《混凝土結構設計》 課件全套 胡志旺 第1-5章 概論、混凝土結構設計方法-樓蓋結構、多層框架結構

第1章建筑結構設計概論

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2鋼筋混凝土結構設計同學們到大學學習的目的是什么？學技術技術是通過什么課程來體現？專業(yè)課本門課程學什么？如何學？請注意這門課的安排Page

3鋼筋混凝土結構設計1、建筑結構設計概論2、混凝土結構設計方法3、整體建筑結構的受力和變形特性4、樓蓋結構6、高層建筑結構本安排體現從整體到局部的設計思想，與實際工程設計思路有較大的吻合性。其中6、7、8、9根據根據教學安排選用9、房屋混凝土結構課程設計多層框架結構房屋設計5、多層框架結構本門課程內容安排7、鋼與混凝土組合結構簡介8、砌體結構設計Page

4鋼筋混凝土結構設計本課程特點及學習方法本課程特點1、是土木工程專業(yè)的一門主要的和重要的專業(yè)課2、是力學知識以及混凝土結構基本原理等專業(yè)基礎知識在結構設計中的應用是依據規(guī)范、標準而進行的創(chuàng)造性的工作規(guī)范、標準是最低要求！Page

5鋼筋混凝土結構設計本課程特點及學習方法力學是靈魂，結構是吃飯的課！注意本課程與相關先修課程尤其是“結構力學”、“混凝土結構基本原理”課程的聯(lián)系熟悉國家相關標準和規(guī)范注意形象思維能力的培養(yǎng)，注意圖形表達能力的培養(yǎng)理論分析和構造措施相結合理論聯(lián)系實際，積累一定的感性認識正確處理計算機輔助設計與手工設計的關系本課程學習方法Page

6本章內容1.1概述1.2建筑結構的概念、組成和類型1.3建筑結構設計的內容和要求1.4結構分析第1章

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7本章講授目的1.了解建筑結構的概念、組成和類型2.了解工程建設工程過程3.了解建筑設計與結構設計的關系4.了解建筑結構設計的步驟、內容和要求5.熟悉和掌握如何建立工程分析模型6.了解工程結構分析理論和方法第1章

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81.1概述第1章

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9這里主要介紹一些概念：1.1概述2、工程結構1、工程建設3、工程設計4、工程結構設計5、對結構工程師的要求6、溝通、合作Page

101、工程建設工程建設具有極強的個性，可以說世界上沒有兩個工程是完全一樣的。1.1概述工程建設往往涉及多個領域，如對建筑工程來說，就涉及建筑、交通、防火、材料、結構、水暖電、施工建造及使用維護等。這就需要各方面人員的通力合作，如結構工程師與建筑師、設備工程師的合作Page

11主要功能是形成工程項目生產、生活和建筑造型所需要的空間承力骨架1.1概述2、工程結構能夠長期安全可靠地承受工程使用期間所可能遭受的各種荷載和變形作用、環(huán)境介質長期作用影響，包括各種自然災害和意外事故。Page

12因此，任何一個工程建設項目都應進行細致認真的設計過程，其中工程結構承載著整個生命期內各種作用的影響，是整個工程之本，對保證整個工程項目的安全、正常使用具有決定性的作用。體現人對自然界的認識，并合理運用自然規(guī)律，對整個工程建設和使用全過程進行合理規(guī)劃的最重要的工作是一項綜合性很強的工作，需要各方面設計人員的密切配合。1.1概述3、工程設計應綜合考慮美學、社會、經濟、環(huán)境、施工技術水平以及可持續(xù)發(fā)展的理念。Page

131.1概述是一項全面、具體、細致的綜合性工作，需要綜合考慮工程項目的用途、規(guī)模、投資、業(yè)主要求、材料供應、安全、環(huán)境、地理、施工技術水平、維護、維修、拆除以及因各種災害可能造成的損失及其對環(huán)境的影響等，并應考慮可持續(xù)發(fā)展要求。要注意的是，工程結構設計不是“規(guī)范+計算”，更不是“規(guī)范+一體化計算機結構設計程序”。4、工程結構設計是一項創(chuàng)造性工作結構工程師在進行工程設計時，應認真負責做好各個環(huán)節(jié)的工作，不得有任何馬虎，否則任何疏忽都會造成不可挽回的損失。Page

141.1概述事實證明，凡是概念設計做得好的結構工程師，其自身所擁有的結構設計概念、經驗、判斷力和創(chuàng)造力是隨著年齡與工程實踐的增長而越來越豐富，設計成果也越來越創(chuàng)新、完美，同時也會越來越受到社會的認可，即人們常說的“越老越吃香”。應具有良好的結構設計概念、經驗、悟性、判斷力和創(chuàng)造力。5、對結構工程師的要求創(chuàng)新才是結構工程師對設計、業(yè)主和社會的最大貢獻。Page

151.1概述結構工程師與建筑師應相互溝通、通力合作，特別是在建筑設計的方案階段，結構工程師要參與進去，以使得建筑師的創(chuàng)意得到最大程度的體現。同時建筑師也應對工程結構的基本概念和各種結構體系有一個基本的了解，掌握結構的基本受力原理和傳力途徑，避免設計出結構難以實現或成為不合理的建筑方案。6、溝通、合作1.2建筑結構的概念、組成和類型1.2.1建筑結構的概念1.2.2建筑結構的組成1.2.3建筑結構的類型Page

161.2建筑結構的概念、組成和類型1.2.1建筑結構的概念結構是什么？結構的基本解析是：1）各個組成部分的搭配和排列：文章的結構；語言的結構；原子結構等；2）建筑物上承擔重力或外力的部分的構造：磚木結構；鋼筋混凝土結構等。Page

171.2建筑結構的概念、組成和類型1.2.1建筑結構的概念結構是什么？本課程所稱的結構是指能承受各種作用并具有適當剛度的由各連接部件有機組合而成的系統(tǒng)。即通常所說的結構構件：主要包括梁、柱、桿、索等線狀構件，墻、板、殼等二維面狀構件，以及殼、實體等三維構件。即結構承擔著建筑物在施工和使用過程中可能出現的各種作用。直接作用間接作用Page

181.2建筑結構的概念、組成和類型建筑結構上部結構：下部結構：水平構件（水平結構分體系）：樓蓋和屋蓋豎向構件（豎向結構分體系）：框架、剪力墻等地下室和基礎地基基礎工程課程研究對象本課程研究對象1.2.2建筑結構的組成Page

191.2建筑結構的概念、組成和類型水平結構體系作用1.2.2建筑結構的組成①承受樓、屋面的豎向荷載，并把豎向荷載傳遞給豎向結構體系；②把作用在各層處的水平力傳遞并分配給豎向結構體系（按剛度分配）實現上述作用的條件：水平結構必須由豎向結構來支承；水平結構即樓屋蓋必須具有足夠的承載力、足夠的剛度（一般認為平面內剛度要無窮大）。水平結構分體系是指水平方向的兩維尺寸較大而豎向尺寸相比水平尺寸很小的結構，也就是說水平方向剛度大而豎向剛度很小，即為各層的樓蓋和屋蓋。Page

201.2建筑結構的概念、組成和類型豎向結構體系(抗側力結構體系)作用1.2.2建筑結構的組成豎向結構分體系一般是垂直放置的，如由梁柱組成的框架、剪力墻等。與建筑物的總高度相比，豎向結構分體系在一個方向或兩個方向的尺寸通常是很小的，因此它們本身不穩(wěn)定，必須由水平結構分體系來保持其穩(wěn)定位置。①承受樓、屋蓋傳來的豎向力和水平力并將其傳給下部結構；注意水平力是通過樓屋蓋傳遞的?、诮ㄖ锏挚箓认蛄Φ哪芰χ饕韶Q向結構體系提供。水平結構體系和豎向結構體系通過一定的連接相互作用共同抵抗外界各種作用——見下面介紹Page

211.2建筑結構的概念、組成和類型1.2.2建筑結構的組成下部結構的作用：①將上部結構傳來的力可靠地傳給地基。②地基承載力、穩(wěn)定性。Page

221.2.3建筑結構的類型1.2建筑結構的概念、組成和類型按豎向結構體系分類排架結構框架結構剪力墻結構框架-剪力墻結構筒體結構等建筑物的結構類型通常是以豎向結構分體系的結構類型來命名的。Page

231.2.3建筑結構的類型1.2建筑結構的概念、組成和類型按建筑結構所使用的主要建筑材料木結構石結構混凝土結構——本課程的對象砌體結構——本課程的對象鋼結構混合結構組合結構等Page

241.2.3建筑結構的類型1.2建筑結構的概念、組成和類型混合結構與組合結構的區(qū)別：混合結構是指整個結構是由兩種或兩種以上結構材料構成的，但結構構件是采用同一種材料的結構。如由型鋼—混凝土梁、柱等構成的鋼-混凝土組合結構。組合結構指的是結構構件由共同工作的兩種或兩種以上結構材料構成的結構，如在砌體結構中，由塊體和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物的豎向受力構件、而樓（屋）面采用鋼筋混凝土樓（屋）蓋的混合結構。Page

251.3建筑結構設計的內容和要求1.3.1工程建設的過程1.3.2結構設計的內容1.3.3結構和建筑關系1.3.4結構設計的要求Page

261.3建筑結構設計的內容和要求1.3.1工程建設的過程為保證整個工程項目建設進展的合理性，應嚴格遵守先勘察后設計，先設計后施工的程序。1、工程建設包括勘察、設計和施工三個主要環(huán)節(jié)同時也應考慮到工程完成后在正常使用階段的維護和維修，乃至各種災害、甚至工程最后報廢時可能帶來的損失等各種問題Page

271.3建筑結構設計的內容和要求1.3.1工程建設的過程是進行工程設計的前提，主要是采取各種方法，掌握工程建設場地及地質、水文等詳細情況和有關數據，為工程設計提供依據。是根據設計技術要求和設計施工圖，采取各種技術手段和方法將設計成果付諸實施，是整個工程最終實現的環(huán)節(jié)。一般分為方案設計、初步設計和施工圖設計三個階段。2、工程勘察3、建筑結構設計4、工程施工Page

281.3建筑結構設計的內容和要求1.3.2結構設計的內容結構設計的基本內容結構方案結構布置結構分析與計算構件及其連接構造的設計施工圖繪制結構分析與計算與連接構造是相互影響的，兩者要一致上述箭頭方向表示結構設計的程序Page

291.3建筑結構設計的內容和要求1.3.2結構設計的內容針對工程的設計方案、結構設計的關鍵問題以及與其他專業(yè)的配合并進行技術經濟分析，使整個工程設計方案經濟合理。1.方案設計和初步設計階段對結構的整體進行分析評估主要內容：對地基、上下部結構等提出設計方案進行結構平面布置和結構豎向布置必要時還應對結構中受力狀況特殊的部位進行更詳細的結構分析；確定主要的構造措施以及重要部位和薄弱部位的技術措施。Page

301.3建筑結構設計的內容和要求1.3.2結構設計的內容（1）方案設計階段這一階段的設計工作對整個結構的經濟性和安全性具有決定性的影響，對后續(xù)設計也具有重要影響，應給予足夠的重視，應采用合理的結構體系，特別是要保證結構的整體性。應重點突出構思階段的概念設計所謂概念設計是根據建筑物所處的環(huán)境條件、使用要求和空間需要，確定合適的結構方案和結構布置，并考慮材料、施工的可行性與經濟性。應該從主要分體系之間的力學關系，而不僅僅是從構件的詳圖上去構思總體結構方案。對于一般工程，根據本工程所處的環(huán)境與地質條件和材料供應及施工技術水平，參照以往既有同類結構設計經驗進行結構方案設計。Page

311.3建筑結構設計的內容和要求1.3.2結構設計的內容（2）初步設計階段重點是如何精心去改善已構思擬定的設計方案上。這個階段主要是確定各分體系及其相關構件的幾何尺寸與截面特征和相互之間的關系，并通過概念性近似計算來確認該設計方案的可行性。初步設計是根據概念設計提出的幾種結構方案和主要荷載情況，進行較為深入的分析，并對分析結果進行比較，比如可分別采用不同結構材料、不同結構體系、不同結構布置進行初步計算分析比較，并對有關問題進行專門分析和研究，在此基礎上初步確定結構整體和各部分構件尺寸以及所采用的主要技術。初步設計階段所做的改進決策必須反饋回去，使總體方案的概念進一步完善。Page

321.3建筑結構設計的內容和要求2.施工圖階段1.3.2結構設計的內容施工圖設計階段的主要內容是：⑤給出結構施工說明并以施工圖的形式提交最終設計圖紙。④給出模板、配筋和構造圖；③對結構構件以及構件與構件之間的連接進行設計計算；①給出準確完整的樓（屋）面結構平面布置圖；②進行結構分析；Page

331.3建筑結構設計的內容和要求1.3.2結構設計的內容2.施工圖階段具體來說，主要工作如下五各方面：1）繪制樓（屋）面結構平面布置圖2）分析和確定在工程生命周期內（包括建造和使用階段）結構上可能承受的各種荷載與變形作用的形式和量值（包括可能遭遇的意外事故影響），并應根據工程所處環(huán)境估計環(huán)境介質對結構耐久性的影響。3）確定結構分析計算簡圖，對各種荷載和變形作用進行分析計算，并考慮它們可能同時造成影響的情況（即荷載組合），獲知結構整體受力性能以及各個部位的受力和變形大小。Page

341.3建筑結構設計的內容和要求以后將詳細介紹幾種主要的混凝土結構形式的受力特點、結構建模、分析方法和具體的設計計算方法。需要著重指出的是，在結構設計中結構方案是帶有全局性的問題，也是整個設計的靈魂，應認真對待。1.3.2結構設計的內容2.施工圖階段4）根據所選用的結構材料，進行結構構件和構件連接的設計計算，如混凝土構件的配筋計算，并進行適用性驗算，考慮耐久性。（5）最終設計成果以施工圖形式提交，并將整個設計過程中的各項技術工作整理成設計計算書存檔。為保證結構設計可靠，避免人為錯誤，結構設計還應進行校核和審核，以檢查是否有違背有關設計規(guī)范、標準及規(guī)程的地方。Page

351.3建筑結構設計的內容和要求1.3.3結構和建筑關系設計一個新建筑或評價一個老建筑，可以從是否滿足建筑設計的八字方針即“安全、適用、經濟、美觀”來進行評判一項成功的建筑設計一定是建筑師與結構工程師共同創(chuàng)造的完美作品，是建筑與結構的完美結合。Page

361.3建筑結構設計的內容和要求1.3.3結構和建筑關系如圖所示是在2007年6月28日被聯(lián)合國教科文組織評為世界文化遺產的悉尼歌劇院，是丹麥設計師約恩·烏松設計的，該建筑建設從1959年3月開始，直至1973年10月竣工，斥資1億零200萬澳大利亞元完成建造，是20世紀最具特色的建筑之一這座綜合性的藝術中心，在現代建筑史上被認為是巨型雕塑式的典型作品，整個作品體現了建筑設計和結構設計的完美結合，綜合反映了美學、社會、人文、建筑和工程技術各個方面的成就。其中，建筑設計起到了滿足美學表達和功能要求的主導作用，而結構設計則起到了建造可行和結構可靠的保證作用。Page

371.3建筑結構設計的內容和要求1.3.3結構和建筑關系因此，在方案設計階段，無論是建筑師還是結構工程師都要集中精力處理好整體的問題，而不是致力于處理局部的構件細部。只有深刻理解建筑總體空間形式的相互關系，才能更好地加強對局部構造需求的理解。因此，先將建筑物看作一個整體空間形式，集中思路對結構的整體體系進行分析，并分解出子結構體系和關鍵的構件，然后將基本力學概念和知識融合其間，才能得到滿足建筑設計“八字方針”的完美建筑。Page

381.3建筑結構設計的內容和要求1.3.4結構設計的要求結構設計的總體要求是保證結構具有足夠的安全性、適用性和耐久性，并在意外事件發(fā)生時具有足夠的整體性和韌性。結構設計時應考慮功能要求與經濟性之間的均衡，在保證結構可靠的前提下，設計出經濟的技術先進的、施工方便的結構。工程設計在國民經濟中占有十分重要的地位，尤其是重大工程項目。一般情況下，工程結構設計均應遵守國家頒布的關于工程建設的各種政策、法規(guī)、規(guī)范和設計標準及規(guī)程。Page

391.4結構分析1.4.1結構分析計算模型1.4.2結構分析方法Page

401.4結構分析1）結構分析概念1、結構分析是結構設計計算中最主要的工作。是采用力學方法對結構在各種作用作用下的內力、變形等作用效應進行分析計算；是確定結構上作用效應的過程或方法；Page

411.4結構分析然后考慮各種荷載與作用同時出現的可能性，進行作用效應組合，得到結構構件各控制部位的內力設計值。1、結構分析對于一些重要的作用效應組合，尚應通過結構分析方法得到結構在該作用效應組合情況下的整體受力性能。有關荷載與作用的計算詳見第2章。2）結構分析步驟：確定結構上所有可能的直接與間接作用；分別確定它們的作用效應；Page

421.4結構分析（3）采用合理的材料本構關系或構件單元的受力-變形關系。1、結構分析3）結構分析一般要求：（1）結構的整體和其部分必須滿足力學平衡條件；（2）在不同程度上符合結構的變形協(xié)調條件，包括節(jié)點和邊界的約束條件；上述三個要求對應結構分析的三項基本要求，即：力學平衡條件、變形協(xié)調（幾何）條件和本構（物理）關系。Page

431.4結構分析本構關系則需合理地選用。力學平衡條件必須滿足是為了保證結構在給定荷載或作用下的實際承載力。變形協(xié)調條件是指在結構受力變形后構件與構件連接或構件內部變形保持連續(xù)性的條件，嚴格的結構分析理論要求滿足變形協(xié)調條件，如力法、位移法等。1、結構分析力學平衡條件必須滿足；變形協(xié)調條件應在不同程度上予以滿足；但有時對于實際結構的復雜受力部位，如按嚴格的變形協(xié)調條件進行結構分析會過于復雜，根據工程經驗和試驗研究，可以采用簡化的近似變形協(xié)調條件，比如對于空間結構的梁柱節(jié)點區(qū)，通常采用剛接假定，這就是所謂的變形協(xié)調條件應在不同程度上予以滿足。Page

441.4結構分析結構分析的關鍵問題是建立合理的結構分析模型，即計算模型。1、結構分析結構分析包括分析模型、分析理論和方法Page

451.4.1結構分析計算模型結構分析計算模型的定義：2、結構分析計算模型用一個能反映基本受力和變形性能的簡化的計算圖形來代替實際結構。這種代替實際結構的簡化圖形稱為結構分析計算模型（即力學中所稱的計算簡圖）。這是為了將復雜問題簡單化，抓住主要問題，忽略次要問題；使結構便于分析。但是要注意次要問題有時也會成為主要問題，因此，在結構分析后，不要忘了在結構分析時忽略的次要問題，必須通過一定的方式、方法（如通過構造處理）解決。Page

461.4.1結構分析計算模型結構分析計算模型通常都是依據理論或試驗分析進行必要的簡化和近似假定。結構分析計算模型的簡化要點分述如下：計算模型的選擇原則：1）計算模型應能反映實際結構的主要受力和變形性能；2）保留主要因素，略去次要因素，使計算模型便于計算。應當指出，計算模型的選擇在上述原則指導下，要根據當時當地的具體要求和條件來選用，并不是一成不變的。2、結構分析計算模型Page

471.4.1結構分析計算模型但在大多數情況下，?？珊雎砸恍┐我目臻g約束而將實際結構分解為二維結構分析模型即通常所說的平面結構，使計算得以簡化。所以在對結構內力和位移分析時，可以直接對各個獨立的平面結構進行，各個平面結構通過連接形成一個三維空間結構。3、結構分析計算模型簡化要點1）結構體系的簡化一般結構實際上都是空間結構，各部分相互連接成為一個空間整體，以承受各個方向可能出現的作用。是指一個平面內的作用力對另一平面內的作用力沒有顯著影響Page

481.4.1結構分析計算模型1）結構體系的簡化如圖1-2所示的空間框架結構，由縱向和橫向平面框架構成。a）

b）c）

d）圖1-2平面框架分析模型a）框架結構圖；b）平面布置圖圖；c）橫向框架；d）縱向框架3、結構分析計算模型簡化要點如果僅考慮樓面均布荷載和沿橫向均布的水平荷載（如風荷載、水平地震作用）時，各橫向平面框架的側向位移基本一致，因而可取出一榀平面框架進行分析。前提條件是樓板在其自身平面內具有足夠的剛度，一般情況下是可以滿足的。Page

491.4.1結構分析計算模型1）結構體系的簡化此時不能按平面框架結構計算，而需要考慮樓板平面內變形影響，按各榀框架協(xié)同工作進行計算，這實際上是一種近似的三維空間分析。3、結構分析計算模型簡化要點但如果樓板上開洞較大，尤其是當樓板邊緣處開洞時，該條件就會不滿足。所謂空間結構，其作用力一般沿兩個方向傳遞，如殼體結構等。平面和空間布置復雜的桿系結構，如網架結構也屬于空間結構。通常，空間結構中的構件往往同時承受多個方向的力。Page

501.4.1結構分析計算模型2）桿件的簡化桿件的截面尺寸（寬度、厚度）通常比桿件長度小得多，截面變形符合平截面假設，截面上的應力可根據截面的內力（彎矩、剪力、軸力）來確定，截面上的變形也可根據軸線上的應變分量來確定。當截面尺寸增大到超過桿長的1/4時，桿件用軸線表示的簡化，將引起較大的誤差。桿件可用其軸線表示，桿件之間的連接區(qū)用節(jié)點表示，桿長用節(jié)點間的距離表示，荷載的作用點也轉移到軸線上。3、結構分析計算模型簡化要點Page

511.4.1結構分析計算模型3）支座和連接節(jié)點的簡化結構中桿件與桿件之間的相互連接處，簡化為節(jié)點。3、結構分析計算模型簡化要點鉸節(jié)點通常可簡化為固定端剛節(jié)點理想鉸節(jié)點的特點是被連接的桿件在節(jié)點處不能相對移動，但可以繞鉸自由轉動；在鉸節(jié)點處可以承受和傳遞力，但不能承受和傳遞力矩。剛節(jié)點的特點是被連接的桿件在節(jié)點處不能相對移動，也不能相對轉動，而節(jié)點本身可以轉動，但被連接的桿件所成的角度保持不變，在剛節(jié)點處不但能承受和傳遞力，而且能承受和傳遞力矩。固定端的特點是被連接的桿件在結點處不能相對移動，也不能相對轉動，節(jié)點本身也不能轉動，在節(jié)點處不但能承受和傳遞力，而且能承受和傳遞力矩。Page

521.4.1結構分析計算模型桁架節(jié)點的簡化：鋼桁架常用螺栓連接、焊接，節(jié)點可以傳遞一定的彎矩；鋼筋混凝土桁架的節(jié)點構造則往往采用剛性連接。但上述桿件內的彎矩所產生的應力很?。▽嶋H是彎矩很小，原因是偏心距很?。灰诠?jié)點構造上采取適當的措施，該應力對結構或桿件不會造成危害，故一般計算中桁架節(jié)點均可按鉸結處理。3）支座和連接節(jié)點的簡化木桁架常常采用榫接，與鉸節(jié)點的力學假定較為接近；嚴格地說，鋼桁架和鋼筋混凝土桁架都應該按剛架結構計算，各桿件除承受軸力外，還承受彎矩的作用。Page

531.4.1結構分析計算模型鋼筋混凝土框架邊柱和梁的結點的簡化：如圖1-3a所示當梁的線剛度il比柱的線剛度iz大很多（一般認為il/iz>5）時，柱對梁端約束作用很小，而能阻止梁端發(fā)生豎向位移，這時可認為梁簡支于柱上。a）

b）

c）

d）圖1-3鋼筋混凝土梁柱結點梁的線剛度比柱的線剛度小得多（iz/il)時，可簡化為固定端。3）支座和連接節(jié)點的簡化一般情況下，計算時可簡化為一剛節(jié)點。Page

541.4.1結構分析計算模型如圖1-3a所示，e）f）圖1-3鋼筋混凝土梁柱節(jié)點鋼筋混凝土框架邊柱和梁的結點的簡化：3）支座和連接節(jié)點的簡化由于梁中上下皮鋼筋不能形成力偶，所以可看成梁簡支于柱上。此時結點的簡化與梁柱線剛度比值無關。Page

551.4.1結構分析計算模型鋼筋混凝土梁垂直擱置于砌體墻，其支座可按鉸結考慮；(a)(b)(c)(d)圖1-4支承于砌體墻上的鋼筋混凝土梁支承于砌體墻上的鋼筋混凝土梁支座簡化：鋼筋混凝土梁平行擱置于砌體墻，可按固定端考慮，固定端的位置應內移a值。3）支座和連接節(jié)點的簡化如圖1-4a所示而如圖1-4c所示Page

561.4.1結構分析計算模型如圖1-5（a）所示(a)(b)(c)(d)圖1-5支承于剪力墻上的鋼筋混凝土梁鋼筋混凝土梁與剪力墻連接處支座簡化：2）梁軸線與墻平面平行，可假定梁固定于墻上，固定端可取墻邊。3）支座和連接節(jié)點的簡化1）梁軸線與剪力墻的厚度方向一致，可假定為剛節(jié)點，如圖1-5（c）所示Page

571.4.1結構分析計算模型由于邊框架梁約束樓面梁的扭轉剛度較小且隨著邊框架梁在扭矩作用下開裂引起扭轉剛度進一步下降，所以可看成鉸節(jié)點，如圖1-6b所示。a）

b）

圖1-6與邊框架梁連接的鋼筋混凝土梁梁與梁整澆連接時支座的簡化：3）支座和連接節(jié)點的簡化如圖1-6a為一樓面梁與邊框架梁整澆連接Page

581.4.1結構分析計算模型框架柱與基礎整澆且柱中配置的鋼筋所受到的拉壓力能形成力偶來抵抗外彎矩，在基礎不發(fā)生轉動的情況下，可按固定支座考慮，如圖1-7c所示；圖1-7柱與基礎連接a)b)c)d)框架柱與基礎連接的簡化：的柱中配置的鋼筋所受到的拉壓力不能形成力偶，故應看成鉸支座，如圖1-7d所示。3）支座和連接節(jié)點的簡化如圖1-7a所示而如圖1-7b所示Page

591.4.1結構分析計算模型有時對于構件來說，支座可以近似按鉸結處理，但對連接本身來說，則連接部位的部分嵌固剛度引起的彎矩或支承壓力的分布影響不能忽略，因為結構設計通常希望連接部位具有比構件更可靠的安全要求。螺栓群連接雖然有一定的轉動剛度，但與鋼梁的抗彎剛度相比則很小，因此對于鋼梁內力計算來說可按鉸結考慮。然而，螺栓群連接轉動剛度所形成嵌固彎矩對栓釘預埋件設計來說，就顯得尤為重要，如忽略螺栓群的嵌固彎矩影響，則可能會導致栓釘預埋件先于鋼梁破壞的問題，這種破壞不符合“強連接、弱構件”的結構設計原則。圖1-8鋼梁與混凝土墻的連接典型的例子是圖1-8所示的鋼梁與混凝土墻的連接，鋼梁用螺栓固定在埋置于混凝土墻內預埋件連接板上。Page

601.4.1結構分析計算模型需要特別強調的是，理想化的結構分析模型或多或少地與實際結構情況會存在差異，因此在結構設計和施工中應盡可能通過可靠的構造連接措施使結構的實際受力狀態(tài)與結構分析模型相一致；另一方面也需要考慮這種差異的趨勢和影響程度，以便采取必要的措施進行處理，這種問題的處理對支座和節(jié)點的連接尤為重要。如在支座和節(jié)點簡化時抓住主要問題，忽略次要問題以便簡化計算，但次要問題實際上是不能無條件忽略的，因為在一定條件下次要問題會上升為主要問題。Page

611.4.1結構分析計算模型但是實際上支座處由于梁端上部有砌體約束，即有一定的嵌固作用，因此梁端實際上存在一定的嵌固彎矩，由于這種嵌固程度不易確定，為避免梁端上部出現裂縫等問題，一般均需配置一定的構造鋼筋。當梁的剛度很大時，墻體設計中也應考慮梁端嵌固彎矩的影響。圖1-5所示次要問題解決示例：支承于砌體墻上的鋼筋混凝土梁簡化為鉸節(jié)點的結果是支座彎矩在力學計算時為零Page

621.4.2結構分析方法結構分析方法彈性分析方法塑性內力重分布分析方法彈塑性分析方法塑性極限分析方法結構非線性分析方法試驗分析方法Page

631.4.2結構分析方法1、彈性分析方法假定結構材料的本構關系和構件的受力-變形關系均是線性的；當忽略二階效應影響時，荷載效應與荷載大小成正比一般說來，結構在正常使用極限狀態(tài)下，采用彈性分析方法得到的結構內力和變形與實際情況的誤差很小。但當結構達到承載能力極限狀態(tài)時，由于結構中不同構件的屈服存在先后次序，結構材料也有不同程度的塑性，特別是鋼筋混凝土結構，在正常使用狀態(tài)下是帶裂縫工作的，而且構件的剛度大小與其受力大小相關，因此采用彈性分析方法的計算結果與實際結構的內力會有差別，但大部分情況下按彈性分析方法計算得到的內力來進行承載能力極限狀態(tài)設計是偏于安全的。Page

641.4.2結構分析方法少數結構因混凝土開裂部分的剛度減小而發(fā)生內力重分布，可能影響其它部分的開裂和變形的情況?？紤]到混凝土結構開裂后剛度的減小，對梁、柱構件可分別取用不同的剛度折減值，且不再考慮剛度隨作用效應而變化。在此基礎上，結構的內力和變形仍可采用彈性分析方法進行分析。1、彈性分析方法此法可用于正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)作用效應的分析。Page

651.4.2結構分析方法是用線彈性分析方法獲得結構內力后，按照塑性內力重分布的規(guī)律，確定結構控制截面的內力，此法可用于超靜定混凝土結構設計，如混凝土連續(xù)梁和連續(xù)板，該方法具有充分發(fā)揮結構潛力，節(jié)約材料，簡化設計和方便施工等優(yōu)點。2、塑性內力重分布分析方法對重力荷載作用下的框架、框架-剪力墻結構中的現澆梁以及雙向板等，經彈性分析求得內力后，可對支座或節(jié)點彎矩進行適度調幅，并確定相應的跨中彎矩。但應注意到，抗彎能力調低部位的變形和裂縫可能相應增大。Page

661.4.2結構分析方法又稱塑性分析法或極限平衡法。它是基于材料或構件截面的剛-塑性或彈-塑性假設，應用上限解、下限解和解答唯一性等塑性理論的基本定理，計算結構承載能力極限狀態(tài)時的內力或極限荷載。3、塑性極限分析方法此法主要用于周邊有梁或墻支承的雙向板設計，工程設計和施工實踐經驗證明，在規(guī)定條件下按此法進行計算簡便易行，可以保證結構的安全。需注意的是，塑性理論分析得到的結果對應結構的承載能力極限狀態(tài)，結構材料的承載潛力得到完全利用，因此實際運用時應注意其適用條件，而且對于正常使用極限狀態(tài)需要另行計算。Page

671.4.2結構分析方法4、結構試驗分析方法是工程結構分析最可靠的方法，目前所采用的簡化分析方法一般都是經過試驗驗證的。采用結構試驗分析方法的情況：1）對于標準沒有規(guī)定或超出標準適用范圍的情況2）計算參數不能確切反映工程實際的特定情況3）現有設計方法可能導致不安全或設計結果過于保守的情況4）或新型結構（或構件）的應用或新設計公式的建立例如剪力墻及其孔洞周圍，框架和桁架的主要節(jié)點，構件的疲勞，受力狀態(tài)復雜的水壩等。Page

681.4.2結構分析方法實際上，結構試驗方法是能反映實際結構受力性能的材料，或其它材料，包括彈性材料制作成結構的整體或其部分模型，測定模型在荷載作用下的內力（或應力）分布、變形或裂縫等效應。4、結構試驗分析方法結構試驗應經過專門的設計，對試件的形狀、尺寸和數量，材料的品種和性能指標，邊界條件，加載方式、數值和加載制度，量測項目和測點布置等作出仔細的規(guī)劃，以確保試驗結果的有效性和準確性。Page

691.4.2結構分析方法結構的非線性包括材料非線性和幾何非線性。結構非線性分析與結構受力過程更為接近，但比線彈性和塑性分析方法要復雜得多，而非線彈性動力分析就更為復雜，一般僅用于重要的大型工程結構或受力復雜結構的分析。材料非線性是指材料、截面或構件的非線性本構關系，如應力-應變關系、彎矩-曲率關系、荷載-位移關系等；幾何非線性是指結構的受力與結構變形有關，稱為二階效應。一般情況，考慮材料非線性的情況較多，而幾何非線性僅在結構變形對結構受力的影響不可忽略時考慮，如高層、高聳結構分析和長柱分析時，就必須考慮豎向荷載作用下結構側移引起的附加內力。Page

701.4.3結構分析方法數值解的方法很多，常用的有：有限元法、差分法、有限條分法等，一般需要借助計算機程序進行計算，故也稱為程序分析方法，其中有限單元法的適用范圍最廣，可以計算各種復雜的結構形式和邊界條件。目前已有許多成熟的結構設計和分析軟件可供使用。解析解又稱為理論解，適用于比較簡單的計算模型。由于實際工程結構并非像結構力學所介紹的計算模型那樣理想化，除少數簡單情況外，解析解幾乎很難得到實際應用。結構分析方法依據所采用的數學方法解析解數值解Page

711.4.2結構分析方法由于使用者一般對結構分析程序的編著所采用的結構計算模型并不了解，而且其計算過程也不可見，因此應對程序分析結果進行必要的概念判別和校核，在確認其合理、有效后方可應用于工程設計。結構分析所采用的計算軟件應經考核和驗證，其技術條件應符合國家現行有關規(guī)范、標準的要求。對于不熟悉的結構形式和重要工程結構，應采用兩個以上經過考核和驗證的程序進行計算，以保證分析結果的可靠。Page

72謝謝！混凝土結構設計方法

Designmethodofconcretestructure混凝土結構設計方法

Designmethodofconcretestructure4、理解建筑結構按近似概率極限狀態(tài)設計法的思路及其實用設計表達式。Page

75教學要求：1、理解建筑結構上的作用與荷載的定義、荷載分類及其四種代表值；掌握豎向荷載、雪荷載、風荷載、吊車荷載及水平地震作用的計算方法；2、了解地震作用的基本概念；3、理解建筑結構的功能要求和極限狀態(tài)；Page

762.1建筑結構荷載Page

772.1.1結構上的作用與荷載建筑結構設計時，應考慮結構上可能出現的各種作用和環(huán)境影響。使結構產生內力和變形的原因稱為作用直接作用：荷載間接作用：混凝土收縮和徐變、溫度變化、地基沉降、基礎變形及地震等環(huán)境影響是指使結構材料隨時間逐漸劣化（如老化、銹蝕、碳化、凍融、剝蝕）的外界因素，導致影響結構的安全性和可靠性由作用（或荷載）引起的結構或結構構件的反應，包括構件截面的內力（如彎矩、剪力、軸向力、扭矩等）以及變形和裂縫等稱為結構上的作用效應（或荷載效應）。Page

782.1.2

荷載（作用）分類1.按隨時間的變化分類：在結構使用期間，其值不隨時間變化或其變化與平均值相比可以忽略不計，或其變化是單調的并能趨于限值的荷載，也稱為恒載，例如：結構自重、土壓力、預應力等。在結構使用期間，其值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可以忽略不計的荷載，也稱活載，例如：樓（屋）面活荷載、積灰荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載、多遇地震等。在結構使用期間，不一定出現，一旦出現，其值很大且持續(xù)時間很短的荷載，例如爆炸力、撞擊力、罕遇地震等。1)永久荷載：2)可變荷載：3)偶然荷載：Page

792.1.2荷載（作用）分類2.按隨空間位置的變化分類：是指在結構空間位置上具有固定分布的荷載，可變荷載也可以是固定荷載，只是其數值是隨時間變化的，如固定設備、水箱等。是指在結構空間位置上的一定范圍內有規(guī)律或隨機移動的荷載，如樓面上的人群荷載、吊車荷載、車輛荷載等。2)移動荷載：1)固定荷載：Page

802.1.2荷載（作用）分類3.按結構的反應性質分類：是指對結構或結構構件不產生動力效應，或其動力效應可以忽略不計的荷載，如結構自重、樓面活荷載、雪荷載等。是指對結構或結構構件產生不可忽略的動力效應的荷載，如設備振動、工業(yè)廠房的吊車荷載、高聳結構上的風荷載、車輛剎車、撞擊力和爆炸力等。1)靜力荷載：2)動力荷載：Page

812.1.2荷載（作用）分類3.按結構的反應性質分類：是指對結構或結構構件不產生動力效應，或其動力效應可以忽略不計的荷載，如結構自重、樓面活荷載、雪荷載等。是指對結構或結構構件產生不可忽略的動力效應的荷載，如設備振動、工業(yè)廠房的吊車荷載、高聳結構上的風荷載、車輛剎車、撞擊力和爆炸力等。1)靜力荷載：2)動力荷載：Page

822.1.3荷載代表值標準值組合值頻遇值準永久值荷載代表值其它代表值可在標準值的基礎上乘以相應的系數后得到。荷載標準值是基本代表值Page

832.1.3荷載代表值荷載標準值對可變荷載應根據設計要求采用標準值、組合值、頻遇值和準永久值作為代表值；是指其在設計基準期（一般結構的設計基準值為50年）內最大荷載統(tǒng)計分布的特征值，例如均值、眾值、中值或某個分位值。對永久荷載應采用標準值作為代表值；對偶然荷載按結構的使用特點確定其代表值。Page

842.1.3荷載代表值是指在設計基準期內，其超越的總時間為規(guī)定的較小比率，或超越頻率為規(guī)定頻率的荷載值?？勺兒奢d頻遇值為可變荷載標準值乘以頻遇值系數得到?？勺兒奢d代表值標準值對于有足夠統(tǒng)計資料的可變荷載可根據其最大荷載的統(tǒng)計分布按一定保證率取其上限分位值。實際荷載統(tǒng)計困難時，可根據長期工程經驗確定一個協(xié)議值作為荷載標準值。組合值是指對于有兩種和兩種以上可變荷載同時作用時，使組合后的荷載效應在設計基準期內的超越概率能與荷載單獨作用時相應超越概率趨于一致的荷載值?？勺兒奢d的組合值為可變荷載標準值乘以組合值系數得到。準永久值是指在設計基準期內，其超越的總時間約為設計基準期一半的荷載值?？勺兒奢d準永久值為可變荷載標準值乘以準永久值系數得到。頻遇值Page

852.1.4

永久荷載永久荷載包括結構構件、圍護構件、面層及裝飾、固定設備、長期儲物的自重，以及其他需要按永久荷載考慮的荷載。對于各類結構構件和永久性非結構構件自重，由于其變異性不大，且多為正態(tài)分布并以其分布的均值作為荷載標準值。對于自重變異性較大的材料，尤其是制作屋面的輕質材料，考慮到結構的可靠性，在設計中應根據該荷載對結構有利或不利，分別取其自重的下限值或上限值?！逗奢d規(guī)范》附錄A中查不到的新型材料應由業(yè)主提供或通過試驗確定。舉例：如連續(xù)梁某跨上的荷載越大，本跨的正彎矩也越大，即對本跨不利，而相鄰跨正彎矩會變小，即對相鄰跨有利。Page

862.1.5樓面和屋面活荷載樓面活荷載是指人群、家具、物品(民用建筑)和機器、車輛、設備、堆料(工業(yè)建筑)等產生的分布重力荷載；《工程結構通用規(guī)范》按等效均布荷載方法給出了各類民用建筑的樓面均布活荷載標準值及其有關代表值系數，見附錄A附表A-1。1.民用建筑樓面活荷載屋面活荷載是指檢修人員與維修工具等以及屋面作為花園、運動場所或作為直升機停機坪等產生的分布荷載。在設計梁、墻、柱和基礎時，還可考慮樓面活荷載折減，參見《工程結構通用規(guī)范》4.2.4條和4.2.5條。Page

872.1.5樓面和屋面活荷載2.工業(yè)建筑樓面活荷載在生產使用或安裝檢修時，由設備、管道、運輸工具及可能拆除隔墻產生的局部荷載，均應按實際情況考慮，可采用等效均布活荷載代替。設備位置固定的情況，可直接按固定位置對結構進行計算，但應考慮因設備安裝和維修過程中的位置變化可能出現的最不利效應。樓面等效均布活荷載，包括計算次梁、主梁和基礎時的樓面活荷載，可分別按《荷載規(guī)范》附錄C的規(guī)定確定。對于一般金工車間、儀器儀表車間、電子元器件車間、棉紡織車間、輪胎廠準備車間和糧食加工車間，當缺乏資料時，可按《荷載規(guī)范》的附錄D采用。Page

882.1.5樓面和屋面活荷載2.工業(yè)建筑樓面活荷載一般無設備區(qū)域的操作荷載，包括操作人員、一般工具、零星原料和成品的自重，可按均布活荷載考慮，采用2.0kN/m2。工業(yè)建筑樓面活荷載的組合值系數、頻遇值系數和準永久值系數應按實際情況采用；但在任何情況下，組合值和頻遇值系數不應小于0.7，準水久值系數不應小于0.6。生產車間的參觀走廊活荷載可取3.5kN/m2。生產車間的樓梯活荷載，可按實際情況采用，但不宜小于3.5kN/m2。在設備所占區(qū)域內可不考慮操作荷載和堆料荷載。Page

892.1.5樓面和屋面活荷載表2-1屋面均布活荷載項次類別標準值（kN/k）組合值系數頻遇值系數準永久值系數1不上人屋面0.50.70.50.02上人屋面2.00.70.50.43屋頂花園3.00.70.60.54屋頂運動場地4.50.70.60.43.屋面活荷載房屋建筑的屋面，其水平投影面上的均布活荷載的取值不應小于規(guī)定值，見表2-1。注意表后注腳不上人的屋面均布活荷載，可不與雪荷載和風荷載同時組合。Page

902.1.5樓面和屋面活荷載4.屋面積灰荷載對設計有大量排灰的廠房及其鄰近建筑，其水平投影面上的屋面積灰荷載標準值及其有關代表值系數，應分別按《荷載規(guī)范》表5.4.1-1和表5.4.1-2采用。積灰荷載應與雪荷載或不上人的屋面均布荷載兩者中的較大值同時考慮。Page

912.1.5樓面和屋面活荷載5.施工和檢修荷載及欄桿水平荷載設計屋面板、檁條、鋼筋混凝土挑檐、懸挑雨篷和預制小梁時，尚應考慮施工和檢修集中荷載，其標準值不應小于1.0kN，并應在最不利位置處進行驗算。舉例：如挑檐，應分別按使用階段和施工階段進行內力計算，然后取計算結果的大值進行截面設計。樓梯、看臺、陽臺和上人屋面等的欄桿活荷載標準值：住宅、宿舍、辦公樓、旅館、醫(yī)院、托兒所、幼兒園欄桿水平荷載應取≥1.0kN/m，中小學的上人屋面、外廊、樓梯、平臺、陽臺等臨空部位必須設防護欄桿，欄桿的水平荷載應取≥1.5kN/m，中小學的上人屋面、外廊、樓梯、平臺、陽臺、食堂、劇場、電影院、車站、禮堂、展覽館或體育場還要考慮不小于1.2kN/m的豎向荷載標準值，水平荷載與豎向荷載應分別考慮。Page

922.1.5樓面和屋面活荷載6.動力系數建筑結構設計的動力系數，在有充分依據時，可將重物或設備的自重乘以動力系數后，按靜力計算方法設計。搬運和裝卸重物以及啟動和剎車的動力系數，可采用1.1~1.3，具有液壓輪胎起落架的直升機可取1.4，其動力荷載只傳至樓板和梁Page

932.1.6雪荷載雪荷載的組合值系數可取0.7；頻遇值系數可取0.6；準永久值系數應按雪荷載分區(qū)Ⅰ、Ⅱ與Ⅲ的不同，分別取0.5、0.2和0。屋面水平投影面上的雪荷載標準值雪荷載標準值基本雪壓屋面積雪分布系數是以一般空曠平坦地面上統(tǒng)計的50年一遇重現期的最大雪壓自重給出的。見《荷載規(guī)范》附錄E。對雪荷載敏感的結構（主要是指大跨、輕質屋蓋結構）應采用100年重現期的雪壓。是指屋面水平投影面積上的雪荷載與基本雪壓的比值，它與屋面形式、朝向及風力等均有關。通常情況下，屋面積雪分布系數應根據不同類別的屋面形式確定，見《荷載規(guī)范》表7.2.1。Page

942.1.7風荷載1.風荷載特點風荷載與基本風壓、地形、地面粗糙度、距離地面高度，及建筑體型等諸因素有關。壓力、吸力和橫風向干擾力及其合力構成了建筑物上的風荷載。風荷載在整個結構物表面是不均勻分布的，并隨著建筑物體型、面積和高度的不同而變化。風荷載包括由順風向的平均風引起的靜力風荷載、與平均風方向一致的順風向脈動風荷載和與平均風方向垂直的橫風向脈動風荷載。對于一般結構，在工程實際應用中一般只考慮結構在順風向風荷載作用下的響應。對橫風向風振作用效應或扭轉風振作用效應明顯的高層建筑以及細長圓形截面構筑物，應考慮橫風向效應。Page

952.1.7風荷載2.風荷載標準值及基本風壓風荷載標準值風載體型系數風壓高度變化系數高度z處的風振系數基本風壓采用《荷載規(guī)范》規(guī)定的方法確定的50年重現期的風壓，但不得小于0.3kN/m2。具體參見《荷載規(guī)范》附錄E。對于高層建筑、高聳結構以及對風荷載比較敏感的其它結構，《高規(guī)》）規(guī)定，在承載力設計時應按基本風壓的1.1倍采用。風荷載的組合值、頻遇值和準永久值系數可分別取0.6、0.4和0Page

962.1.7風荷載3.風壓高度變化系數μz風壓高度變化系數是反映風壓隨不同場地、地貌和高度變化規(guī)律的系數。指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；注意：對于山區(qū)的建筑物，還應考慮地形條件進行修正根據地面地貌情況，地面粗糙度分為四類：A類B類C類D類指有密集建筑群且房屋高度較高的城市市區(qū)。指有密集建筑群的城市市區(qū)；指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；根據建筑物高度和地面粗糙度可查得風壓高度變化系數，見下頁表Page

972.1.7風荷載Page

982.1.7風荷載4.風荷載體型系數μs風荷載體型系數是指風作用在建筑物表面上所引起的實際壓力(或吸力)與基本風壓的比值,它描述的是建筑物表面在穩(wěn)定風壓作用下的靜態(tài)壓力分布規(guī)律，主要與建筑物的體型和尺度有關，也與周圍環(huán)境和地面粗糙度有關。對于常見建筑物形狀，《荷載規(guī)范》列出了建議取值，其中一部分見表2-3。Page

992.1.7風荷載4.風荷載體型系數μs對于規(guī)范未列出的體型，可按有關資料采用；當無資料時，宜由風洞試驗確定；對于重要且體型復雜的房屋和構筑物，應由風洞試驗確定。高層建筑、高聳結構以及對風荷載比較敏感的其它結構，在計算主體結構的風荷載效應時，風荷載體型系數可按《高規(guī)》4.2.3條規(guī)定取用。Page

1002.1.7風荷載5.風振系數βz風振系數是考慮脈動風對結構產生動力效應的放大系數，其值與結構自身動力特性有關。

《荷載規(guī)范》規(guī)定，對于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋，以及基本自振周期T1大于0.25s的各種高聳結構，應考慮風壓脈動對結構產生順風向風振的影響。結構風振動力效應與房屋的自振周期、結構的阻尼特性以及風的脈動性能等因素有關。鋼筋混凝土多、高層建筑的剛度通常較大，由風荷載引起的振動很小，通?？梢院雎圆挥嫛５珜^柔的高層建筑和大跨橋梁結構，當基本自振周期較長時，在風荷載作用下發(fā)生的動力效應不能忽略。Page

1012.1.7風荷載

10m高名義湍流強度，對應A、B、C和D類地面粗糙度，可分別取0.12、0.14、0.23和0.39；脈動風荷載的背景分量因子，當結構的體型和質量沿高度均勻分布時，可按《荷載規(guī)范》8.4.5條計算。高度z處的風振系數βz峰值因子，可取2.5；脈動風荷載的共振分量因子，可按《荷載規(guī)范》8.4.4條計算；5.風振系數βzPage

1022.1.8局部風荷載建筑表面在風載作用下可形成三個壓力區(qū)，其中逆流面的角部會形成最高的負壓區(qū)。通常情況下,在角隅、檐口、邊楞處和附屬結構(如陽臺、雨篷等外挑構件)等部位的局部風壓可能會大大超過平均風壓，并可能對某些構件產生不利作用。此外，負壓產生的漂浮力也可能使某些構件中出現反向彎矩。局部風荷載是指風荷載在建筑物某個局部所產生的外力。Page

1032.1.8局部風荷載風荷載局部體型系數,具體取值規(guī)定參見《荷載規(guī)范》8.3.3條。對于高層建筑及對風荷載比較敏感的其它結構，在計算檐口、雨篷、遮陽板、陽臺等水平構件局部上浮風荷載時，風荷載體型系數不宜小于2.0。當計算圍護結構及其連接的強度時，應按局部風荷載考慮，此時風荷載標準值按下式確定：高度z處的陣風系數,按《荷載規(guī)范》表8.6.1取值；Page

1042.1.9起重機（吊車）荷載工程中常用的吊車有懸掛吊車、手動吊車、電動葫蘆以及橋式吊車等。懸掛吊車的水平荷載應由有關支撐系統(tǒng)承受，設計該支撐系統(tǒng)時，尚應考慮風荷載與懸掛吊車水平荷載的組合；手動吊車及電動葫蘆可不考慮水平荷載。因此這里所講的吊車荷載是專指橋式吊車而言的。吊車的生產、訂貨和吊車荷載的計算都是以吊車的工作級別為依據的，共分8個工作級別：A1、A2,A3、A4、A5、A6、A7、A8。吊車的工作級別是按其利用等級和載荷狀態(tài)來確定的是按吊車在使用期內要求的總工作循環(huán)次數分成10個利用等級是按吊車荷載達到其額定值的頻繁程度分成4個載荷狀態(tài)（輕、中、重、特重）。Page

1052.1.9起重機（吊車）荷載橋式吊車對結構的作用有豎向荷載和水平荷載兩種。4個載荷狀態(tài)（輕、中、重、特重）A1~A3（輕級工作制）一般滿載機會少、運行速度低以及不需要緊張而繁重工作的場所，如水電站、機械檢修站等的吊車工作級別A4、A5（中級工作制）機械加工車間和裝配車間的吊車A6、A7（重級工作制）或A8（特重級工作制））冶煉車間和直接參加連續(xù)生產的吊車Page

1062.1.9起重機（吊車）荷載1.吊車豎向荷載標準值Dmax,k

、Dmin,k

如圖是產生Pmax,k，Pmin,k

的小車位置示意圖當小車吊有額定起吊重量的物件開到大車某一極限位置時，在這一側的每個大車的輪壓稱為吊車的最大輪壓標準值Pmax,k，在另一側的輪壓稱為最小輪壓標準值Pmin,k，Pmax,k與Pmin,k同時發(fā)生。吊車的額定起重量應由工藝設計或由業(yè)主提供，這樣可從吊車制造廠提供的吊車產品說明書中查得Pmax,k和Pmin,k。對于四輪吊車：Page

1072.1.9起重機（吊車）荷載吊車是移動的，因而由Pmax,k在吊車梁支座產生的最大反力標準值為Dmax,k

，同時，在另一側則由Pmix,k產生Dmin,k

。Dmax,k、Dmin,k

就是作用在結構上的吊車豎向荷載標準值，兩者同時發(fā)生。圖2-4簡支吊車梁的支座反力影響線吊車豎向荷載標準值按簡支吊車梁支座反力影響線計算，如圖2-4所示1.吊車豎向荷載標準值Dmax,k

、Dmin,k

則Dmax,k

、Dmin,k

為圖中K和B分別是橋式吊車的輪距和橋架寬度Page

1082.1.9起重機（吊車）荷載多臺吊車的荷載折減系數各大輪子下影響線縱標值總和在結構計算時應考慮左柱作用Dmax,k

的同時右柱作用Dmin,k，以及左柱作用Dmin,k

的同時右柱作用Dmax,k

這兩種荷載情況。1.吊車豎向荷載標準值Dmax,k

、Dmin,k

圖2-4

簡支吊車梁的支座反力影響線Dmax,k

、Dmin,k是通過軌道和吊車梁垂直作用在牛腿上的。Page

1092.1.9起重機（吊車）荷載吊車梁的連接構造吊車梁可用鋼筋混凝土也可以采用型鋼制成，軌道與吊車梁連接以及吊車梁與柱的連接構造可詳見有關標準圖集。吊車梁下圖為某種連接構造連接構造必須符合受力要求、必須滿足安全要求，如右圖中吊車梁與上柱的連接既要滿足受拉和受壓的要求（通過設置剛性桿而不是柔性桿），該圖采用角鋼，又要考慮安全性（柱中設置預埋件）。請問如不采用角鋼，還能用什么材料？Page

1102.1.9起重機（吊車）荷載牛腿的分類短牛腿長牛腿根據牛腿豎向力Fv的作用點至下柱邊緣的水平距離a的大小，一般把牛腿分成兩類：當a≤h0時為短牛腿；當a>h0時為長牛腿，此處h0為牛腿與下柱交接處的牛腿豎直截面的有效高度。長牛腿的受力特點與懸臂梁相似，可按懸臂梁設計。一般支承吊車梁等構件的牛腿均為短牛腿，簡稱牛腿，它實質上是一變截面深梁，其受力性能與普通懸臂梁不同。關于牛腿的設計計算可參考有關文獻。Page

1112.1.9起重機（吊車）荷載吊車梁支座鋼墊板的中心線至下部柱軸線的距離。對下部柱而言，Dmax,k、Dmin,k都是偏心壓力，因此，應把它們換算成作用在下部柱頂面的軸向壓力和力矩，其中彎矩標準值可按下式計算：Page

1122.1.9起重機（吊車）荷載2.吊車水平荷載對于一般的四輪吊車，它在一邊軌道上的剎車輪只有1個，所以吊車縱向水平荷載標準值Tk=0.1Pmax,k。吊車的水平荷載有縱向水平荷載與橫向水平荷載兩種。(1)吊車縱向水平荷載標準值Tk吊車縱向水平荷載是由大車的運行機構在剎車時引起的縱向水平慣性力。吊車縱向水平荷載標準值應按作用在一邊軌道上所有剎車輪的最大輪壓Pmax,k之和乘以剎車輪與鋼軌間的滑動摩擦系數α’，α‘=0.1吊車縱向水平荷載作用于剎車輪與軌道的接觸點，方向與軌道一致，由房屋縱向結構承受，如縱向平面框架、縱向平面排架。Page

1132.1.9起重機（吊車）荷載2.吊車水平荷載(2)吊車橫向水平荷載標準值Tmax,k吊車橫向水平荷載是當小車吊有重物時剎車所引起的橫向水平慣性力，它通過小車剎車輪與橋架軌道之間的摩擦力傳給大車，再通過大車輪在吊車軌頂傳給吊車梁，而后由吊車梁與柱的連接鋼板傳給柱，如圖2-6所示。吊車橫向水平荷載作用在吊車梁頂面的水平處。圖2-6

吊車梁與柱的連接吊車橫向水平荷載標準值，應按小車重力標準值與額定起重量標準值之和乘以橫向水平荷載系數α計算Page

1142.1.9起重機（吊車）荷載吊車橫向水平荷載應等分于橋架的兩端，分別由軌道上的車輪平均傳至軌道，其方向與軌道垂直。通常起吊質量Q≤50t的橋式吊車，其大車總輪數為4，即每一側的輪數為2，因此通過一個大車輪子傳遞的吊車橫向水平荷載標準值Tk，按下式計算：由于吊車是移動的，吊車對結構產生的最大橫向水平荷載應根據影響線確定。顯然，吊車對結構產生最大橫向水平荷載標準值Tmax,k時的吊車位置與產生Dmax,k、Dmin,k的相同，因此，當考慮多臺吊車的荷載折減系數β后，可得：Page

1152.1.9起重機（吊車）荷載如果兩臺吊車作用下的Dmax,k已求得，則兩臺吊車作用下的Tmax,k可直接由Dmax,k求得：注意，小車是沿橫向左、右運行的，有正反兩個方向的剎車情況，因此對Tmax,k既要考慮它向左作用又要考慮它向右作用。Page

1162.1.9起重機（吊車）荷載(3)多臺吊車組合計算排架考慮多臺吊車豎向荷載時：這里，一層吊車是指同一跨內只有一個吊車軌頂標高的吊車，在同一跨內吊車軌頂有兩種不同標高的，稱為兩層吊車。對雙層吊車的多跨廠房宜按上層和下層吊車分別不多于四臺進行組合，且當下層吊車滿載時，上層吊車應按空載計算；上層吊車滿載時，下層吊車不應計入。對一層吊車的多跨廠房的每個排架，不宜多于四臺；對單層吊車的單跨廠房的每個排架，參與組合的吊車臺數不宜多于兩臺；Page

1172.1.9起重機（吊車）荷載排架計算中考慮多臺吊車水平荷載時：(3)多臺吊車組合當情況特殊時，應按實際情況考慮。對單跨或多跨廠房的每個排架，參與組合的吊車臺數不應多于兩臺。Page

1182.1.9起重機（吊車）荷載多臺吊車同時出現Dmax,k和Dmin,k的概率，以及同時出現Tmax,k的概率都很小，因此排架計算時，多臺吊車的豎向荷載標準值和水平荷載標準值都應乘以多臺吊車的荷載折減系數β。折減系數與吊車工作級別及吊車臺數有關對于其它結構類型的廠房，多臺吊車的組合可參照進行。Page

1192.1.9起重機（吊車）荷載當計算吊車梁及其連接的承載力時，吊車豎向荷載應乘以動力系數。3.吊車荷載的動力系數對工作級別為A6~A8的軟鉤吊車、硬鉤吊車和其它特種吊車，動力系數可取為1.1。對懸掛吊車（包括電動葫蘆）及工作級別A1~A5的軟鉤吊車，動力系數可取1.05Page

1202.1.9起重機（吊車）荷載4.吊車荷載的組合值、頻遇值及準永久值吊車荷載的組合值系數、頻遇值系數及準永久值系數按吊車工作級別、吊鉤類型取值，見表2-5。Page

1212.1.10地震作用簡述1.地震地震的概念地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞，造成板塊邊沿及板塊內部產生錯動和破裂，是引起地震的主要原因。地震又稱地動、地振動，是地殼快速釋放能量過程中造成的振動，期間會產生地震波的一種自然現象。Page

1222.1.10地震作用簡述2.地震作用及其特點地震作用是地震引起的結構物動力效應的原因。地震作用是建筑抗震設計的基本依據。地震對結構物的作用效應與結構物自身動力特性顯著相關。這不僅表現在地震作用效應的量值方面，也表現在地震作用的分布方面。在不同地震強度作用下，隨結構物的損傷狀況和自身彈塑性的發(fā)展，結構自身的動力特性不斷發(fā)生變化，導致地震作用效應的量值和分布也不斷變化。地震作用特點不同地區(qū)、不同地點地震引起的地面運動特征十分復雜，尤其是那些罕遇地震會對工程結構造成極大的破壞作用；

因此，結構工程的抗震設計應重視整體結構抗震體系和抗震概念設計。人們還無法準確預測未來地震作用的大小。Page

1232.1.10地震作用簡述二是人為設定結構的薄弱部位，而這些薄弱部位的破壞不會導致整體結構成為幾何可變體系，同時保證具有足夠的延性，不使整體結構喪失整體性，即可保證整體結構在小震時不會破壞、在大震時不會產生倒塌。結構抗震概念設計原則一是容許在罕遇地震作用時結構中的某些部位或部分構件（最好是贅余構件）產生破壞；但這些部位和構件的破壞不應該影響結構的整體性，且結構應具有足夠的延性。延性是指在承載能力基本沒有顯著降低情況下結構的變形能力，對避免結構在地震作用下的倒塌具有重要意義。Page

1242.1.10地震作用簡述3.建筑抗震設防的基本概念抗震設防烈度、地震動參數區(qū)劃以及工程抗震設防分類和抗震設防標準。是為使工程結構達到預期的抗震效果，對工程結構進行抗震設計并采取抗震措施，以達到所預期的地震破壞準則和技術指標要求?？拐鹪O防：抗震設防的內容：Page

1252.1.10地震作用簡述3.建筑抗震設防的基本概念（1）抗震設防烈度是按國家規(guī)定的權限批準作為一個地區(qū)抗震設防依據的地震烈度。地震烈度是指地震時一定地點地震動的強烈程度。早期主要根據地震時人的感覺、地表面狀況的變化及建筑物的破壞程度作為地震強烈程度的一種宏觀判據，這種烈度評價并不是用地面運動的物理量作為依據。目前的地震烈度均與地震地面運動的物理量相聯(lián)系，如地面運動峰值加速度(PGA)、峰值速度(PGV)和峰值位移(PGD)。我國目前采用國際上通行的12級地震烈度表。Page

1262.1.10地震作用簡述3.建筑抗震設防的基本概念（1）抗震設防烈度目前，我國根據國家抗震設防需要和當前的科學技術水平，按照長時期內可能遭受的地震危險程度給出了各地抗震設防烈度的區(qū)劃圖。我國地震烈度區(qū)劃圖規(guī)定：以50年期限內一般場地條件下超越概率為10%的地震烈度作為一個地區(qū)抗震設防依據，稱為基本烈度?！犊拐鹨?guī)范》規(guī)定，一般情況下，建筑工程的抗震設防烈度應采用中國地震動參數區(qū)劃圖確定的地震基本烈度。（2）地震動參數區(qū)劃以地震動參數(以加速度表示地震作用強弱程度)為指標，將全國劃分為不同抗震設防要求區(qū)域的地圖。Page

1272.1.10地震作用簡述3.建筑抗震設防的基本概念是衡量抗震設防要求高低的尺度，由抗震設防烈度或設計地震動參數及抗震設防類別確定。（3）抗震設防標準建筑破壞造成的人員傷亡、直接和間接經濟損失、社會影響的大小、建筑使用功能失效后對全局的影響范圍大小和對抗震救災影響及恢復的難易程度?？拐鹪O防標準劃分依據：建筑工程的抗震設防類別分為四類：特殊設防類、重點設防類、標準設防類和適度設防類，具體分類情況可參見《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》GB55002-2021。Page

1282.1.10地震作用簡述4.建筑抗震設計方法簡介50年超越概率為2%~3%的烈度稱為罕遇地震，比基本烈度約高一度。三水準抗震設防目標“小震不壞、中震可修、大震不倒”50年內超越概率約為63%的地震烈度為，比基本烈度約低一度半；50年超越概率為10%的烈度為基本烈度Page

1292.1.10地震作用簡述4.建筑抗震設計方法簡介我國現行《抗震規(guī)范》采用兩階段設計方法來實現“小震不壞、中震可修、大震不倒”的三水準抗震設防目標，即所謂“三水準設防、兩階段設計”的方法。第一階段設計是承載力驗算，取第一水準“小震”的地震動參數計算結構的彈性地震作用標準值和相應的地震作用效應，并采用分項系數設計表達式進行結構構件的截面承載力抗震驗算。第一階段設計可使結構在第一水準地震作用下具有必要的承載力，且又能滿足第二水準“中震”損壞可修的目標。對大多數的結構，可只進行第一階段設計，而通過結構抗震概念設計和抗震構造措施來滿足第三水準“大震不倒”的設計要求。Page

1302.1.10地震作用簡述4.建筑抗震設計方法簡介第二階段設計是針對有明顯薄弱層的不規(guī)則結構和有專門要求的結構進行第三水準“大震”作用下的彈塑性變形驗算，并采取相應的抗震構造措施，以通過定量計算實現第三水準“大震不倒”的設防要求。Page

1312.1.10地震作用簡述5.地震作用計算（1）計算方法底部剪力法、振型分解反應譜法以及時程分析法。（2）計算規(guī)定1）高度不超過40m、以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，以及近似于單質點體系的結構，可采用底部剪力法等簡化方法。2）除1）外的建筑結構，宜采用振型分解反應譜法。3）特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑和超限高層建筑，應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算。Page

1322.1.10地震作用簡述6.水平地震作用計算（1）計算原則4)8、9度時的大跨度和長懸臂結構及9