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建筑结构设计 一、引言1. 建筑结构 承担着建筑物在施工和使用过程中可能出现的各种作用 合理的结构设计是建筑物安全、适用和耐久的保证 第一章 概论 一、引言2. 建筑结构的种类 按建筑结构所使用的主要建筑材料 混凝土结构——本课程的对象 砌体结构 钢结构 木结构 组合结构 二、建筑混凝土结构形式 1. 结构形式 层数 单层结构和多高层结构 工业厂房结构和民用建筑结构 一般为单层结构 用途 一般为多高层结构 二、建筑混凝土结构形式 2. 单层建筑结构 天窗架 屋架 屋架下弦水平支撑 排架柱 基础 围护墙 屋面板 天沟板 连系梁 天窗架垂直支撑 托架 抗风柱 屋架端部垂直支撑 吊车梁 柱间支撑 基础梁 二、建筑混凝土结构形式 3. 多层建筑结构 二、建筑混凝土结构形式 4. 高层建筑结构 三、建筑混凝土结构的组成 三、混凝土结构的设计准则 1. 规范及设计理论 常用的规范 混凝土结构设计规范 建筑结构荷载规范 建筑地基基础设计规范 建筑抗震设计规范 高层建筑混凝土结构技术规程 三、混凝土结构的设计准则 1. 规范及设计理论 允许应力设计法 破坏阶段设计法 极限状态设计法 半经验半概率法 近似概率法 全概率法 生命全过程设计法 材料力学的方法 按经验法确定安全系数 混凝土结构设计规范 基于概率的极限状态设计法 三、混凝土结构的设计准则 2. 结构的功能要求、可靠性与可靠度 功能要求 安全性、适用性和耐久性 可靠性 可靠度 结构在规定的时间内，规定的条件下完成预定功能的概率 概率度量 三、混凝土结构的设计准则 3. 极限状态 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求 极限状态 承载能力极限状态 正常使用极限状态 三、混凝土结构的设计准则 4. 作用和材料强度的取值 所有能使结构产生内力和变形的原因统称为“作用”。荷载是作用中的一部分（直接作用）。 概率密度 荷载 荷载平均值 荷载标准值 荷载 随机变量 荷载标准值 根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有一定保证率（如95%）的统计特征值 三、混凝土结构的设计准则 4. 作用和材料强度的取值 强度 随机变量 强度标准值 根据统计资料，运用数理统计方法确定的具有一定保证率（如钢筋为97.73%,混凝土为95%）的统计特征值 概率密度 材料强度 强度平均值 强度标准值 三、混凝土结构的设计准则 5. 基于概率的极限状态设计法 作用效应S 作用引起的内力与变形，也是随机变量 结构抗力R 抵抗作用效应的能力，也是随机变量 三、混凝土结构的设计准则 5. 基于概率的极限状态设计法 S和R符合正态分布 则Z也符合正态分布 概率密度 Z=R-S ?Z ??Z pf 结构的失效概率 为简化计算，引入可靠指标 三、混凝土结构的设计准则 5. 基于概率的极限状态设计法 目标可靠指标 安全等级 一级 二级 三级 延性破坏 3.7 3.2 2.7 脆性破坏 4.2 3.7 3.2 三、混凝土结构的设计准则 6. 实用的设计表达式 直接用目标可靠指标进行结构设计，需要大量的统计数据，比较复杂 采用荷载、强度标准值，相应的分项系数 和组合系数表示的实用设计表达式 分项系数是按目标可靠指标，并考虑工程经验确定的，使两种方法具有相同或相近的可靠性 三、混凝土结构的设计准则 6. 实用的设计表达式 承载能力极限状态设计表达式 三、混凝土结构的设计准则 6. 实用的设计表达式 正常使用极限状态设计表达式 标准组合 准永久值组合 频遇组合 四、建筑混凝土结构设计步骤 准备工作 确定结构方案 结构布置结构计算简图 结构分析和设计计算 了解工程背景 掌握设计所需原始资料 收集设计参考资料 制定工作计划 上部结构 楼盖 基础 荷载计算 结构内力分析 荷载效应组合 构件截面设计 构造要求 结构设计说明 结构设计计算书 结构设计图纸 时间上和空间上 结构分析方法 线弹性分析方法 塑性内力重分布分析方法 塑性极限分析方法 非线性分析方法 试验分析方法 四、建筑混凝土结构设计步骤 五、本课程的特点和学习方法 1.特点 是土木工程专业的一门主要专业课 是力学知识以及荷载与设计原理、混凝土结构基本原理等专业基础知识在混凝土结构设计中的应用 是依据规范、标准而进行的创造性的工作 五、本课程的特点和学习方法 2.学习方法 注意本课程与相关先修课程尤其是“结构力学”、“混凝土结构基本原理”课程的联系 熟悉国家相关标准和规范 注意形象思维能力的培养，注意图形表达能力的培养 理论联系实际，积累一定的感性认识 理论分析和构造措施相结合