǔn)期（設(shè)計基準(zhǔn)期（一般一般5050年，也有年，也有100100和和2525年年）內(nèi)，滿足功）內(nèi)，滿足功能要求，即

5、能要求，即安全性，適用性，耐久性。安全性，適用性，耐久性。在正常施工和正常使用條件下，能承受可能出現(xiàn)在正常施工和正常使用條件下，能承受可能出現(xiàn)的各種作用，以及偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，結(jié)的各種作用，以及偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必需的整體穩(wěn)定性構(gòu)仍能保持必需的整體穩(wěn)定性在正常的使用條件下，具有良好的工作性能。在正常的使用條件下，具有良好的工作性能。能夠正常使用到預(yù)定的設(shè)計使用年限。能夠正常使用到預(yù)定的設(shè)計使用年限。安全性安全性適用性適用性耐久性耐久性極限狀態(tài)極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用或耐久性能的某結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。如過大變形、開裂、振動等。項規(guī)定限值。

6、如過大變形、開裂、振動等。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載力或產(chǎn)生不適于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載力或產(chǎn)生不適于繼續(xù)承載的變形。如傾覆、疲勞破壞、壓繼續(xù)承載的變形。如傾覆、疲勞破壞、壓屈等。屈等。 正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。 2.2.4 2.2.4 極限狀態(tài)設(shè)計法極限狀態(tài)設(shè)計法承載能力極限狀態(tài)表達式承載能力極限狀態(tài)表達式極限狀態(tài)設(shè)計表達式極限狀態(tài)設(shè)計表達式 由永久

7、荷載控制的效應(yīng)組合由永久荷載控制的效應(yīng)組合 由可變荷載控制的效應(yīng)組合由可變荷載控制的效應(yīng)組合 kkRniQikciQikQQGkGooafRSSSS,211 kkRniQikciQiGkGooafRSSS, 1RSo 根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、產(chǎn)（危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、產(chǎn)生社會影響等）生社會影響等）分為不同安全級別分為不同安全級別：一級，破壞后果極其嚴重，重要的工業(yè)與民用建筑物；一級，破壞后果極其嚴重，重要的工業(yè)與民用建筑物；0 0 = =1.11.1二級，破壞后果比較嚴重，一般的工業(yè)與民用建筑物；二級，破壞后果比較嚴重，一般的工業(yè)

8、與民用建筑物；0 0 = =1.01.0三級，破壞后果相對不嚴重，次要的建筑物。三級，破壞后果相對不嚴重，次要的建筑物。0 0 = =0.90.9正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合 頻遇組合頻遇組合 準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合CSSSSniQikcikQGk 21 CSSSniQikqiGk 1 CSSSSniQikqikQfGk 211 我國結(jié)構(gòu)設(shè)計是以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法。我國結(jié)構(gòu)設(shè)計是以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法。采用極限狀態(tài)設(shè)計,確定荷載的步驟受力分析受力分析區(qū)分恒載、活載區(qū)分恒載、活載確定恒載、活載的標(biāo)準(zhǔn)值確定恒載、活載的標(biāo)準(zhǔn)值選擇適用的極限狀態(tài)設(shè)計表達式選擇

9、適用的極限狀態(tài)設(shè)計表達式確定相關(guān)的系數(shù)確定相關(guān)的系數(shù)計算計算屋頂花園在規(guī)范中活荷載取3.0，但沒有包括花圃土石等。請問土石等按照恒載還是活荷載來計算? 種植屋面的構(gòu)造層次： 1）種植土層：一般采用野外可耕作的土壤為基土，再摻以松散物混合而成種植土。 2）隔離層：隔離層可采用無紡布、玻璃絲布，也可用塑料布，為了透水搭接不粘合。 3）蓄水層：蓄水層用厚的泡沫塑料鋪成，還有一種海綿狀氈，作蓄水層也很好。 4）排水層：排水層是用粒徑的碎石或卵石，厚度為1015。 5）保護層：一般選用鋁箔面瀝青油氈、聚氯乙烯卷材或中密度聚乙烯土工布。 6）防水層：防水層要二道設(shè)防。7）砂漿找平層：水泥砂漿找平層直接抹在

10、屋面板上，不必找坡。 8）保溫層：保溫層首先要輕，堆積密度不大于。宜選用的聚苯板、硬質(zhì)發(fā)泡聚氨酯。 9）結(jié)構(gòu)層：種植屋面的屋面板最好是現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，要充分考慮屋頂覆土、植物以及雨雪水荷載。 請確定教室所在的樓板的承載力。人重人重家具重家具重自重自重恒載：水磨石地面；120mm鋼筋砼現(xiàn)澆板；20mm石灰砂漿抹底0.65 KN / M2250.12 3 KN / M2170.020.34 KN / M2SGk3.99 KN / M2SkQ2 KN / M2活載：S= 1.2*3.99 +1.4 *2 =7.588 KN/M2( )12.2.3 2.2.3 結(jié)構(gòu)可靠度理論結(jié)構(gòu)可靠度理論在規(guī)定的時間內(nèi)在規(guī)定的時間內(nèi)（一般為（一般為5050年）年），在規(guī)定，在規(guī)定的條件下的條件下（正常設(shè)計、正常施工和正常使（正常設(shè)計、正常施工和正常使用）用），完成預(yù)定功能的概率，稱為結(jié)構(gòu)的，完成預(yù)定功能的概率，稱為結(jié)構(gòu)的可靠度，即可靠概率?？煽慷?，即可靠概率。以以P Ps s表示表