建筑结构概念设计(第三章)
第三章 建筑结构荷载
第三章建筑结构荷载《建筑结构荷载规范》GB50009-2001一荷载分类1、永久荷载：结构自重、土压力、预应力2、可变荷载：楼面活荷载、屋面活荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载3、偶然荷载：爆炸力、撞击力例：工业厂房屋盖自重荷载：防水层（八层作法）标准值0.35kN/m2（沿屋面坡向）找平层（2cm厚水泥砂浆）标准值0.40kN/m2（沿屋面坡向）保温层（10cm沥青珍珠岩）标准值0.30 kN/m2（沿屋面坡向）预应力钢筋混凝土大型屋面板标准值1.40 kN/m2（沿屋面坡向）屋架自重（包括支撑）标准值0.45 kN/m2（沿水平面）例：工业厂房屋盖活荷载：使用荷载标准值0.70 kN/m2（沿水平面）雪荷载标准值0.45 kN/m2（沿水平面）例：常用材料自重（kN/m3）：钢－78.5;钢筋混凝土－25；普通砖－18；焦渣空心砖－10；瓷砖－19.8；木材－4～9；水泥－16；水泥砂浆－20二荷载代表值1、永久荷载采用标准值作为代表值；2、活荷载采用标准值、组合值、频遇值、准永久值作为代表值；3、偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定代表值三 荷载效应组合1、对于承载能力极限状态：包括基本组合、偶然组合；设计表达式：R S ≤0γ其中：0γ－结构重要性系数；1.1、1.0、0.9S －荷载效应组合的设计值； R －结构构件抗力的设计值；◎基本组合由可变荷载效应控制的组合∑=++=ni Qikci Qi k Q Q Gk G S S S S 211ϕγγγ式中：Gγ－永久荷载的分项系数；Qi γ－第i 个可变荷载的分项系数；S Gk －按永久荷载G k 计算的荷载效应值； S Qik －按可变荷载Q ik 计算的荷载效应值；ci ϕ－可变荷载Q i 的组合值系数由永久荷载效应控制的组合∑=+=ni Qikci Qi Gk G S S S 1ϕγγ注：1.基本组合中的设计值仅用于荷载与荷载效应为线性的情况；2.当对S Q1k 无法明显判断时，轮次以可变荷载效应为S Q1k ，取最不利荷载组合效应；3.当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载对一般的排架、框架结构，基本组合可采用简化规则：对可变荷载效应控制的组合：取下列两式的不利值kQ Q Gk G S S S 11γγ+= ∑=+=ni QikQi Gk G S S S 19.0γγ对永久荷载效应控制的组合不变 基本组合的荷载分项系数按下列规定采用永久荷载分项系数：当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合取1.2；对永久荷载效应控制的组合取1.35当其效应对结构有利时：一般情况下取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算时取0.9 可变荷载的分项系数：一般情况下取1.4；对标准值大于4kN/m 2的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3偶然组合偶然荷载的代表值不乘分项系数，按有关规定进行。
建筑结构抗震设计第三章单自由度弹性体系的水平地震作用
2
max
1
Tg
2021/3/7
结构抗震设计
16
设计特征周期
规范规定，根据建筑工程的实际情况，将地震动反应
谱特征周期Tg，取名为“设计特征周期”。
设计特征周期的值应根据建筑物所在地区的地震环境 确定。（所谓地震环境，是指建筑物所在地区及周围 可能发生地震的震源机制、震级大小、震中距远近以 及建筑物所在地区的场地条件等。）
式中 k11——使质点1产生单位位移而质点2保持不动时，
在质点1处所需施加的水平力； k12——使质点2产生单位位移而质点1保持不动时，
在质点1处引起的弹性反力； c11——质点1产生单位速度而质点2保持不动时，
在质点1处产生的阻尼力； c12——质点2产生单位速度而质点1保持不动时，
在质点1处产生的阻尼力；
在进行建筑结构地震反应分析时， 除了少数质量比较集中的结构 可以简化为单质点体系外，大 量的多层和高层工业与民用建 筑、多跨不等高单层工业厂房 等，质量比较分散，则应简化 为多质点体系来分析，这样才 能得出比较符合实际的结果。
一般，对多质点体系，若 只考虑其作单向振动时，则体 系的自由度与质点个数相同。
1、两自由度运动方程的建立 2、两自由度弹性体系的运动微分方程组 3、两自由度弹性体系的自由振动 三、多自由度弹性体系的自由振动 1、n自由度体系运动微分方程组 2、n自由度弹性体系的自由振动 四、振型分解法 1、两自由度体系振型分解法 2、n自由度体系振型分解法
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结构抗震设计
21
一、多质点和多自由度体系
15
建筑结构抗震设计(第三版)习题解答1-5章
第一章的习题答案1.震级是衡量一次地震强弱程度（即所释放能量的大小）的指标。
地震烈度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。
震级大时，烈度就高；但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。
2.参见教材第10面。
3.大烈度地震是小概率事件，小烈度地震发生概率较高，可根据地震烈度的超越概率确定小、中、大烈度地震；由统计关系：小震烈度＝基本烈度－1.55度；大震烈度＝基本烈度＋1.00度。
4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则，具有指导性的意义；抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求；构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。
5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形，通过结构一定程度的弹塑性变形耗散地震能量，从而减小截面尺寸，降低造价；同时可避免产生结构的倒塌。
第二章的习题答案1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时，其振幅被放大；与土层固有周期相差较大的波传至地面时，其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。
因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近，2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力；材料在地震下地基承载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备，因此地基的抗震承载力高于静力承载力。
3.土层的地质年代；土体中的粘粒含量；地下水位；上覆非液化土层厚度；地震的烈度和作用时间。
4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差（建筑物条件均同）。
b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化.c．液化指数越小，地震时地面喷水冒砂现象越轻微。
d．地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。
5. s m v m 5.2444208.32602.82008.51802.220=+++=因m v 小于s m 250，场地为中软场地。
6. 设计地震分组为第二组，烈度为7度，取80=N砂土的临界标贯值：[])(1.09.00w s cr d d N N -+=，其中m d w 5.1=土层厚度：第i 实测标贯点所代表的土层厚度的上界取上部非液化土层的底面或第1-i 实测标贯点所代表土层的底面；其下界取下部非液化土层的顶面或相邻实测标贯点的深度的均值。
结构可靠性设计基础结构可靠性理论的基本概念
第三章 结构可靠性理论的基本概念
主要内容：
3.1 结构可靠度的定义 3.2 结构的失效概率 3.3 结构可靠指标 3.4 可靠指标的几何意义 3.5 可靠指标与安全系数的关系 3.6 可靠指标与分项系数的关系
第3章 结构可靠度理论的基本概念
3.1 结构可靠度的定义
3.1 结构可靠度的定义
3.1.1 结构的可靠性
结构在规定的时间，在规定的条件，完成预定功能的 能力。结构的可靠性，包括结构的安全性、适用性和耐久 性。
1. 规定时间
设计使用年限 - 设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预期
目的使用的时期。
- 即房屋结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常 维护下所应达到的使用年限，如达不到这个年限则意 味着在设计、施工、使用与维修的某一环节上出现了 非正常情况，应查找原因。
问题：设计基准期是否等于设计使用期？
3.1 结构可靠度的定义
2. 规定条件
– 正常设计 – 正常施工 – 正常使用
不考虑人为错误
3. 预定功能 – 极限承载能力要求 能承受正常施工和使用期间可能出现的各种作用。
– 结构适用性要求 在正常使用时具有良好的工作性能；
– 结构的耐久性要求 在正常维护下具有足够的耐久性。
– 结构整体承载能力要求
遭受及其偶然的作用时，能保持必要的整体稳定性偶然作 用如地震、龙卷风、爆炸（煤气或恐怖袭击）、火灾等
3.1 结构可靠度的定义
3.1.2 极限状态、极限状态方程
“极限状态”定义 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态(达到极限
承载力；失稳；变形、裂缝宽度超过某一规定限制等)就不 能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能 的极限状态。
工程结构抗震与防灾_东南大学_3 第三章建筑结构抗震设计_5 第5讲屈服机制
3.2
混凝土结构房屋抗震设计
（三）屈服机制
一个良好的结构屈服机制，其特征是结构在其杆件出现 塑性铰之后，在承载能力基本保持稳定的条件下，可以持续 地变形而不倒塌，最大限度地吸收和耗散地震能量。
•结构的塑性发展从次要构件开始，或从主要构件的次要杆 件（或部位）开始，最后才在主要构件上出现塑性铰，从而 形成多道抗震防线。
•结构中所形成的塑性铰的塑性转动量大，结构的塑性变形量大。
3.2
混凝土结构房屋抗震设计
多高层钢筋混凝土房屋的屈服机制可分为总体机制、 楼层机制及由这两种机制组合而成的混合机制。
3.2
混凝土结构房屋抗震设计
合理的结构破坏机制应该是： 1、较合理的框架破坏机制，应该是节点基本不破坏，梁 比柱的屈服可能早发生、多发生，同一层中各柱两端的 屈服历程越长越好，底层柱底的塑性铰宜最晚形成。总 之，设计时应体现“强柱弱梁”，“强剪弱弯”的原则。 通过控制柱的轴压比和剪压比，增加结构的延性。
2、框架—抗震墙结构和抗震墙结构中抗震墙塑性屈服宜 产生在墙的底部。连梁宜在梁端塑性屈服。
3.2
混凝土结构房屋抗震设计
在抗震设计中，增强承载力要和刚度、延性要求相 适应。不适当地将某一部分结构增强，可能造成结构另 一部分相对薄弱。因此，不合理地任意加强配筋以及在 施工中以高强钢筋代替原设计中主要钢筋的做法，都要 慎重考虑。
第三章建筑结构设计方法课后习题详解
第三章建筑结构设计⽅法课后习题详解第3章建筑结构设计⽅法3.1 思考题3-1 结构在规定的使⽤年限内应满⾜哪些功能要求？答：建筑结构在规定的设计使⽤年限内，应满⾜安全性、适⽤性和耐久性三项功能要求。
3-2 随机变量的平均值、标准差有何统计上的意义？答：A、随机变量的平均值表明随机变量取值的集中程度、整体⽔平或波动中⼼。
B、标准差和变异系数均表明随机变量取值的分散程度或波动⼤⼩。
当平均值相同时，可直接⽤标准差⽐较两个或多个随机变量取值的分散程度；当平均值不相同时，只能⽤变异系数（相对标准差）进⾏⽐较。
3-3 结构的功能函数如何表达？实际⼯程中结构功能可能会出现哪些情况？答：A、Z=g（R，S）=R—S，上式中R和S是随机变量，函数Z也是随机变量。
B、实际⼯程结构功能可能会出现以下三种情况： Z>0，结构处于可靠状态；Z<0，结构处于失效状态；Z=0，结构处于极限状态。
3-4 正态分布的随机变量，以µf(1-1.645δf)为基准，实际取值不低于该基准值的概率（也即保证率）为多少？答：实际取值不低于该基准值的概率P（X>u—1.645σ）=1—F（u-1.645σ）=1—Ф（—1.645）=1-(0.04947+0.05050)/2=0.95。
即不低于95%。
3-5 荷载效应和作⽤效应有什么区别？答：A、荷载效应是由直接作⽤（荷载）引起的内⼒、变形和裂缝等效应。
Ｂ、作⽤效应是由作⽤引起的结构或结构构件的反应，⽤S表⽰，例如内⼒（轴⼒、弯矩、剪⼒、扭矩等）变形和裂缝宽度等。
3-6 安全等级为⼆级的建筑结构构件，延性破坏的⽬标可靠指标应为多少？答：查表P29也可知为3.2.3-7 结构的可靠概率和失效概率之间有什么关系？答：Ａ、可靠概率Ps即可靠度，它与失效概率P f之和为1，可靠概率上升，失效概率下降；可靠概率下降失效概率上升，知道其中任何⼀个，另⼀个也就确定了。
3-8 承载能⼒极限状态和正常使⽤极限状态的含义是什么？答：A、结构或结构构件达到最⼤承载能⼒或不适合于继续承载的变形时的状态。
土木建筑工程：建筑结构(三)
土木建筑工程：建筑结构（三）1、问答题如何保证钢筋混凝土梁受弯破坏是适筋破坏？正确答案：用最小配筋率和最大配筋率来限制。
2、单选混凝土保护层是具有足够厚度的混凝土层，取（）至构件截面边缘的净距。
A．钢筋中心（江南博哥）B．钢筋内表面C．钢筋外表面正确答案：C3、判断题次梁的间距即为板的跨度，主梁的间距即为次梁的跨度，柱或墙在梁方向的间距即为主梁的跨度。
正确答案：对4、问答题名词辨析题：板式楼梯和梁式楼梯。
正确答案：板式楼梯由踏步板、平台板和平台梁组成，一般用于跨度在3米以内的小跨度楼梯较为经济。
板式楼梯的下表面平整，施工支模方便，外观也较轻巧，但斜板较厚，当跨度较大时材料用量较多；梁式楼梯由在斜板两侧或中间设置的斜梁、踏步板、平台板和平台梁组成，用于梯段较长时较为经济，但其支模及施工均较板式楼梯复杂，外观也显得笨重。
5、判断题轴心受拉构件在混凝土开裂后，混凝土退出受拉工作，全部拉力由钢筋承担。
正确答案：对6、单选地震烈度为（）时大多数房屋损坏、破坏，少数房屋倾倒。
A、6度B、7度C、8-9度D、10正确答案：C7、问答题提高钢筋混凝土梁抗剪承载力的措施有哪些？正确答案：1.箍筋和斜裂缝间混凝土块体一起共同作用抵抗由荷载产生的剪力。
2.箍筋均匀布置在梁表面，能有效控制斜裂缝宽度。
3.箍筋兜住纵向受力钢筋，箍筋和纵向受力钢筋形成钢筋骨架，有利于施工时固定钢筋，还能将骨架中的混凝土箍住，有利于发挥混凝土的作用力。
8、问答题如何判断钢筋混凝土受压弯构件是大偏心构件还是小偏心构件？正确答案：钢筋混凝土偏心受压构件的大小偏心主要是根据其破坏形态确定的，如果以受拉区钢筋屈服为基本破坏特征，则为大偏心构件，如果以受压区混凝土被压碎为破坏特征，则为小偏心构件。
9、单选（）级以上称为破坏性地震，会对建筑造成不同程度的破坏。
A、4B、5C、6D、8正确答案：B10、单选施加预应力时，采用先张拉方法，可以减少（）。
A.摩擦损失B.锚具变形损失C.收缩、徐变损失D.预应力与台座的温差损失正确答案：C11、问答题钢筋混凝土少筋梁的破坏过程是？正确答案：（1）受压区砼压坏，钢筋未屈服；（2）受拉区混凝土开裂，钢筋马上屈服；（3）钢筋先屈服，然后受压区砼压坏；（4）钢筋屈服时，受压区砼压坏。
第三章结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
1.直接作用 直接作用是指直接以力的不同集结形式（集中力或均匀
分布力）施加在结构上的作用，通常也称为结构的荷载。例 如结构的自重、楼面人群及物品重量、土压力、风压力、雪 压力、积灰、积水等。 2.间接作用
间接作用是指能够引起结构外加变形、约束变形或振动 的各种原因。间接作用并不是直接以力的形式施加在结构上， 例如地基的不均匀沉降、温度变化、地震作用、材料的收缩 和膨胀变形等。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
体荷载是指分布在物体的体积内的荷载，单位是N/mm3 或kN/m3，常用γ表示。
面荷载是指分布在物体表面的荷载，单位是N/mm2或 kN/m2，常用p表示。
线荷载是指将面荷载、体荷载简化成连续分布在一段长 度上的荷载，单位是N/mm或kN/m，常用q表示。 三、荷载的代表值
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
【例3-1】 某钢筋混凝土办公楼矩形截面简支梁，计算跨度 l0=6m，梁上的永久荷载（包含自重）标准值gK=12kN/m， 可变荷载标准值qK=5kN/m，安全等级为二级，分别按承载 力极限状态和正常使用极限状态设计时的各项组合计算梁跨 中弯矩设计值。
计尺寸与材料单位体积的自重计算确定。对常用材料和构件 可参《荷载规范》附录A 采用。表3-1列出部分常用材料和构 件自重。
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》
例如，某矩形钢筋混凝土梁，b×h = 300mm×600mm，计
算跨度l0 = 4.5mm。查表3-1取钢筋混凝土自重25kN/m3，则
第三章 结构设计方法与设计指标
《建筑结构基础与识图》 第三章 结构设计方法与设计指标
建筑结构第三章习题解(杨鼎久主编第三版)
荷载效应组合 由可变荷载效应控制的组合 : 荷载分项系数γ G=1.2， γ Q=1.4 q=(1.2×12.625+1.4×8) kN/m=26.35 kN/m 由永久荷载效应控制的组合: 荷载分项系数γ G=1.35，γ Q=1.4 组合系数ψc=0.7 q=(1.35×12.625 +1.4 ×0.7 ×8) kN/m=24.88 kN/m 两者取大值，故荷载效应值 q=26.35 kN/m 。 荷载效应组合的设计值——弯矩设计值 M= γ0ql2/8=(1.0 ×26.35 ×4.862/8) kN.m =77.80kN.m ③配筋计算 αs=M/(α1fcbh02 )=72.14 ×106/(1.0 ×19.1 ×250 ×4602)=0.0771 ξ =1- √1-2 αs=1- √1-2 ×0.077=0.080< ξb =0.518，不超筋
6 200×600 C30 14.3 1.43 HRB400 360
200×500 C30 14.3 1.43 HPB400 360
fc (N/㎜2) ft (N/㎜2)
钢筋级别
fy (N/㎜2)
As (㎜2)
as (㎜) h 0 (㎜ ) ξ ρmin ρ Mu(kN.m)
1017
35 465 0.275<ξb 0.20% 1.02%>ρmin 146.8
12
As=α1fcbh0ξ/fy =(1.0 ×19.1 ×250 ×460 ×0.080/360) ㎜
=488㎜2 选2 18 ，（As=509㎜2 ）。 ④验算最小配筋率 ρ=As/bh=488/(250×500)=0.39% Ρmin= 0.2%, 0.45ft/fy max= 0.2%, 0.21% max=0.21%<ρ 满足最小配筋率要求 。
工程结构抗震与防灾_东南大学_3 第三章建筑结构抗震设计_1 第1讲如何选择有利的房屋抗震体型和进行合理的
3.1
结构抗震概念设计
建筑结构平面的局部不连续性示例
3.1
结构抗震概念设计
沿竖向的侧向刚度不规则（有柔弱层）
3.1
结构抗震概念设计
竖向抗侧力构件不连续示例 楼层承载力突变（有薄弱层）
3.1
结构抗震概念设计
图源：吕西林 世界地震工程会议
3.1
结构抗震概念设计
图源：吕西林 世界地震工程会议
填充墙。
4层以上平面图
2）竖向不规则：塔楼上部（4层
楼面以上），北、东、西三面布
置了密集的小柱子，共64根，支
承在过渡大梁上，大梁又支承在
其下面的10根柱子上。上下两部
分严重不均匀，不连续。
3）主要破坏：第4层与第5层之 间(竖向刚度和承载力突变),周围
4层以下平面图
剖面图
柱子严重开裂，柱钢筋压屈；塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙
提供了较大的侧向刚度，位移得到控制。
3.1
结构抗震概念设计
马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为15层高 的中央银行大厦，另一幢为18层高的美洲银行大厦。 当地地震烈度估计为8度。前者破坏严重，震后拆除； 后者轻微损坏，稍加修理便恢复使用。
3.1
结构抗震概念设计
马那瓜中央银行大厦
1）平面不规则：2个震作用计算和内力调整，并应对 薄弱部位采取有效的抗震构造措施。
3.1
结构抗震概念设计
四、合理的抗震结构布置
平面布置：应使结构抗侧力体系对称布置，以避免 扭转。为了把扭转效应降低到最低程度，应尽可能减 小结构质量中心与刚度中心的距离。
芯筒位置要居中和对称 抗震墙沿房屋周边布置 立面布置：结构沿竖向的布置应等强，避免局部的 抗震薄弱部位是十分重要的。
第三章设计基础
第三章设计基础【第三章】设计基础第一节形式语言的概念形式语言或设计语言是设计师或造型艺术家经常使用的词汇，其含义都是指作者通过使用某种式样交流思想、传达意念。
一、形式语言的含义从构词语法的角度来分析，『形式语言』是一个合成词汇。
它包含了『形式』和『语言』两个部分。
（一）形式亚里士多德在《新工具论》中明确指出：形式不是别的，正是支配或构造简单性质的那些绝对现实的规律和规定性。
形式在造型艺术中常常表现为一定的结构秩序，这种秩序是艺术家对自然和生活的提炼与抽象处理，是对其内在规定性的把握，它在形式要素的对比与调和、节奏与韵律、对称与平衡以及主与次、虚与实、局部与整体的相互关系中表现出美感。
因此，所谓『形式语言』首先指的是这种可以表达事物美感的结构秩序。
（二）语言语言的创立是人类文明史中最古老、最基本的发明创造之一。
『语言是人类最重要的交流工具，与思维有密切的联系，是思维的直接体现，是人区别于其他动物的本质特征之一….语言是以语音为物质外壳，以词汇为建筑材料，以语法为结构规律而构成的体系。
』语言的基本功能是传达意义，而语义的表达则依赖于词法和句法，这两方面构成语言的结构规律即语法。
语言有语法规则，形式有造型规律。
语言以传达意义为基本目的，形式则既可以提供美学价值，也可以提供正确而深刻的设计理念，成为传承历史和文明的物质载体。
二、把『形式』看做『语言』的理论依据符号的概念可以区分为语言符号和非语言符号两大类。
语言符号是以文字、词语等来指代某种事物或观念；非语言符号则是用形象、记号、图像等来构成能指与所指之间的知觉结构。
皮尔斯提出的一种符号分类概念，他说：肖似性记号是以本身特征指称对象，即当一物类似于另一物时，即可成为后者的肖似记号，换言之，记号与被意指物之间存在有某种知觉类似性。
艾柯指出：所谓相似性不是存在于记号和所指对象的物理性质之间，而是依存于相同的我感觉结构或关系系统之间。
第二节形式语言元素的性质与特点所谓形式语言『元素』，是指构成视觉形态的基本单位是抽象的『点、线、面、空间』等基本的设计语汇。
建筑结构与识图第三章 结构设计方法与设计指标1.3 结构设计方法与设计指标
第二节 极限状态设计方法
在进行结构设计时，就应针对不同的极限 状态，根据结构的特点和使用要求，给出具体 的标志极限值，以作为结构设计的依据。
这种以相应于结构各种功能要求的极限状 态作为结构设计依据的设计方法，就称为“极 限状态设计法”。
一、影响结构可靠性的因素
1 作用效应
作用效应包括荷载产生的各种效应，如弯矩、剪力、
《建筑结构可靠度设计统一标准》对可靠度的定 义是：“结构在规定的时间内，在规定的条件下，完 成预定功能的概率。”
故结构可靠度是可靠性的概率度量。
规定设计使用年限：重要建筑100年；一般建筑
50年；次要建筑5年
二、极限状态
前面所说的“预定功能”，一般是以结构 是否达到“极限状态”来标志的，并以此作为 结构设计的准则。
小震：为烈度概率密度曲线上的峰值所对应的烈度， 即众值烈度或称多遇烈度。当基准设计期为50年时，则 50年内众值烈度的超越概率为63.2%，这就是第一水准的 烈度。
基本烈度：即第二水准烈度，也就全国地震烈度区 划图所规定的烈度，它在50年内超越概率大体为10%。
大震或罕遇烈度：俗称其为大震，50年内超越概率 为2%~3%的烈度，也是第三水准所对应的烈度。
五、耐久性规定
环境类别的分类：
第三节 建筑结构抗震基本知识
主要内容
1. 地震及其破坏作用；震级与烈度；建筑抗震设防烈度、设 防目标、设防标准、抗震概念设计的基本要求；
2. 多层及高层钢筋混凝土房屋的抗震措施；
3. 多层砌体结构房屋和底部框架—抗震墙房屋的抗震措施。
第一讲 教学目标：
1.了解地震的基本知识，理解震级、地震衡量一次地震大小的等级，用符号M表
高层建筑结构概念设计
第四阶段从90年代开始
上海金茂大厦，(钢结构， 88层，高420m，是我国 目前最高的建筑)
金茂大厦内部结构
2. 国外现代高层建筑的发展
第一阶段是19世纪中期以前，由于主要建筑 材料是砖石和木材，以及设计手段和施工技术 的限制，欧美国家一般只能建造6层及以下的 建筑。
第二阶段是19世纪中期开始的20世纪 50年代初
第三阶段为80年代
深圳发展中心大厦，(43层， 高165.3m，加上天线的高度 共185.3m)，是我国第一座 大型高层钢结构建筑。
第三阶段为80年代
广州国际大厦 (63层，高200m)
第三阶段为80年代
北京京广中心大厦 (57层，高208m)
第三阶段为80年代
上海新锦江宾馆是一座现代化的高级宾馆，(总建 筑面积66060m2，共43层，总高153.52m) 静安希尔顿饭店，(建筑面积69224m2，包括塔 楼43层，总高143.62m)
钢骨钢筋混凝土构件
组合结构
钢管钢筋混凝土构件
钢管屈曲破坏
钢管混凝土结构 工程实例
美国西雅图 双联广场大厦
58层 四根大钢管混凝土柱 混凝土抗压强度133Mpa 直径3.05m 管壁厚30mm 承受60%竖向荷载
2)部分抗侧力结构用钢结构，另一部分采用钢 筋混凝土结构（或部分采用钢骨钢筋混凝土 结构）
1855年发明了电梯系统(OTIS)，使人们建造更高的 建筑成为可能。 家庭保险公司大楼(Home Insurance Building)， 11层，高55m，建于18841886年，采用铸铁框架 承重结构，标志着一种区别于传统砌筑结构的新结构 体系的诞生。 从1884年到19世纪，高层建筑已经发展到了采 用钢结构，建筑物的高度越过了100m大关。 1898年建成的纽约Park Row大厦（30层， 118m）是19世纪世界上最高的建筑。
浅谈高层建筑结构设计(3)
浅谈高层建筑结构设计作者：邓成文来源：《城市建设理论研究》2013年第07期摘要：本文主要是对高层建筑结构设计的特点进行了分析，并阐述了高层建筑结构概念设计的原则以及高层建筑结构的抗震设计。
关键词：高层建筑；结构概念设计；特点中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：引言：随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。
1.高层建筑结构设计的原则1.1 选用适当的计算简图结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。
计算简图还应有相应的构造措施来保证。
实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
1.2 选择合适的基础方案基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。
1.3 合理选择结构方案一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案。
结构体系应受力明确，传力简捷。
同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。
1.4 正确分析计算结果根据所选取的结构体系,选用准确的结构模型和选取正确的结构设计软件通用的计算软件有 SATWE、TAT、TBSA 等，结构计算开始前,设计人员先要根据规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及根据工程的实际情况,对结构参数和特殊构件进行正确设置。
但由于计算机软件功能的不完善，得出的结果往往会有很大差异，所以就需要设计人员闑的工作是选择最适宜的软件来计算，这样不但节省了时间，也避免了不安全隐患的发生。
1.5 采取相应的构造措施结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”，注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的执行段锚固长度；考虑温度应力的影响力。
第三章板桥的设计与构造
(一)建筑高度小，适用于桥下净空受限制的桥梁，可 以降低桥头引道路堤高度和缩短引道的长度。
(二)外形简单，制作方便， (三)做成装配式板桥的预制构件时，重量不大，架设 方便。
缺点
（一）跨径不宜过大。
（二）受拉区域的混凝土料不能发挥作用
简支板桥的经济合理路径一般限制在13—15m以下，预应力 混凝土连续板桥也不宜超过35m。
6. 支承边上的反力很不均匀，钝角角隅 处的反力可能比正板大数倍，而锐角 处的反力却有所减小，甚至出现负反 力
7. 斜板的受力行为可以用Z字形连续梁来 比拟
8. 斜板的扭矩分布很复杂，板边存在较大 的扭矩
二、斜板桥的钢筋布置及构造 特点
1. 桥梁宽度较大时，纵向钢筋，板中央垂 直于支承边布置，边缘平行于自由边布 置；横向钢筋平行于支承边布置。
变厚度者支点截面的高度较大，约为跨中截面板高 的1.2—1.5倍。以承受较大的负弯距，同时进一步 减小跨中的板厚，跨中板厚h=L/30，L为中跨跨度
2）装配式连续板桥
3) 装配式撑架连续板桥
受力上兼有连续板和拱式推力结构的特点
第二节 简支板桥的构造
一、整体式板桥的构造
特点
一般都设计成等厚度的矩形截面 往往跨径通常与板宽相差不大，双向受力状态
流冲毁
(三) 不设抬高的人行道和缘石，而在桥面净宽以外设置 目标柱或活动栏杆。
第三节 斜交板桥的受力特点与 构造
桥轴线与支承线的垂线所呈夹角称为斜交角 斜板桥虽然有改善线型的优点，但它的受力
状态是很复杂。 整体斜板桥多见。 主要用于小跨度桥梁
– 跨径通常在20米以下
一、斜板桥的受力特点
1. 纵向主弯矩比跨径为斜跨长、宽度为b 的矩形板小，并随斜交角的增大而减小
建筑结构课程设计小结
建筑结构课程设计小结一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握建筑结构的基本概念，了解不同类型的建筑结构及其特点。
2. 使学生了解建筑结构的受力分析，掌握力学在建筑结构中的应用。
3. 引导学生了解建筑结构材料的选择和运用，理解材料性能对建筑结构的影响。
技能目标：1. 培养学生运用建筑结构知识进行简单建筑设计的实际操作能力。
2. 培养学生运用力学原理对建筑结构进行受力分析的能力。
3. 提高学生运用各类建筑结构材料进行创新设计的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑结构学科的热爱，激发学习兴趣，增强探索精神。
2. 培养学生的团队合作意识，学会在建筑设计中与他人沟通交流，共同解决问题。
3. 培养学生的创新意识，敢于尝试新方法，勇于突破传统思维。
课程性质分析：本课程为建筑结构学科的基础课程，旨在帮助学生建立建筑结构的基本概念，掌握建筑结构设计的基本技能。
学生特点分析：本课程面向初中年级学生，学生对建筑结构有一定的好奇心，具备一定的动手能力和创新意识，但理论知识相对薄弱。
教学要求：1. 结合学生特点，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。
2. 注重启发式教学，激发学生的学习兴趣和创新能力。
3. 强化团队合作，培养学生的沟通能力和协作精神。
二、教学内容1. 建筑结构基本概念：介绍建筑结构定义、分类及各类建筑结构的特点。
- 教材章节：第一章第一节- 内容安排：1课时2. 建筑结构受力分析：讲解建筑结构受力原理，介绍力学在建筑结构中的应用。
- 教材章节：第一章第二节- 内容安排：2课时3. 建筑结构材料：介绍常见建筑结构材料，分析材料性能对建筑结构的影响。
- 教材章节：第一章第三节- 内容安排：2课时4. 简单建筑结构设计：教授学生运用所学知识进行简单建筑结构设计。
- 教材章节：第二章- 内容安排：3课时5. 建筑结构设计实践：组织学生进行实际操作，培养动手能力。
- 教材章节：第三章- 内容安排：4课时6. 创新设计思维：引导学生运用所学知识进行创新设计，提高创新能力。
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单跨梁的内力
对于拱及悬索的水平反力：
1 2 H = ql / f 8
利用反弯点对结构内力定性分析：（1）两端固定梁
两端固定梁：可以将梁按反弯点位置分解为两个 悬臂梁加中间一个简支梁，在均布荷载作用下反 弯点距两端各为0.21l 1）中间弯矩按简支梁计算： 1 1 2 2 2 M 0 = q(0.6l ) = 0.04ql ≈ ql 8 24 2）支座弯矩估算： 按悬臂梁0.2l计算，作用均布荷载及端部集中荷载 （1/2)q(0.6l)=0.3ql:
M1 = 1 1 2 q (0 . 2 l ) + 0 . 3 ql × 0 . 2 l = 0 . 08 ql 2 ≈ ql 2 2 12
按叠加法计算：
1 1 M + M2 1 2 M0 + 1 = ql ⇒ M1 = ql 2 − M 0 = ql 2 2 8 12 8
利用反弯点对结构内力定性分析：（1）框架水平力 作用的反弯点法
基本水平结构体系：（1）现浇肋梁结构
可分为单向板肋梁结构和双向板肋梁结构
基本水平结构：（2）压型钢板与混凝土组合楼板结构
井 式 楼 盖
密肋楼盖
无梁楼盖
无梁楼盖的弯矩分布结构体系：（1）排架与刚架
无铰、两铰与三铰刚架
1）无铰刚架基础用钢和混凝 土量均较大，地基沉降对内 力影响较大； 2）三铰刚架是静定结构，地 基沉降不引起附加内力；但 刚度较差，适用于中小跨度；
基本结构体系与附属结构
基本结构可以将其受荷载直接传递到基础中去； 而附属结构中一部分内力则必须通过基本结构体 系才能将内力传到基础上。
利用“承载力下限定理”和“荷载就近传递 原则”估算深梁的承载能力
在深梁中取如图所示 刚架，如果该刚架在 外加荷载作用下不发 生破坏，则该深梁是 安全的。
双向板内力近似估算：板带法
交叉梁内力定性分析
梁1、 2挠度分别为： 梁
( p − x) l3 δ = δ1 = 1 2
48 EI 1 p
x 3 l2 48 EI 2
Q δ1 = δ 2 ∴ x= 1 + (l 2 l1 ) (I 1 I 2 )
3
按“刚者多受力”简化结构体系内力 分析
课后思考题及下节课内容
如何按板带法近似分析伞形钢筋混凝土挡雨亭的 内力？ 从其他教材中选择一榀框架内力计算例题，分别 用反弯点法及单跨梁拓展分析方法定性分析其内 力，并将定性分析结果与力学分析方法比较，并 分析差别的大小与原因。 下节课内容：钢筋混凝土构件的设计估算。 谢谢！ 下节课再见！
结构内力定性分析原则
在结构内力定性分析时，应遵循以下原则： 荷载就近传递原则 区分主体结构与附属结构 结构承载力下限定理 若荷载在结构中任意找到一个传力路线，如将传 力路线以外的结构部分移开的话，仍能保持平衡 条件，且沿该传力路线材料均不发生强度破坏， 则结构实际承载力必不小于该线路体系的承载力。 刚者多受力
第三章建筑结构基本水平
分体系和基本竖向分体系
结构分体系及作用
基本水平结构体系：包括楼盖以及屋盖结构。 作用： 1）在竖向通过构件的弯曲承受楼面或屋面的竖向荷载，并将它传 递到竖向结构体系上。 2）当水平结构有足够刚度（如深梁），可以将水平力作用分配到 竖向结构各构件上；并能与墙柱一起形成空间结构抵抗地基不均 匀沉降即温度引起的附加应力； 3）在水平方向对竖向结构起侧向支承作用，使之保持稳定。 基本竖向结构体系：包括框架体系、墙体系和井筒体系。 作用： 1）在竖向承受水平体系传来的全部荷载，并传到基础； 2）在水平方向，抵抗水平作用力，如风荷载、地震荷载等。