1、建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 第2章 结构设计方法与设计指标2 2.1 1 建筑结构荷载建筑结构荷载2 2.2 2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法2 2.3 3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标2 2.4 4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2 21 1 建筑结构荷载建筑结构荷载一、结构上的作用一、结构上的作用 建筑结构在施工和使用期间，要承受其自身和外加的各建筑结构在施工和使用期间，要承受其自身和外加的各种作用，这些作用在结构中产
2、生不同的效应（种作用，这些作用在结构中产生不同的效应（内力内力和和变形变形）。）。这些能使结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、这些能使结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变裂缝等）的各种原因通称为应变裂缝等）的各种原因通称为结构上的作用结构上的作用。按出现的方式不用，可将结构上的作用分为按出现的方式不用，可将结构上的作用分为直接作用直接作用和和间接作用间接作用。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图1.直接作用直接作用 直接作用是指直接以力的不同集结形式（集中力或均匀直接作用是指直接以
3、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。例分布力）施加在结构上的作用，通常也称为结构的荷载。例如如结构的自重结构的自重、楼面人群及物品重量楼面人群及物品重量、土压力土压力、风压力风压力、雪雪压力压力、积灰积灰、积水积水等。等。2.间接作用间接作用 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，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，例如例如地基的不均匀沉降地基的不均匀沉降、温度变化温度变化、材料的收缩和膨胀变形材料的收缩和膨胀变形等。等。
4、第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图二、荷载的分类二、荷载的分类（一）按其随时间的变异性可分为：（一）按其随时间的变异性可分为：1.永久荷载永久荷载 永久荷载是指结构在设计使用期间，其值永久荷载是指结构在设计使用期间，其值不随时间变化不随时间变化，或其变化幅度与平均值相比可以忽略不计的荷载。例如或其变化幅度与平均值相比可以忽略不计的荷载。例如结构结构自重自重、土压力、预应力等，永久荷载也称为恒荷载。、土压力、预应力等，永久荷载也称为恒荷载。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑
5、结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.可变荷载可变荷载 可变荷载是指结构在设计使用期间，可变荷载是指结构在设计使用期间，其值随时间变化其值随时间变化，且其变化幅度与平均值相比不可忽略的荷载。例如楼面活荷且其变化幅度与平均值相比不可忽略的荷载。例如楼面活荷载、积灰荷载、屋面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等，载、积灰荷载、屋面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等，可变荷载也称为活荷载。可变荷载也称为活荷载。3.偶然荷载偶然荷载 偶然荷载是指结构在设计使用期间偶然荷载是指结构在设计使用期间可能出现，但不一定可能出现，但不一定出现，而一旦出现，其持续时间很短但量值很大
6、的荷载出现，而一旦出现，其持续时间很短但量值很大的荷载。例。例如地震力、爆炸力、撞击力等。如地震力、爆炸力、撞击力等。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（二）按荷载的作用范围分：（二）按荷载的作用范围分：1.集中荷载集中荷载 集中荷载是指集中荷载是指荷载的作用面积与结构的尺寸相比很小荷载的作用面积与结构的尺寸相比很小，可将其简化为作用于一点的荷载，单位是可将其简化为作用于一点的荷载，单位是kN或或N。例如梁传。例如梁传给柱子的力、次梁传给主梁的力都可看作集中荷载。给柱子的力、次梁传给主梁的力都可看作
7、集中荷载。2.分布荷载分布荷载 分布荷载是指荷载分布荷载是指荷载连续地分布在整个结构或结构某一部连续地分布在整个结构或结构某一部分上分上。其中分布荷载又包括。其中分布荷载又包括体荷载、面荷载、线荷载体荷载、面荷载、线荷载。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图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体荷载是指分布在物体的体积内的荷载，单位是，单位是N/mm3或或kN/m3，常用，常用表示。表示。面荷载是指分布在物体表面的荷载，面荷载是指分布在物体表面的荷载，单位是单位是N/mm2或或kN/m2，常用，常用p
8、表示。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度上的荷载，单位是，单位是N/mm或或kN/m，常用，常用q表示。表示。三种荷载的转化！三种荷载的转化！第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图例如，某矩形钢筋混凝土梁，例如，某矩形钢筋混凝土梁，bh=250mm500mm，计，计算跨度算跨度 =7m。查表。查表2-1取钢筋混凝土自重取钢筋混凝土自重 ，试，试计算梁的自重荷载计算梁的自重荷载W及沿计算长度的均布线荷载及沿计算长度的均布线荷载
9、q。解：解：1）梁的自重荷载）梁的自重荷载W：2）沿计算长度梁自重的均布线荷载）沿计算长度梁自重的均布线荷载q：或或 0l3k25mN/308752150250725mkNhblW/.201253787521mkNlWq/./212535025025mkNbhq/.第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图三、荷载的代表值三、荷载的代表值 建筑结构设计时，根据不同极限状态的设计要求所采建筑结构设计时，根据不同极限状态的设计要求所采用的荷载量值称为荷载代表值。用的荷载量值称为荷载代表值。对永久荷载采用对永久荷
10、载采用标准值标准值作为代表值。作为代表值。对可变荷载应根据设计要求采用对可变荷载应根据设计要求采用标准值标准值、组合值组合值、频频遇值遇值或或准永久值准永久值作为代表值作为代表值第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图1.荷载标准值荷载标准值 荷载标准值荷载标准值是指结构在正常使用情况下，在其设计基准是指结构在正常使用情况下，在其设计基准期期（50年）年）内可能出现的内可能出现的最大荷载值最大荷载值。永久荷载标准值（永久荷载标准值（Gk），），对结构自重对结构自重,可按结构构件的设可按结构构件的设计尺寸与
11、材料单位体积的自重计算确定。对常用材料和构件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可参荷载规范荷载规范附录附录A 采用。表采用。表2-1列出部分常用材料和构列出部分常用材料和构件自重。件自重。三、荷载的代表值三、荷载的代表值第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 可变荷载标准值（可变荷载标准值（Qk）是根据观测资料和实验数据，并是根据观测资料和实验数据，并考虑工程实践经验而确定，可由考虑工程实践经验而确定，可由荷载规范荷载规范各章中的规定各章中的规定确定。表确定。表2-2列出部分民用建
12、筑楼面均布活荷载标准值。列出部分民用建筑楼面均布活荷载标准值。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.可变荷载组合值可变荷载组合值c Qk 当结构上同时作用两种或两种以上可变荷载时，可变荷当结构上同时作用两种或两种以上可变荷载时，可变荷载同时达到其标准值的可能性较小，因此要考虑其组合值。载同时达到其标准值的可能性较小，因此要考虑其组合值。除其中除其中产生最大效应的荷载（主导荷载）仍取其标准值外，产生最大效应的荷载（主导荷载）仍取其标准值外，其他伴随的可变荷载均采用小于其标准值的组合值为代表值。其他伴随
13、的可变荷载均采用小于其标准值的组合值为代表值。这种经调整后的可变荷载代表值，称为可变荷载组合值。这种经调整后的可变荷载代表值，称为可变荷载组合值。荷载规范荷载规范规定，可变荷载组合值用可变荷载的组合系数规定，可变荷载组合值用可变荷载的组合系数c（c1）与相应的可变荷载标准值）与相应的可变荷载标准值Qk的乘积来确定，即的乘积来确定，即c Qk，c取值参见表取值参见表2-2。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3.可变荷载频遇值可变荷载频遇值f Qk 可变荷载频遇值是指可变荷载在设计基准期内，其超越可变荷
14、载频遇值是指可变荷载在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值。可变荷载频遇值是针对结构上可变荷载频遇值是针对结构上偶尔出现的较大荷载偶尔出现的较大荷载，具有，具有较较短的总持续时间短的总持续时间或或较少的发生次数较少的发生次数的特性。的特性。荷载规范荷载规范规定，可变荷载频遇值应取可变荷载标准规定，可变荷载频遇值应取可变荷载标准值值Qk乘以荷载频遇值系数乘以荷载频遇值系数f（f1），即），即f Qk，f取值参取值参见表见表2-2。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建
15、筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图4.可变荷载准永久值可变荷载准永久值q Qk 可变荷载准永久值是指可变荷载在设计基准期内，其超可变荷载准永久值是指可变荷载在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。可变荷载准永久越的总时间约为设计基准期一半的荷载值。可变荷载准永久值是针对在结构上值是针对在结构上经常作用经常作用的可变荷载，即在规定的期限内，的可变荷载，即在规定的期限内，该部分可变荷载具有该部分可变荷载具有较长的总持续时间较长的总持续时间，对结构的影响类似，对结构的影响类似于永久荷载。于永久荷载。荷载规范荷载规范规定，可变荷载准永久值应取可变荷载标规定，可变荷载
16、准永久值应取可变荷载标准值准值Qk乘以荷载准永久值系数乘以荷载准永久值系数q，即，即q Qk，q取值参见表取值参见表2-2。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图四、荷载效应四、荷载效应 作用效应（作用效应（S）是指各种作用在结构上的内力（弯矩、）是指各种作用在结构上的内力（弯矩、剪力、轴力、扭矩等）和变形（绕度、扭转、弯曲、拉伸、剪力、轴力、扭矩等）和变形（绕度、扭转、弯曲、拉伸、压缩、裂缝等）。压缩、裂缝等）。当作用为荷载时，引起的效应称为荷载效当作用为荷载时，引起的效应称为荷载效应。应。一般情况下
17、，荷载效应（一般情况下，荷载效应（S）与荷载（）与荷载（Q）的关系式如下）的关系式如下 S=CQ (3-1)式中式中 C荷载效应系数，由力学分析确定；荷载效应系数，由力学分析确定；Q某荷载代表值；某荷载代表值；S与荷载与荷载Q相应的荷载效应。相应的荷载效应。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3 32 2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法一、结构的功能要求一、结构的功能要求 建筑结构的功能要求包括：建筑结构的功能要求包括：安全性安全性、适用性适用性和和耐久性耐久性。1.安全性安全性 安全性是指结构
18、在正常施工和正常使用条件下，安全性是指结构在正常施工和正常使用条件下，能承受能承受可能出现的各种作用可能出现的各种作用，在偶然事件发生时和发生后，在偶然事件发生时和发生后，结构仍结构仍能保持必需的整体稳定性能保持必需的整体稳定性，即结构仅产生局部损坏而不发生，即结构仅产生局部损坏而不发生倒塌。倒塌。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.适用性适用性 适用性是指结构在正常使用条件下，具有良好的工作性适用性是指结构在正常使用条件下，具有良好的工作性能。例如不发生影响使用的能。例如不发生影响使用的过大变形
19、过大变形、振幅和裂缝等。、振幅和裂缝等。3.耐久性耐久性 耐久性是指结构在正常维护条件下，具有足够的耐久性，耐久性是指结构在正常维护条件下，具有足够的耐久性，能够使用到预定的设计使用年限。例如能够使用到预定的设计使用年限。例如钢筋不发生严重锈蚀、钢筋不发生严重锈蚀、混凝土不发生严重风化和腐蚀等混凝土不发生严重风化和腐蚀等。安全性、适用性和耐久性统称为结构的安全性、适用性和耐久性统称为结构的可靠性可靠性。（可靠度、。（可靠度、设计基准期）设计基准期）第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图二、结构的极限状态
20、二、结构的极限状态 结构能够满足设计规定的某一功能要求且能够良好的工结构能够满足设计规定的某一功能要求且能够良好的工作，我们称之为该功能处于作，我们称之为该功能处于可靠状态可靠状态；反之，称之为该功能；反之，称之为该功能处于处于失效状态失效状态。这种。这种“可靠可靠”与与“失效失效”之间必然存在某一之间必然存在某一特定的界限状态，此特定状态称为该功能的特定的界限状态，此特定状态称为该功能的极限状态极限状态。结构的结构的极限状态极限状态正常使用正常使用极限状态极限状态承载能力承载能力极限状态极限状态结构或结构构件达到最大承载结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形能力或不适于继续承载
21、的变形安全性安全性结构或结构构件达到正常使用结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值或耐久性能的某项规定限值实用性实用性耐久性耐久性第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图三、极限状态的设计表达式三、极限状态的设计表达式（一）极限状态方程（一）极限状态方程 结构和结构构件的工作状态可以用作用效应结构和结构构件的工作状态可以用作用效应S和结构抗和结构抗力力R的关系式来描述：的关系式来描述：(3-2)式中式中 Z结构极限状态功能函数；结构极限状态功能函数；R结构抗力结构抗力;S荷载效应荷载效应.SR
22、SRgZ),(Z0RS结构处于可靠状态结构处于可靠状态Z0RS结构处于失效状态结构处于失效状态Z0RS结构处于极限状态结构处于极限状态第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（二）承载力极限状态实用设计表达式（二）承载力极限状态实用设计表达式1.设计表达式设计表达式 承载能力极限状态设计时应采用下列表达式承载能力极限状态设计时应采用下列表达式:式中式中 结构件的重要性系数；结构件的重要性系数；承载能力极限状态的荷载效应组合设计值；承载能力极限状态的荷载效应组合设计值；结构构件的抗力设计值。结构构件的抗力设
23、计值。0SR0SR第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.结构构件的重要性系数结构构件的重要性系数 我国我国建筑结构可靠度设计统一标准建筑结构可靠度设计统一标准将建筑结构划分将建筑结构划分为三个安全等级，设计时应根据具体情况，按表为三个安全等级，设计时应根据具体情况，按表3-4的规定的规定选用适当的安全等级。选用适当的安全等级。0第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3.荷载效应组合设计值荷载效应组合设计值 对
24、于基本组合，荷载效应组合的设计值对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合应从下列组合中取最不利值确定：中取最不利值确定：（1）由可变荷载效应控制的组合：）由可变荷载效应控制的组合：（2）由永久荷载效应控制的组合：）由永久荷载效应控制的组合：SGGKQ1Q1KQCQ K2niiiiSSSS GGKQCQ K1niiiiSSS 第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图式中式中 永久荷载的分项系数；永久荷载的分项系数；、第一个和第第一个和第i个可变荷载分项系数；个可变荷载分项系数；按永久荷载标准值计算的
25、荷载效应值按永久荷载标准值计算的荷载效应值 、起控制作用的第一个可变荷载荷载标准值起控制作用的第一个可变荷载荷载标准值 和第和第i个可变荷载标准值个可变荷载标准值 计算的荷载效应；计算的荷载效应；第第i个可变荷载的组合值系数。个可变荷载的组合值系数。GQ1QiGKSQ1KSQ KiS1KQciKiQ第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（三）正常使用极限状态实用设计表达式（三
26、）正常使用极限状态实用设计表达式1.设计表达式设计表达式 正常使用极限状态按下列设计表达式进行设计：正常使用极限状态按下列设计表达式进行设计：(3-6)式中式中 正常使用极限状态的荷载效应组合值；正常使用极限状态的荷载效应组合值；结构或结构构件达到正常使用要求的规定限制结构或结构构件达到正常使用要求的规定限制（如变形、裂缝、应力等限值），按有关规定采用。（如变形、裂缝、应力等限值），按有关规定采用。SCSC第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.荷载效应组合设计值荷载效应组合设计值 对正常使用状态的荷
27、载效应组合时，应根据不同设计目对正常使用状态的荷载效应组合时，应根据不同设计目的，分别按荷载效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进的，分别按荷载效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计。行设计。（1）荷载的标准组合：）荷载的标准组合：（2）荷载的频遇组合：）荷载的频遇组合：GKQ1kQ2nciikiSSSSGK11qQ K1nfQ kiiiSSSS第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（3）荷载的准永久组合：）荷载的准永久组合：(3-9)式中式中 在频遇组合中起控制作用的一个可变荷载的频遇在频遇组合
28、中起控制作用的一个可变荷载的频遇 值系数；值系数；第第i个可变荷载的准永久值系数。个可变荷载的准永久值系数。GKqQ K1niiiSSSf1qi第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图【例例3-1】某钢筋混凝土办公楼矩形截面简支梁，计算跨度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，梁上的永久荷载（包含自重）标准值GK=12kN/m，可变荷载标准值可变荷载标准值QK=5kN/m，安全等级为二级，分别按承载，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
29、计时的各项组合计算梁跨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。中弯矩设计值。【解解】（1）均布荷载标准值）均布荷载标准值GK和和QK作用下的跨中弯矩标准作用下的跨中弯矩标准值：值：永久荷载作用下永久荷载作用下 可变荷载作用下可变荷载作用下 22GKK 01112654kN m88MG l22QKK 0115 622.5kN m88MQ l 第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（2）承载力极限状态设计时的跨中弯矩设计值：）承载力极限状态设计时的跨中弯矩设计值：安全等级为二级，取
30、安全等级为二级，取 按可变荷载效应控制的组合计算：按可变荷载效应控制的组合计算：查表，取查表，取 ，按可变荷载效应控制的组合计算：按可变荷载效应控制的组合计算：查表，取查表，取0.10G1.2Q1.40GGkQ1Q1k1.01.2 54 1.4 22.596.3kN mMMMG1.35Q1.40GGkQQk1.01.35 54 1.4 0.722.594.95kN mcMMM c0.7第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图（3）正常使用极限状体设计时的跨中弯矩设计值：）正常使用极限状体设计时的跨中弯矩设
31、计值：查表查表3-2，取，取 ，按标准组合时：按标准组合时：按频遇组合时：按频遇组合时：按准永久组合时：按准永久组合时：0.5f4.0qGkQk5422.576.5kNmMMMGkfQk540.5 22.565.25kN mMMMGKqQk540.422.563kN mMMM第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.3 建筑结构材料的设计指标2.3.1 钢筋的设计指标钢筋的设计指标2.3.2 混凝土的设计指标混凝土的设计指标2.3.3 砌体材料的设计指标砌体材料的设计指标2.3.4 钢材的设计指标钢材的
32、设计指标第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图钢筋的种类钢筋的种类 非预应力钢筋非预应力钢筋强度强度塑性塑性弱弱强强高高低低钢筋钢筋热轧钢筋热轧钢筋钢钢 丝丝钢绞线钢绞线热处理钢筋热处理钢筋HPB300HRB335HRB400HRB500光圆钢筋光圆钢筋带肋钢筋带肋钢筋带肋钢筋带肋钢筋带肋钢筋带肋钢筋 强度高，塑性低强度高，塑性低 强度高，粘结性好强度高，粘结性好强度高强度高预应力钢筋预应力钢筋 2.3.1 钢筋钢筋第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础
33、与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图常见钢筋外形常见钢筋外形第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图钢筋的计算指标钢筋的计算指标1.钢筋的强度标准值钢筋的强度标准值2.钢筋的强度设计值钢筋的强度设计值等于标准值除以分项系数，其等于标准值除以分项系数，其值取值取1.1，对高强度，对高强度500MPa级钢筋取级钢筋取1.15。（。（抗拉强抗拉强度设计值、抗压强度设计值度设计值、抗压强度设计值）强度标准值强度标准值正常情况下可能出现的最小材料强度值，正常情况下可能出现的最小材料强度值，其值应根据材料强度概
34、率分布某一分位值确定。钢筋强度其值应根据材料强度概率分布某一分位值确定。钢筋强度标准值应具有不小于标准值应具有不小于95%的保证率。的保证率。（屈服强度标准值、屈服强度标准值、极限强度标准值极限强度标准值）第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.3.22.3.2 混凝土的设计指标混凝土的设计指标定义：定义：强度等级：强度等级：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50C80共共14级级立方体抗压强度标准值是指按照立方体抗压强度标准值是指按照标标准方法准方法制作养护边长为制作养护边长
35、为150mm的的立立方体方体试件，在试件，在28天龄期，用标准试天龄期，用标准试验方法测得的抗压强度。（保证率验方法测得的抗压强度。（保证率为为95%）如如C20中中C混凝土混凝土;20立方体抗压强度的标准值为立方体抗压强度的标准值为20N/mm2 1.混凝土立方体抗压强度标准值混凝土立方体抗压强度标准值150mm150mm150mmcu,kf第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图ckfcftkftf表2-5 混凝土强度标准值和设计值/Nmm22、混凝土强度设计值、混凝土强度设计值混凝土强度标准值除以混
36、凝混凝土强度标准值除以混凝土材料的分项系数（土材料的分项系数（其值为其值为1.4）。）。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.3.3 砌体材料的设计指标砌体结构的定义：是指由砌体结构的定义：是指由块材块材和和砂浆砂浆铺砌而成的结铺砌而成的结构，是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。构，是砖砌体、砌块砌体和石砌体结构的统称。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与
37、设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图一、块材占砌体总体积的78%以上1 1、砖砖（BrickBrick）按抗压强度，分为按抗压强度，分为 MU30MU30、MU25MU25、MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10五个等级。五个等级。烧结普通砖、烧结普通砖、烧结多孔砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖蒸压粉煤灰砖第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2 2、砌块砌块（BlockBlock）分为小型、中型、大型分为小型、中型、大型三类
38、，最常用的是混凝土三类，最常用的是混凝土小型砌块。小型砌块。MU20MU20、MU15MU15、MU10MU10、MU7.5MU7.5、MU5 MU5 五个等级。五个等级。高度在高度在180180350mm350mm小型砌块，小型砌块，高度在高度在350350900mm900mm之间之间中型砌块，中型砌块，高度大于高度大于900mm900mm大型砌块大型砌块受起重设备限制，中、大型砌块已很少应用。受起重设备限制，中、大型砌块已很少应用。主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水主要有混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、水泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。泥炉渣空心砌块、粉煤灰硅酸盐砌块。加气混凝土砌
39、块加气混凝土砌块长度：长度：600 600 高度：高度：200200、250250、300 300 宽度：宽度：200200、125125、150150、200200、250250、300300 一、块材第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3 3、石材石材（StoneStone）花岗岩、砂岩、石灰岩等花岗岩、砂岩、石灰岩等强度等级共分七级：强度等级共分七级：MU100MU100、MU80MU80、MU60MU60、MU50MU50、MU40MU40、MU30MU30、MU20MU20。一、块材石材按加
40、工后的外形规则程度分为料石和毛石两种。石材按加工后的外形规则程度分为料石和毛石两种。料石料石 细料石、半细料石、粗料石、毛料石细料石、半细料石、粗料石、毛料石毛石毛石 形状不规则，中部厚度不应小于形状不规则，中部厚度不应小于200mm200mm的石材。的石材。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图二、砂浆由无机胶结料、细骨料、水组成由无机胶结料、细骨料、水组成胶结料有水泥、石灰、石膏等。胶结料有水泥、石灰、石膏等。（1 1）、）、水泥砂浆水泥砂浆 （Cement mortarCement mortar）
41、水泥水泥+砂砂+水水强度高强度高、硬化快、耐久性好，、硬化快、耐久性好，但和易性差、水泥用量大。适合用但和易性差、水泥用量大。适合用于于受力大或潮湿环境受力大或潮湿环境。砂浆搅拌机砂浆强度等级采用砂浆强度等级采用70.770.7立方毫米的试块测得。立方毫米的试块测得。分为分为M15M15、M10M10、M7.5M7.5、M5M5、M2.5M2.5五个等级。五个等级。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图二、砂浆（3 3）混合砂浆混合砂浆（Mixed mortarMixed mortar）水泥水泥+石灰石
42、灰+砂砂+水水 保水性和流动性保水性和流动性比水泥砂浆好，强度比石灰砂浆高，易于比水泥砂浆好，强度比石灰砂浆高，易于砌筑，适用于砌筑一般的墙、柱等结构构件。砌筑，适用于砌筑一般的墙、柱等结构构件。2 2）石灰砂浆石灰砂浆（Lime mortarLime mortar ）石灰石灰+砂砂+水水 保水性好、流动性好、但保水性好、流动性好、但强度低强度低、耐久性差、耐久性差、适用于低层建筑和不受潮适用于低层建筑和不受潮的地上砌体中。的地上砌体中。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.3.4钢材的设计指标1.
43、型钢型钢简单截面型钢：圆钢、方简单截面型钢：圆钢、方钢、六角钢、八角钢等；钢、六角钢、八角钢等；复杂截面型钢：工字钢、复杂截面型钢：工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。角钢、槽钢、钢轨等。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2.线材线材如钢筋、钢丝等。如钢筋、钢丝等。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图3.管材管材 无缝钢管、焊接无缝钢管、焊接钢管等。钢管等。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标
44、建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图4.板材板材光面钢板、花纹钢板、彩光面钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板等。色涂层钢板等。压型彩钢板第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图钢中碳钢低合金钢高碳钢低碳钢碳素钢合金钢中合金钢高合金钢C0.25%C=0.25%0.60C0.60合金总含量5%5%1010在钢结构中采用的主要是在钢结构中采用的主要是碳素结构钢碳素结构钢和和低合金低合金钢钢。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识
45、图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图一、普通碳素结构钢1.牌号表示法牌号表示法由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成；氧方法符号等四个部分按顺序组成；如：如：Q235AF表示为屈服点不小于表示为屈服点不小于235MPa的的A级沸腾级沸腾钢。钢。2.牌号牌号共有共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。五个牌号。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图二、低合金高强度结构钢 1.牌号表示方法牌号表示
46、方法由代表屈服点的拼音字母（由代表屈服点的拼音字母（Q）、屈服点数值、质量等级）、屈服点数值、质量等级符号（符号（A、B、C、D、E）三部分按顺序组成。）三部分按顺序组成。如如Q345A表示屈服点不小于表示屈服点不小于345MPa的的A级钢。级钢。2.牌号牌号共有共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。五个牌号。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图2 24 4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介一、基本概念一、基本概念 地震是一种自然现象。地震是一种自然现象。地震可以划分为
47、地震可以划分为诱发地震诱发地震和和天然地震天然地震两大类。两大类。地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位称为地球内部断层错动并引起周围介质振动的部位称为震源震源。震源正上方的地面位置叫震源正上方的地面位置叫震中震中。地面某处至震中的水平距离。地面某处至震中的水平距离叫做叫做震中距震中距。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 地震震级地震震级是表示地震大小的一种度量，与震源释放的能是表示地震大小的一种度量，与震源释放的能量大小有关，其数值是根据地震仪记录到的地震波图确定的，量大小有关，其数值是根据地震
48、仪记录到的地震波图确定的，国际上通用的是里氏震级，用符号国际上通用的是里氏震级，用符号M表示。表示。地震烈度地震烈度是指地震对一定地点震动的强烈程度。是指地震对一定地点震动的强烈程度。一次地震，表示地震大小的震级只有一个。然而，由于一次地震，表示地震大小的震级只有一个。然而，由于同一次地震对不同地点的影响不一样，随着距离震中的远近同一次地震对不同地点的影响不一样，随着距离震中的远近变化，会出现多种不同的地震烈度。一般来说，距离震中近，变化，会出现多种不同的地震烈度。一般来说，距离震中近，地震烈度就高；距离震中越远，地震烈度也越低。地震烈度就高；距离震中越远，地震烈度也越低。第三章第三章 结构设
49、计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图 抗震设防烈度抗震设防烈度是一个地区抗震设防依据的地震烈度，是是一个地区抗震设防依据的地震烈度，是指国务院地震行政主管部门对建设工程制定的必须达到的抵指国务院地震行政主管部门对建设工程制定的必须达到的抵御地震破坏的准则和技术指标。御地震破坏的准则和技术指标。二、建筑抗震设防目的与设防标准二、建筑抗震设防目的与设防标准1.抗震设防的目的和要求抗震设防的目的和要求 许多国家的抗震设计规范都趋向于以许多国家的抗震设计规范都趋向于以“小震不坏、中震小震不坏、中震可修、大震不倒可修、大震不倒”作
50、为建筑抗震设计的基本准则。作为建筑抗震设计的基本准则。第三章第三章 结构设计方法与设计指标结构设计方法与设计指标建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图建筑结构基础与识图我国我国建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范明确提出了明确提出了三个水准三个水准的抗震设防要的抗震设防要求：求：第一水准第一水准：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建 筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；第二水准第二水准：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，建：当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，建 筑物可能损坏
