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第一章建筑结构概论第一节建筑结构与建筑的关系建筑的三要素:强度、适用、美观。强度是建筑的最基本特征,它关系到建筑物保存的完整性和作为一个物体在自然界的生存能力,满足此强度所需要的建筑物部分是结构,结构是建筑物的基础,没有结构就没有建筑物,也不存在适用,更不可能有美观。第二节建筑结构的分类一、按材料分类1、混凝土结构2、砌体结构3、钢结构4、组合结构二、按结构体系分类1、混合结构2、排架结构3、框架结构4、剪力墙结构5、框架剪力墙结构6、筒体结构三、按建筑层数分类1、高层建筑2、多层建筑3、底层建筑第三节本课程的任务本课程学习重点:1、混凝土结构设计原理2、钢结构设计原理3、砌体结构设计原理4、介绍单层厂房、多层框架、高层建筑的结构体系,以及介绍抗震方面的知识。“设计”:是指在预定的荷载及材料性能条件下,按功能要求确定构件所需的截面尺寸、配筋和构造。它包括规划布置与设计计算。:(1)容许应力计算法:≤(2)破坏阶段计算法:≤(3)极限状态计算法:规定了结构的极限状态,并把单一安全系数改为三个分项系数,即荷载系数、材料系数、工作条件系数,使不同的构件具有比较一致的安全度。一、结构的作用、作用效应、:一般指施加在结构上的集中力或分布力(直接作用,也称荷载),或引起结构外形或约束、变形的原因(间接作用,不宜称为荷载)。2、作用效应作用效应是指结构对所受作用的反应,如弯矩、扭矩、位移等。3、结构抗力结构或结构构件承受作用效应的能力称为结构抗力。二、荷载代表值及标准值(一)作用的分类:按作用时间的长短和性质,作用分为三类:1、永久作用(恒载):在设计使用期内,其值不随时间变化,或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。有:结构重力(包括结构附加重力)、预加力、土的重力及土侧压力、混凝土收缩及徐变作用、基础变位作用、水的浮力等6种。结构的自重可根据结构的设计尺寸和材料的重力密度确定。2、可变作用:在结构使用期间,其量值随时间变化,且其变化值与平均值比较不可忽略的作用。有:汽车荷载、汽车冲击力、汽车离心力、汽车引起的土侧压力、人群、风荷载、汽车制动力、流水压力、冰压力、温度(均匀温度和梯度温度)作用、支座摩阻力等11种。3、偶然作用:在结构使用期间,出现的概率很小,一旦出现,其值很大且持续时间很短的作用。有:地震作用、船只或漂流物撞击作用、汽车撞击作用等3种。(二)作用代表值:结构或结构构件设计时,针对不用设计目的所采用的各种作用规定值,它包括作用标准值、准永久值和频遇值。1、作用标准值:结构或构件设计时,采用的各种作用基本代表值,其值可根据作用在设计基准期内最大值概率分布的某一分位值确定。2、作用准永久值:结构或构件按正常使用极限状态长期效应组合设计时,采用的另一种可变作用代表值,()分位值确定。设计时,采用的各种作用的基本代表值,其值可根据作用在设计基准期内最大值概率分布的某一分位值确定。3、作用频遇值:结构或构件按正常使用极限状态短期效应组合设计时,采用的一种可变作用代表值,。(三)作用效应设计值作用效应设计值是指作用标准值效应与作用分项系数的乘积。分作用分项系数和抗力分项系数两类。(四):承载能力极限状态设计时,永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的组合。:承载能力极限状态设计时,永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应的组合。:正常使用极限状态设计时,永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应的组合。:正常使用极限状态设计时,永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应的组合。第二节极限状态设计法一、结构功能要求(一)结构的功能、可靠性、可靠度1、结构的功能:(1)安全性:是指在预定的期限内,在正常施工和正常使用情况下,结构能承受可能出现的各种作用;在偶然事件(如地震、撞击等)发生时及发生后,结构发生局部损坏,但不致出现整体破坏和连续倒塌,仍能保持必需的整体稳定性。(2)适用性:是指在正常使用情况下,结构具有良好的工作性能,不发生过大的变形或振动。(3)耐久性:是指结构在正常维护情况下,材料性能虽然随时间变化,但结构仍能满足设计的预定功能要求。如构件不出现过大的裂缝;在不利环境因素作用下,不导致结构可靠度降低,甚至失效。2、结构的可靠性和可靠度(1)结构的可靠性:是结构安全性、适用性和耐久性的统称。就是指结构在规定的时间内,在规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护),完成预定功能的能力。(2)结构的可