文档介绍：第二章建筑结构的设计标准和设计方法
建筑结构的设计标准和设计方法是建筑结构设计的基础,也是概括了建筑结构设计的方法和基本条例。所以,它是指导我们建立结构设计方法的重要基础。
第一节设计基准期和设计使用年限
一、设计基准期
1,设计的基准期是采用统计的荷载,与时间有关的材料性能取值来确定其基准期的。
2,我国所采用的设计基准期为50年。
二、设计使用年限
1,建筑在正常设计、正常施工、正常使用和正常维护的条件下,不需进行大的维修就能按其预定目的的使用。
2,设计使用年限不同于设计基准期,设计基准期是50年,而设计使用年限可以不同,如表2-1,但普通的房屋两者均为50年。
3,需要说明的是,当建筑结构的使用年限到达或超过设计基准使用期后,并不意味该结构立即报废不能使用了,而是说它的可靠性水平从此要逐渐降低了,在做结构鉴定及必要加固后,仍可继续使用。
第二节结构的功能要求和抗力与作用
一、结构的功能要求:
建筑结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常维修条件下的功能要求,有下列三个:
:建筑结构在其设计使用年限内应能够承受可能出现的各种作用。且在设计规定的偶然事件发生时及发生后,结构应能保持必需的整体稳定性,不致倒塌。
:建筑结构在其设计使用年限内应能满足预定的使用要求,有良好的工作性能,其变形、裂缝或振动等性能均不超过规定的限度等。
:建筑结构在其设计使用年限内应有足够的耐久性。例如保护层厚度不得过薄、裂缝不得过宽而引起钢筋锈蚀等。
二、结构的作用和作用效应
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001(以下简称《标准》)对结构上的作用等作有明确的阐述。结构上的作用是指施加在结构上的集中荷载或分布荷载(包括永久荷载、可变荷载等),以及引起结构外加变形或约束变形的原因,如基础沉降、温度变化、混凝土收缩、焊接等作用。这些作用使结构产生内力和变形。施加在结构上的集中荷载和分布荷载(即永久荷载或称恒载、可变荷载或称活载等)称为直接作用,引起结构外加变形和约束变形的其他作用称为间接作用。
结构上的作用按《标准》可做下列分类:

(1) 永久作用:在设计基准期内其量值不随时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。例如,结构自重、土压力、预加应力、焊接等。
(2) 可变作用:在设计基准期内其量值随时间变化,且其变化与平均值相比不可忽略的作用。如安装荷载、楼面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载、温度变化、地震等。
(3) 偶然作用:在设计基准期内出现或不一定出现,而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。如罕遇地震、爆炸、撞击等。

(1) 固定作用在结构空间位置上具有固定分布的作用。如楼面上的固定设备荷载、结构构件自重等。
(2) 可动作用在结构空间位置上的一定范围内可以任意分布的作用。如楼面上的人员荷载、吊车荷载等。

(1)静态作用使结构产生的加速度可忽略不计的作用。如结构自重、住宅与办公楼的楼面活荷载等。
(2)动态作用使结构产生的加速度不可忽略的作用。如地震、吊车荷裁、设备振动、风荷载等。
作用效应S是指由于直接作用或间接作用(荷载、温度、支座不均匀沉降等因索)作用于结构构件上,在结构内产生的内力和变形(如轴力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等)。若作用为直接作用,则其效应也可称为荷载效应,荷载与荷载效应在一般情况下是线性关系,故而荷载效应可用荷载值乘以荷载效应系数来表达。结构上的作用F,除永久作用外,都是不确定的随机变量,有时还与时间参数,甚至还与空间参数有关,所以作用效应S,一般说来也是随机变量或随机过程,甚至是随机场,宜采用概率论或随机振动的方法来予以描述。
2,作用的随机性质
一个事件具有多种结果,但事前不能肯定那一种结果一定发生,而事后有唯一的结果,这种性质称为事件的随机性质。
3,作用效应
由作用引起的结构或构件的反映,称为作用效应。
三,结构的抗力
结构抗力R是指结构或结构构件承受内力和变形的能力(如构件的承载能力、刚度等)。由于影响结构构件抗力的主要因素如材料性能f(材质、强度、弹性模量、工艺、环境等)、几何参数(制作尺寸的偏差、安装误差)和计算模式的精确性(抗力计算所采用的基本假设和计算公式的不够精确)都是不确定的随机变量,所以由这些因素综合而成的结构抗力R也是随机变量。
第三节结构的可靠度理论和极限状态设计法
一、极限状态设计原则
我国建筑结构设计理论和方法的演变过程,是一个由经验到利用概率统计方法进行设计的过程。新颁布的《规范》都遵照国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068—2001所确定的原则,对建、构筑物作结构设计时,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。现