第2章建筑結(jié)構設計基本原理
1.結(jié)構的作用、作用效應、抗力
作用——施加在結(jié)構上的集中力或分布荷載以及引起結(jié)構外加變形或約束變形因素的總稱。
作用效應——由作用引起的結(jié)構或構件的反應(內(nèi)力、變形、裂縫)。
結(jié)構抗力——結(jié)構或構件承受作用效應的能力。
結(jié)構的作用、作用效應、抗力均具有隨機性。
2. 荷載不同分類
1.按時間的變異分類
1)永久荷載
結(jié)構自重、土壓力、預加壓力、地基沉降以及焊接等。
2)可變荷載
安裝荷載、風荷載、雪荷載、吊車荷載及溫度變化等。
3)偶然荷載
地震、爆炸、撞擊等。
2.按空間位置的變異分類
1)固定荷載
結(jié)構構件自重、民用與工業(yè)建筑樓面上的固定設備荷載等。
2)可動荷載
民用與工業(yè)建筑樓面上的人群荷載、吊車荷載等。
1. 按結(jié)構的反應分類
1) 靜態(tài)荷載
對結(jié)構構件不產(chǎn)生加速度,或其加速度可忽略不計的荷載。
結(jié)構自重、住宅與辦公樓的樓面活荷載等屬于靜態(tài)荷載。
2) 動態(tài)荷載
對結(jié)構或構件產(chǎn)生可忽略不計的加速度的荷載。
吊車荷載、地震、設備振動、作用在高聳結(jié)構上的風荷載等。
3. 荷載標準值和代表值
結(jié)構設計時,根據(jù)各種極限狀態(tài)的設計要求所采用的不同的荷載數(shù)值稱為荷載代表值。
對于永久荷載以標準值作為代表值;對可變荷載根據(jù)不同的設計要求采用不同的代表值,如標準值、組合值、頻遇值、準永久值。
(1)標準值
荷載標準值是指結(jié)構在設計基準期(50年)內(nèi),正常情況下可能出現(xiàn)的最大荷載值。通常要求荷載標準值應具有95%的保證率。
(2)組合值
當結(jié)構承受兩種或兩種以上可變荷載時,,因此除主導的可變荷載外,其它伴隨的可變荷載均以其標準值乘以一個小于或等于1的組合系數(shù)作為可變荷載的組合值。
(3)頻遇值
可變荷載的頻遇值是正常使用極限狀態(tài)按頻遇組合設計時采用的一種可變荷載組合值。它是在統(tǒng)計基礎上確定的。在設計基準期內(nèi)被超越的總時間僅為設計基準期的一小部分,或其超越頻率限于某一給定值。
(4)準永久值
可變荷載中在整個設計在整個設計基準期內(nèi)出現(xiàn)時間較長(可理解為總的持續(xù)時間不低于25年)的那部分荷載值,稱為該可變荷載的準永久值。
4. 結(jié)構功能要求
1)安全性-正常使用和施工時能承受各種可能出現(xiàn)的作用。在設計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后,結(jié)構仍能保持必須的整體穩(wěn)定性。
2)適用性-在正常使用時具有良好的工作性能。不發(fā)生影響使用的變形和裂縫。
3)耐久性-在正常使用和維護下,在規(guī)定的時間內(nèi)(一般為50年)、規(guī)定的條件下,完成預定功能的能力。