1、1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1.1 设计基准期和设计使用年限1.2 结构可靠度、作用和抗力1.3 荷载1.4 结构的设计方法1.1 1.1 设计基准期和设计使用年限设计基准期和设计使用年限设计基准期：设计基准期：结构设计所采用的荷载统计结构设计所采用的荷载统计参数、与时间有关的材料性能取值，都需参数、与时间有关的材料性能取值，都需要选定要选定一个时间参数，即为设计基准期。一个时间参数，即为设计基准期。我国所采用的设计基准期为我国所采用的设计基准期为5050年年。设计使用年限设计使用年限，是指设计规定的结构或结，是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目
2、的使构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。用的时期。结构的设计使用年限分类结构的设计使用年限分类设计设计使使 用用 年年 限限 示示 例例5 5临时性结构临时性结构2525易于替换的结构构件易于替换的结构构件5050普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物100100纪念性建筑和纪念性建筑和特别重要的建筑结构特别重要的建筑结构1.2.1 1.2.1 结构的可靠性结构的可靠性 能承受正常施工和使用时的各种作用，以及能承受正常施工和使用时的各种作用，以及偶然事件发生时，仍能保持整体稳定性。偶然事件发生时，仍能保持整体稳定性。在正常使用时，能保证具有良好的工作性能，在正常使用时，能保证具有良好的工作
3、性能，不出现过大的变形和裂缝。不出现过大的变形和裂缝。在正常使用及维护下，具有足够的耐久性能，在正常使用及维护下，具有足够的耐久性能，不发生锈蚀和风化现象。不发生锈蚀和风化现象。安全性安全性适用性适用性耐久性耐久性例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产生使使用者感到例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产生使使用者感到不安的裂缝宽度等。不安的裂缝宽度等。例如，结构材料不致出现影响功能的损坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因保例如，结构材料不致出现影响功能的损坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。即结构仅产生局部的损坏而不致发生连
4、续倒塌。即结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。1.2 结构可靠度、作用和抗力结构可靠度、作用和抗力结构的结构的安全性安全性、适用性适用性和和耐久性耐久性是结构可靠的标是结构可靠的标志，总称为结构的志，总称为结构的可靠性可靠性。结构的结构的可靠度可靠度是结构可靠性的是结构可靠性的概率度量概率度量，即对结，即对结构可靠性的构可靠性的定量描述定量描述。结构结构可靠性可靠性的定义是，结构在规定时间内，规定的定义是，结构在规定时间内，规定条件下，完成预定功能的能力。条件下，完成预定功能的能力。当结构的使用年限当结构的使用年限超过设计使用年限超过设计使用年限后，并不意后，并不意味着结构就要报废，但其味
5、着结构就要报废，但其可靠度可靠度将将逐渐降低逐渐降低。建筑结构的安全等级建筑结构的安全等级安全等级安全等级破坏后果破坏后果建筑物类型建筑物类型一级一级很严重很严重重要的房屋重要的房屋二级二级严重严重一般的房屋一般的房屋三级三级不严重不严重次要的房屋次要的房屋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GB50068-2001GB50068-2001（以下简称（以下简称统一标统一标准准）规定，建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人）规定，建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性，采用不同的的生命、造成经济损失、产生社
6、会影响等）的严重性，采用不同的安全等安全等级级。1.2.2 1.2.2 作用和作用效应作用和作用效应（1）作用：按时间分类 永久作用 可变作用 偶然作用 按空间位置分类 固定作用 自由作用 按结构的反应特点分类 静态作用 动态作用（2）作用的随机性质（3）作用效应 由作用引起的结构或结构构件的反应，称为作用效应。（如：弯矩、剪力、轴力、变形、裂缝等）荷载引起的结构内力和变形，也称为荷载效应。1.2.3 抗力结构或结构构件承受作用效应的能力，称为抗力，如抗弯、抗剪、抗压、抗拉、抗扭承载力以及抗变形、抗裂缝的能力。1.3 荷载荷载1.3.1 荷载的分类荷载的分类1.3.2 荷载代表值荷载代表值1.
7、3.3 永久荷载标准值永久荷载标准值1.3.4 楼面和屋面活荷载楼面和屋面活荷载1.3.5 雪荷载雪荷载1.3.6 风荷载风荷载1.3.1 荷载的分类荷载的分类在结构使用期间，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是单调的并能趋于限值的荷载。例如结构自重、土压力、预应力等。永久荷载不随时间变化，长期作用在结构上，在结构上的作用位置也不变。1.3.1.1 永久荷载永久荷载1.3.1.2 可变荷载可变荷载在结构使用期间，其值随时间变化，且变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载。例如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载等。可变荷载的大小随时间而变，作用位置可
8、变，且像风荷载、吊车荷载等能引起结构振动，使结构产生加速度。1.3.1.3 偶然荷载偶然荷载在结构使用期间不一定出现，一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。例如爆炸力、撞击力等。1.3.2 荷载代表值荷载代表值荷载规范规定：对永久荷载应采用标准值作为代表值。对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。1.3.2.1 荷载标准值荷载标准值荷载的基本代表值，为设计基准期内最大荷载统计分布的特征值(例如均值、众值、中值或某个分位值)。1.3.2.2 可变荷载组合值可变荷载组合值当结构同时承受两种或两种以上的可变荷载时，考虑到
9、荷载同时达到最大值的可能性较小，因此除主导荷载（产生最大荷载效应的荷载）仍以其标准值为代表值外，对其它伴随荷载，可以将它们的标准值乘以一个小于或等于1的荷载组合系数作为代表值，称为可变荷载组合值，即CCkQQ1.3.2.3 可变荷载频遇值可变荷载频遇值在设计基准期内，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。它相当于在结构上时而或多次出现的较大荷载，但总是小于荷载的标准值。其值等于可变荷载标准值乘以可变荷载频遇值系数：ffkQQ1.3.2.4 可变荷载准永久值可变荷载准永久值在设计基准期内，其超越的总时间约为设计基准值一半（可以理解为总持续时间不低于25年）的荷载值，也就是经
10、常作用于结构上的可变荷载。其值等于可变荷载标准值乘以可变荷载准永久值系数：qqkQQ1.3.3 永久荷载标准值永久荷载标准值永久荷载主要包括构件的自重、构造层的自重等。恒荷载的变异性不大，故其标准值可根据构件或构造层的设计尺寸和材料或构件的单位自重确定。常见材料和构件的单位自重见附表1。对于自重变异较大的材料和构件（如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等），自重的标准值应根据对结构的不利状态，取上限值或下限值。1.3.4 楼面和屋面活荷载楼面和屋面活荷载楼面活荷载是指作用在楼面上的人员、家具、设备等荷载。按楼面等效均布活荷载的确定方法，将实际荷载换算成为等效均布活荷载，再经统计分析后，确定活荷
11、载的标准值。民用建筑楼面均布活荷载的标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数见表1.1。设计墙、柱及基础时应对各层楼面的楼面活荷载标准值进行折减。楼面活荷载折减系数见表1.2、表1.31.2.4.1 民用建筑楼面均布活荷载民用建筑楼面均布活荷载民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和永久值系数民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和永久值系数项项次次类类 别别标准值标准值(kN/m(kN/m2 2)组合组合值系值系 c c频偶频偶值系值系 f f准永久准永久值系数值系数 q q1 1（1 1）住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院）住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园病房、
12、托儿所、幼儿园（2 2）教室、实验室、阅览室、会议室、）教室、实验室、阅览室、会议室、医院门诊室医院门诊室2.02.00.70.70.50.50.60.60.40.40.50.52 2食堂、办公楼中的一般资料档案室食堂、办公楼中的一般资料档案室2.52.50.70.70.60.60.50.53 3（1 1）礼堂、剧场、影院、有固定座位的）礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台看台（2 2）公共洗衣房）公共洗衣房3.03.03.03.00.70.70.70.70.50.50.60.60.30.30.50.54 4（1 1）商店、展览厅、车站、港口、机场）商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客等候
13、室大厅及其旅客等候室（2 2）无固定座位的看台）无固定座位的看台3.53.53.53.50.70.70.70.70.60.60.50.50.50.50.30.35 5（1 1）健身房、演出舞台）健身房、演出舞台（2 2）舞厅）舞厅4.04.04.04.00.70.70.70.70.60.60.60.60.50.50.30.36 6（1 1）书库、档案室、储藏室）书库、档案室、储藏室（2 2）密集柜书库）密集柜书库5.05.012.012.00.90.90.90.90.80.87 7通风机房、电梯机房通风机房、电梯机房7.07.00.90.90.90.90.80.88 8汽车通道及停车库汽车通道
14、及停车库（1 1）单向板楼盖（板跨不小于）单向板楼盖（板跨不小于2m2m）客车客车消防车消防车（2 2）双向板楼盖和无梁楼盖（柱网）双向板楼盖和无梁楼盖（柱网尺寸不小于尺寸不小于6m6m6m6m）客车客车消防车消防车 4.04.035.035.02.52.520.020.00.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.60.60.60.60.60.60.60.69 9厨房（厨房（1 1）一般的）一般的（2 2）餐厅）餐厅2.02.04.04.00.70.70.70.70.60.60.70.70.50.50.70.71010浴室、厕所、盥洗室
15、：浴室、厕所、盥洗室：（1 1）第）第1 1项中的民用建筑项中的民用建筑（2 2）其他民用建筑）其他民用建筑2.02.02.52.50.70.70.70.70.50.50.60.60.40.40.50.51111走廊、门厅、楼梯：走廊、门厅、楼梯：（1 1）宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼）宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、住宅儿园、住宅（2 2）办公楼、教室、餐厅、医院门诊部）办公楼、教室、餐厅、医院门诊部（3 3）消防疏散楼梯、其他民用建筑）消防疏散楼梯、其他民用建筑2.02.02.52.53.53.50.70.70.70.70.70.70.50.50.60.60.50.50.40.4
16、0.50.50.30.31212阳台：阳台：（1 1）一般情况）一般情况（2 2）当人群有可能密集时）当人群有可能密集时2.52.53.53.50.70.70.60.60.50.5注：注：本表所列各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载大时，应按实际情况采用。本表所列各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载大时，应按实际情况采用。本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。表表1.2楼面活荷载折减系数楼面活荷载折减系数 表表1.3活荷载按楼层数的折减系数活荷载按楼层数的折减系数 墙、柱、基础计算截面以上的层数 123456892020计算截面以上各楼层活
17、荷载总和的折减系数 1.00(0.90)0.850.70 0.65 0.60 0.551.3.4.2 屋面均布活荷载屋面均布活荷载屋面上的活荷载因“上人”和“不上人”而不同。上人的屋面承受人群和施工检修等荷载；不上人的屋面只承受施工检修时施工、检修人员以及堆料等重力。屋面均布活荷载见表1.4。表表1.4屋面均布活荷载屋面均布活荷载 项次类别标准值(kN/m2)组合值系数c频遇值系数f准永久值系数q1不上人的屋面 0.50.70.502上人的屋面 2.00.70.50.43屋顶花园 3.00.70.60.51.3.4.3 施工和检修荷载及栏杆水平荷载施工和检修荷载及栏杆水平荷载设计屋面板、檩条，
18、钢筋混凝土挑檐、雨篷和预制小梁时，施工或检修集中荷载（人和小工具的自重）应取1.0kN，并应在最不利位置处进行验算。（1）对于轻型构件或较宽构件，当施工荷载超过上述值时，应按实际情况验算，或采用加垫板、支撑等临时设施承受。（2）当计算挑檐、雨篷承载力时，应沿板宽每隔1.0m取一个集中荷载；在验算挑檐、雨篷倾覆时，应沿板宽每隔2.53.0m取一个集中荷载。（3）楼梯、看台、阳台和上人屋面等的栏杆顶部水平荷载顶部水平荷载，应按下列规定采用：住宅、宿舍、办公楼、旅馆、医院、托儿所、幼儿园，应取0.5kN/m；学校、食堂、剧场、电影院、车站、礼堂、展览馆或体育场，应取1.0kN/m。当采用荷载准永久组
19、合时，可不考虑施工和检修荷载及栏杆水平荷载。1.3.4.4 荷载动力系数荷载动力系数结构受动力作用时，应将荷载增大，这个增大系数就叫荷载动力系数荷载动力系数。建筑结构设计的动力计算，在有充分依据时，可将重物或设备的自重乘以动力系数后，按静力计算进行设计。搬运和装卸重物以及车辆起动和刹车时的动力系数，可采用表1.11.3，其动力荷载只传至楼板和梁。1.3.5 雪荷载雪荷载雪荷载雪荷载是指房屋上由积雪而产生的荷载。雪荷载是作用在屋面上的。荷载规范规定，屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应按下式计算：基本雪压基本雪压是雪荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上积雪自重的观测数据，经概率统计得出50年一
20、遇最大值确定。0krSS屋面上的雪荷载标准值不等于基本雪压，而应将基本雪压乘以屋面积雪分布系基本雪压乘以屋面积雪分布系数数r。屋面积雪分布系数r的意义是基本雪压换算为屋面水平投影面上的雪荷载的换算系数。具体数值见表1.5。设计建筑结构及屋面的承重构件时，可按下列规定考虑积雪的分布情况：屋面板和檩条按积雪不均匀分布的最不利情况考虑；屋架可分别按积雪全跨和半跨均匀分布的情况考虑；框架和柱可按积雪全跨均匀分布情况考虑。雪荷载的组合值系数可取0.7；频遇值系数可取0.6；准永久值系数应按雪荷载分区、和的不同，分别取0.5、0.2、0；雪荷载分区应按规范中的规定采用。表表1.5屋面积雪分布系数屋面积雪分
21、布系数r 风荷载的大小与基本风压、风压高度基本风压、风压高度变化系数、风荷载体型系数和风振系数变化系数、风荷载体型系数和风振系数有关。荷载规范规定，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算：（1）当计算主要承重结构时当计算主要承重结构时（2）当计算围护结构时当计算围护结构时1.3.6 风荷载风荷载0kzsz 0kgzsz 1.2.6.1 基本风压基本风压基本风压基本风压是风荷载的基准压力，一般按当地空旷平坦地面上10m高度处10min平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇最大值确定的风速，再考虑相应的空气密度，按公式w0=1/2pv02确定的风压值。基本风压可从荷载规范附录中查
22、得。风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取0.6、0.4、0。1.2.6.2 风压高度变化系数风压高度变化系数风速是随距地面的高度增加而增加的，故风压也是随离地面高度增加而增加的风压也是随离地面高度增加而增加的。风速随高度的变化规律主要取决于地面的取决于地面的粗糙程度粗糙程度。但当离地面450m以上时，风速即不受地面粗糙程度的影响，风压高度变化系数为常数。地面粗糙度地面粗糙度是指风在到达结构物以前吹越过2km范围内的地面时，描述该地面上不规则障碍物分布状况的等级。规范将地面粗糙度分为A、B、C、D四四类。A类类指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋
23、比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类类指有密集建筑群的城市市区；D类类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。1.2.6.3 风荷载体型系数风荷载体型系数风荷载体型系数风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力（或吸力）与来流风压的比值，它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力的分布规律，主要与建筑物的体型和尺度有关，也与周建筑物的体型和尺度有关，也与周围环境和地面粗糙度有关围环境和地面粗糙度有关。几种常见体型建筑物的风荷载体型系数见表1.6。表1.6常见建筑物的风荷载体型系数s 1.3.6.4 风振系数风振系数荷载规范规定，以风振系数z来描述动力反应的影响。规定对于高度大于高度大于3
24、0m且高宽比大于且高宽比大于1.5的房屋结构，以及基本自振周期T1大于0.25s的塔架、桅杆、烟囱等高耸结构，应采用风振系数来描述风压脉动的影响，具体计算方法见规范。对于高度低于高度低于30m或高宽比小于或高宽比小于1.5的的房屋以及自振周期T10.25s的塔架、桅杆、烟囱等高耸结构，取z=1.0。混凝土强度设计值混凝土强度设计值=混凝土强度标准值砼材料分项系数c c钢筋强度设计值钢筋强度设计值=钢筋强度标准值钢筋材料分项系数s s永久荷载设计值=永久荷载标准值永久荷载分项系数 gg可变荷载设计值=可变荷载标准值可变荷载分项系数 qq设计值与标准值的关系设计值与标准值的关系建筑结构设计的任务建
25、筑结构设计的任务是选择适用、经济的结构方案，并通过计算和构造处理，使结构能可靠地承受各种作用。具体设计内容具体设计内容有结构选型、结构布置、结构计算与设计（包括荷载计算、内力与变形计算、截面设计、抗震计算及构造处理等）、材料用量、绘制结构施工图。结构选型和结构布置统称为结构方案设结构选型和结构布置统称为结构方案设计。计。1.4 结构设计方法结构设计方法1.4.1 结构功能的极限状态结构功能的极限状态 结构可靠性定义中所说的“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。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，此特定状态为该功能的
26、极限状态。极限状态实质上是结构可靠（有效）或不可靠（失效）的界限，故也称为界限状态。结构功能的结构功能的极限状态 （1 1）承载能力极限状态）承载能力极限状态（2 2）正常使用极限状态）正常使用极限状态针对安全性针对安全性如：整个结构或结构的一部分作为刚体失去稳定；如：整个结构或结构的一部分作为刚体失去稳定；结构构件或连接因材料强度不够而破坏；结构构件或连接因材料强度不够而破坏；结构转变为机动体系；结构转变为机动体系；结构或结构构件丧失稳定等。结构或结构构件丧失稳定等。针对适用性和耐久性针对适用性和耐久性如：出现影响正常使用或外观的变形；如：出现影响正常使用或外观的变形；影响正常使用或耐久性的
27、局部损坏；影响正常使用或耐久性的局部损坏；影响正常使用的振动。影响正常使用的振动。结构的功能函数结构的功能函数 （1 1）作用效应）作用效应 S S作用（荷载）对结构产生的各种效应，作用（荷载）对结构产生的各种效应，如弯矩、剪力、轴力、变形、裂缝等如弯矩、剪力、轴力、变形、裂缝等 M V N f w结构构件抵抗各种作用效应的能力。结构构件抵抗各种作用效应的能力。如抗弯、抗剪、抗压、抗拉、抗扭承载力如抗弯、抗剪、抗压、抗拉、抗扭承载力以及抗变形、抗裂缝的能力。以及抗变形、抗裂缝的能力。（2 2）结构抗力）结构抗力 R R有一农夫，能肩挑有一农夫，能肩挑300斤斤当给他当给他300斤的担子时，斤的
28、担子时，效应刚好等于抗力；效应刚好等于抗力；当给他当给他100斤的担子时，斤的担子时，效应小于抗力；效应小于抗力；当给他当给他400斤的担子时，斤的担子时，效应大于抗力。效应大于抗力。挑担子与结构功能函数挑担子与结构功能函数1.4.2 1.4.2 建筑结构概率极限状态设计法建筑结构概率极限状态设计法结构的功能函数结构的功能函数 SRRSgZ),(当当0 0 即即 R RS S 时，结构处于可靠状态；时，结构处于可靠状态；当当0 0 即即 R RS S 时，结构处于失效状态；时，结构处于失效状态；当当=0 0 即即 R R=S S 时，结构处于极限状态。时，结构处于极限状态。关系式关系式(S(S
29、，R)R)R RS S0 0 称为极限状态方程。称为极限状态方程。结构构件重要性系数结构构件重要性系数一级一级=1.1=1.1、二级、二级=1.0=1.0、三级、三级=0.9=0.90按承载能力极限状态设计的实用表达式 RS 0k2k11kiQciniiQQQGGSSSS按永久荷载标准值计算的荷载效应值按可变荷载标准值计算的荷载效应值 可变荷载效应中的最大值 永久荷载分项系数永久荷载分项系数第第i i个可变荷载个可变荷载的分项系数的分项系数 第第1 1个可变荷载个可变荷载的分项系数的分项系数 可变荷载的可变荷载的组合值系数组合值系数 1）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1n
30、GGkQiciQikiSSS恒荷载效应设计值活荷载效应设计值 排架、框架简化规则（1）由可变荷载效应控制的组合（取不利）k11kGGQQSSSkk10.9nGGQiQiiSSS（2）由永久荷载效应控制的组合不变荷载分项系数的取值荷载分项系数的取值荷载特性荷载特性分项系数分项系数永久永久荷载荷载永久荷载效应永久荷载效应对结构不利对结构不利由可变荷载效应控制的组合由可变荷载效应控制的组合1.21.2由永久荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合1.351.35永久荷载效应对结构有利永久荷载效应对结构有利1.01.0倾覆、滑移或飘浮验算倾覆、滑移或飘浮验算0.90.9可变可变荷载荷载一般情况一般情
31、况1.41.4对标准值大于对标准值大于4kN/m4kN/m2 2的工业房屋楼面结构的活荷载取的工业房屋楼面结构的活荷载取1.31.3对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇采用荷载的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计，使变形、裂组合和准永久组合进行设计，使变形、裂缝、振幅、基底应力等荷载效应缝、振幅、基底应力等荷载效应的组合值符合下式的要求：SC（1）对于标准组合，荷载效应组合的设计值S按下式计算：1.4.3 正常使用极限状态设计表达式正常使用极限状态设计表达式12nGkQ kciQikiSSSS（2）对于频遇组合，荷载效应组合的设计值S按下式计算：（3）对于准
32、永久组合，荷载效应组合的设计值S按下式计算：112nGkfQ kqiQikiSSSS1nGkciQikiSSS【例1】已知由永久荷载产生的弯矩标准值Mgk=11kNm，起控制作用的可变荷载产生的弯矩标准值Mqk=16kNm，安全等级为二级，求弯矩设计值。【解】本例中，0=1.0，G=1.2,Q1=1.4SGk=Mgk=11kNmSQ1k=Mqk=16kNm则弯矩设计值M=0(GSGk+Q1SQ1k）=1.0(1.211+1.416)kNm=35.6kNm弯矩设计值为35.6kNm。【例【例2】某教学楼楼面采用预制板，计算跨度l0=5.70m，板宽0.9m，板自重2.2kN/m2。楼面采用水磨石
33、地面（10mm厚面层，20mm厚水泥砂浆打底），板底20mm厚抹灰。楼面活荷载标准值为2.0kN/m2。试求：板的跨中截面弯矩设计值M;标准组合荷载效应组合的设计值M；频遇组合荷载效应组合的设计值M；准永久组合荷载效应组合的设计值M。【解】(1)荷载标准值 永久荷载水磨石地面0.65kN/m220mm板底抹灰 170.02=0.34kN/m2板自重2.2kN/m2作用在板上的永久荷载线荷载标准值为gk=(0.65+0.34+2.2)0.9=2.871kN/m 可变活荷载qk=2.00.9=1.8kN/m(2)板的跨中截面弯矩设计值板的跨中截面弯矩设计值永久荷载产生的弯矩标准值Mgk=1/8gk
34、l02=11.66kNm可变荷载产生的弯矩标准值Mqk=1/8qkl02=7.31kNm由可变荷载效应控制的组合G=1.2，Q=1.4M=GMgk+QMqk=24.22kNm由永久荷载效应控制的组合G=1.35，Q=1.4,ci=0.7M=GMgk+QciMqk=22.90kNm由计算知，楼板荷载效应组合值由可变荷载效应控制。故板跨中截面的弯矩设计值为24.22kNm。(3)标准组合荷载效应组合的设计值MM=Mgk+Mqk=11.66+7.31=18.97kNm(4)频遇组合荷载效应组合的设计值Mf1=0.6M=SGk+f1SQ1k=Mgk+f1Mqk=16.05kNm(5)准永久组合荷载效应
35、组合的设计值Mq1=0.5M=SGk+q1SQ1k=Mgk+q1Mqk15.32kNm【例【例】某办公楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级为二级，截面尺寸bh=200mm400mm，计算跨度l0=5m。承受均布线荷载：活荷载标准值7kN/m，恒荷载标准值10kN/m（不包括自重）。求跨中最大弯矩设计值。【解】活荷载组合值系数c=0.7，结构重要性系数0=1.0。钢筋混凝土的重度标准值为25kN/m3，故梁自重标准值为250.20.4=2kN/m。总恒荷载标准值gk=10+2=12kN/m Mgk=1/8gkl02=37.5kNm Mqk=1/8qkl02=21.875kNm 由恒载弯矩控制的跨
36、中弯矩设计值为：0(GMgk+cQMqk)=72.063kNm 由活载弯矩控制的跨中弯矩设计值为：0(GMgk+QMqk)=75.625kNm 取较大值得跨中弯矩设计值M=75.625kNm。习 题1.1 某住宅楼面梁，由恒载标准值引起的弯矩Mgk=45kNm，由楼面活荷载标准值引起的弯矩Mqk=25kNm，活荷载组合值系数c=0.7，结构安全等级为二级。试求按承载能力极限状态设计时梁的最大弯矩设计值M。1.2 某办公楼楼面钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸bh=200mm500mm，计算跨度l0=4m，梁上作用恒载标准值(不含自重)14kN/m，活荷载标准值9kN/m，梁的安全等级为二级。试计算按承载能力极限状态设计和正常使用极限状态设计时的跨中弯矩值。
