1、dd1第第1章章 结构设计概论结构设计概论1.1 1.1 建筑结构的类型建筑结构的类型按用途按用途工业建筑工业建筑民用建筑民用建筑按层数按层数单层单层多层多层高层高层超高层超高层按结构材料按结构材料木结构砌体结构砌体结构砼结构砼结构钢结构钢结构组合结构组合结构按结构形式按结构形式排架结构排架结构框架结构框架结构剪力墙结构剪力墙结构筒体结构筒体结构大跨结构框架框架剪力墙结构剪力墙结构高规以高规以10层层 或或28m作为界限作为界限2大跨结构桁架结构拱结构3四角锥体网架四角锥体网架三角锥体网架三角锥体网架网架结构大跨结构4平面桁架系网架两向正交两向正交三向三向平面桁架系网架两向正交两向正交三向三向
2、5壳体壳体圆顶圆顶筒壳筒壳折板折板双曲扁壳双曲扁壳双曲抛物面壳双曲抛物面壳大跨结构6大跨结构索、膜结构7上海东方明珠游船码头上海东方明珠游船码头虹口足球场虹口足球场上海体育馆上海体育馆昆明宝海公园昆明宝海公园81.2 1.2 结构设计的基本内容结构设计的基本内容工程设计工程设计基本要求基本要求功能要求功能要求美观要求美观要求经济要求经济要求环保要求环保要求1.2.1结构设计过程：方案设计方案设计结构分析结构分析构件设计构件设计绘施工图绘施工图建筑设备建筑设备工艺设计工艺设计建筑工程建筑工程设计内容设计内容建筑设计建筑设计结构设计结构设计给排水设计给排水设计暖通设计暖通设计电气设计电气设计强电强
3、电弱电弱电9结构选型结构选型上部结构类型（水平结构上部结构类型（水平结构体系和竖向结构体系）体系和竖向结构体系）下部结构（基础）选型下部结构（基础）选型结构布置结构布置定位轴线定位轴线构件布置构件布置设置变形缝（附录设置变形缝（附录9、三缝区别）、三缝区别）一、结构方案一、结构方案设计设计截面尺寸估算（变形、稳定、经验）截面尺寸估算（变形、稳定、经验）水平布置水平布置竖向布置（建筑标高、结构竖向布置（建筑标高、结构标高）标高）伸缩缝伸缩缝沉降缝沉降缝防震缝防震缝设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.1 设计过程设计过程应体现科学性（受力合理）、应体现科学性（受力合理）、先进性
4、（新技术、新材料、新先进性（新技术、新材料、新结构、新工艺）、经济性（材结构、新工艺）、经济性（材料消耗、人工量、后期维护）、料消耗、人工量、后期维护）、可实施性（施工方便）可实施性（施工方便）根据结构形式根据结构形式10计算简图计算简图（要素）（要素）二、结构分析二、结构分析简化三原则简化三原则尽可能反映实际受力特性尽可能反映实际受力特性偏于安全偏于安全简单简单数学方法数学方法解析解解析解数值解数值解计算理论计算理论线弹性线弹性塑性塑性非线性非线性材料非线性材料非线性几何非线性几何非线性设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.1 设计过程设计过程理论解理论解有限单元法、差分法
5、、有限条法有限单元法、差分法、有限条法考虑主要因素，构造保证次要考虑主要因素，构造保证次要因素因素11截面设计截面设计节点设计节点设计三、构件设计三、构件设计四、绘制施工图四、绘制施工图正确正确规范规范简洁简洁美观美观设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.1 设计过程设计过程构件设计工作内容：计算和构造构件设计工作内容：计算和构造构造：一是计算假定的保证（钢筋锚固长度、钢构造：一是计算假定的保证（钢筋锚固长度、钢筋净距、楼板刚度无限大）二是忽略因素的弥补筋净距、楼板刚度无限大）二是忽略因素的弥补和保证（温度影响、支座铰接与固定）和保证（温度影响、支座铰接与固定）121.2.2
6、 1.2.2 结构设计的一般要求结构设计的一般要求1 计算内容计算内容承载能力极承载能力极限状态计算限状态计算正常使用极正常使用极限状态计算限状态计算承载力承载力(强度、稳定）强度、稳定）倾覆倾覆滑移滑移漂浮漂浮变形变形抗裂和裂缝宽度抗裂和裂缝宽度耐久性耐久性疲劳疲劳设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.1 设计过程1.2.2 计算要求计算要求为了保证建筑物的可靠度达到目标可靠度的为了保证建筑物的可靠度达到目标可靠度的要求要求132 荷载效应组合荷载效应组合设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.1 设计过程1.2.2 计算要求计算要求由可变荷载效应控制由可变
7、荷载效应控制。效应最大的一项可变荷载以标准值为。效应最大的一项可变荷载以标准值为代表值，其余可变荷载（伴随荷载）以组合值为代表值。代表值，其余可变荷载（伴随荷载）以组合值为代表值。1111miiKciQiKQKGQQGS由永久荷载效应控制由永久荷载效应控制。所有的可变荷载均以组合值为代表值，。所有的可变荷载均以组合值为代表值，永久荷载分项系数取永久荷载分项系数取1.35。miiKciQiKGQGS1承载能力极限状态的一般（基本）组合：承载能力极限状态的一般（基本）组合：14iKQiKGQGS仅考虑荷载效应最大的一项可变荷载，以标准值为代表值仅考虑荷载效应最大的一项可变荷载，以标准值为代表值mi
8、iKQiKGQGS190.0 所有可变荷载以组合值为代表值，组合系数取所有可变荷载以组合值为代表值，组合系数取0.9设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.1 设计过程1.2.2 计算要求计算要求承载能力极限状态的简化组合（排架、框架结构）：承载能力极限状态的简化组合（排架、框架结构）：由可变荷载效应控制由可变荷载效应控制由永久荷载效应控制同一般组合。由永久荷载效应控制同一般组合。15111miiKciKKsQQGS准永久组合：（所有可变荷载均以准永久值为代表值）准永久组合：（所有可变荷载均以准永久值为代表值）miiKqiKlQGS1标准组合：（荷载效应最大的一项可变荷载取标准
9、值，其余可标准组合：（荷载效应最大的一项可变荷载取标准值，其余可变荷载取组合值）变荷载取组合值）频遇组合：（一项可变荷载取频遇值，其余可变荷载取准永久频遇组合：（一项可变荷载取频遇值，其余可变荷载取准永久值）值）ijjKQjiKfiKsQCQGS设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.1 设计过程1.2.2 计算要求计算要求正常使用极限状态的组合163 3 内力组合内力组合水平构件水平构件竖向构件竖向构件最大弯矩（扭矩）及相应的剪力最大弯矩（扭矩）及相应的剪力最大剪力及相应的弯矩（扭矩）最大剪力及相应的弯矩（扭矩）最大轴力及相应的弯矩和剪力最大轴力及相应的弯矩和剪力（最小轴力及
10、相应的弯矩和剪力）（最小轴力及相应的弯矩和剪力）最大弯矩及相应的剪力和轴力最大弯矩及相应的剪力和轴力设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.1 设计过程1.2.2 计算要求计算要求17设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.1 设计过程1.2.2 计算要求1.2.3 抗震设计抗震设计1.2.3 1.2.3 抗震设计抗震设计1 1 我国的抗震设防烈度为我国的抗震设防烈度为6 69 9度，称为基本烈度。度，称为基本烈度。2 2 抗震设防有三个水准目标：抗震设防有三个水准目标：“小震不坏、中震可修、大震不倒小震不坏、中震可修、大震不倒”第一水准烈度：众值烈度，比基本烈
11、度约低一度半，第一水准烈度：众值烈度，比基本烈度约低一度半，50年超年超越概率约为越概率约为63%，结构处于正常使用状态；，结构处于正常使用状态；第二水准烈度：基本烈度，第二水准烈度：基本烈度，50年超越概率约为年超越概率约为10%，结构进入，结构进入非弹性工作阶段；非弹性工作阶段；第三水准烈度：罕遇地震，第三水准烈度：罕遇地震，50年超越概率约为年超越概率约为23%，结构有较，结构有较大的非弹性变形，但在一定的控制范围内，不致倒塌。大的非弹性变形，但在一定的控制范围内，不致倒塌。183 3 抗震设计内容（两阶段设计方法和构造）抗震设计内容（两阶段设计方法和构造）抗震构造；抗震构造；多遇地震下
12、的承载力计算和变形验算；多遇地震下的承载力计算和变形验算；罕遇地震下的薄弱层弹塑性变形计算。罕遇地震下的薄弱层弹塑性变形计算。设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.1 设计过程1.2.2 计算要求1.2.3 抗震设计抗震设计RERS/4 4 抗震承载力计算公式抗震承载力计算公式5 5 抗震等级的划分抗震等级的划分钢筋混凝土结构根据设防烈度、结构类型和房屋高度划分为一钢筋混凝土结构根据设防烈度、结构类型和房屋高度划分为一四级抗震等级，抗震计算和抗震构造均与抗震等级有关。四级抗震等级，抗震计算和抗震构造均与抗震等级有关。19设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容设计内容1.2.
13、1 设计过程1.2.2 计算要求1.2.3 抗震设计抗震设计烈 度结构类型6789高度（m）30303030303025框架四三三二二一一框架结构大跨度公共建筑三二一一高度（m）60606060606050框架四三三二二一一框剪结构剪力墙三二一一高度（m）80808080808060剪力墙结构剪力墙四三三二二一一框架三二一一框筒结构核心筒二二一一外筒三二一一筒体结构筒中筒结构内筒三二一一混凝土结构的抗震等级混凝土结构的抗震等级201.3 1.3 建筑结构的作用建筑结构的作用1.3.1建筑作用的种类建筑作用的种类楼（屋）面可变荷载楼（屋）面可变荷载风荷载风荷载吊车荷载吊车荷载永久荷载（重力荷载、
14、土压力等）永久荷载（重力荷载、土压力等）可变荷载可变荷载偶然作用（如爆炸、撞击）偶然作用（如爆炸、撞击）直接作用直接作用间接作用（如地震作用、地基变形、材料收缩、间接作用（如地震作用、地基变形、材料收缩、焊接应力、温度变化等）对于焊接应力、温度变化等）对于30层或层或100米以上的米以上的超高层建筑，结构设计中应考虑温度作用超高层建筑，结构设计中应考虑温度作用作用作用21（）永久荷载：在结构使用期间，数值不随时间变化或变化值相对于平均值可以忽略不计的荷载。结构的自重、土压力等均为永久荷载。永久荷载也称恒载。（）可变荷载：在结构使用期间，数值随时间变化，且变化值相对于平均值不可忽略的荷载。楼面活
15、荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等均为可变荷载。可变荷载也称活荷载或活载。（）偶然荷载：在结构使用期间内出现的机率较小，但其一旦出现，其量值很大持续时间很短。如地震力、爆力力等。221.3.2 1.3.2 荷载代表值荷载代表值1 1 永久荷载：以标准值（特征值）为代表值永久荷载：以标准值（特征值）为代表值标准值：在结构标准值：在结构使用期间使用期间可能出现的最大荷载值可能出现的最大荷载值2 2 可变荷载：根据设计要求分别以标准值、组合值、频遇值、准永可变荷载：根据设计要求分别以标准值、组合值、频遇值、准永久值为代表值久值为代表值设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用1.
16、3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值荷载代表值不同的设计内容，荷载以不同的代表值出现23可变荷载的组合值当考虑两种或两种以上可变荷载在结构上同时作用时，由于所有荷载同时达到其单独出现的最大值的可能性极小，因此，除主导荷载(产生荷载效应最大的荷载)仍以其标准值作为代表值外，对其它伴随的可变荷载应取小于其标准值的组合值为其代表值。可变荷载的组合值采用组合值系数c乘以相应的可变荷载的标准值：Q c Qk 24可变荷载的频遇值可变荷载的频遇值是针对结构上偶尔出现的较大荷载，这类荷载相对于设计基准期（年），具有较短的持续时间或较少的发生次数的特性，从而对结构的破坏性有所减弱，可变荷载的频遇值采用频遇值
17、系数t乘以可变荷载的标准值：Qtt Qk 25可变荷载的准永久值在进行结构构件变形和裂缝验算时，要考虑荷载长期作用对构件刚度和裂缝的影响。永久荷载长期作用在结构上，故取荷载标准值。可变荷载不像永久菏载那样，在设计基准期内全部作用在结构上。因此，在考虑荷载长期作用时，可变荷载不能取其标准值，而只能取在设计基准期内经常作用在结构上的那部分荷载。它对结构的影响类似于永久荷载，这部分荷载就称为荷载淮永久值。可变荷载准永久值采用准永久值系数q乘以相应的可变荷载的标准值：Qqq Qk 261.3.4 1.3.4 楼面和屋面可变荷载楼面和屋面可变荷载1.1.楼面均布可变荷载楼面均布可变荷载设计概论1.1 结
18、构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值1.3.4 楼屋面荷载楼屋面荷载1.3.3 活载特性可分为持久性可变荷载可分为持久性可变荷载LiLi和临时性可变荷载和临时性可变荷载LrsLrs。前者。前者p=1p=1，取，取r=5r=5；后者取；后者取m=5m=5。对于办公楼，对于办公楼，调查、统计调查、统计得到：得到：22/178/386mNmNiiLL22/244/355mNmNrsrsLL190ln190245expexp)(139ln139360expexp)(mxxFrxxFrsTiTLL(1-5)27设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1
19、.3 结构作用结构作用1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值1.3.4 楼屋面荷载楼屋面荷载1.3.3 活载特性基准期基准期T T年内最大可变荷载是持久性可变荷载和临时性可变荷年内最大可变荷载是持久性可变荷载和临时性可变荷载的组合，取其中一个载的组合，取其中一个T T年最大值和另一个瞬时值之和，即年最大值和另一个瞬时值之和，即或或rsiTTLLLrsTiTLLL标准值按下式计算：标准值按下式计算：TTLLKL5.1荷载规范对楼面可变荷载标准值分为荷载规范对楼面可变荷载标准值分为8 8级，见表级，见表1-41-4。当设计基准期不等于当设计基准期不等于5050年时，可乘以修正系数年时，可乘以修
20、正系数K KL L。表。表1-51-5设计楼面梁、墙、柱、基础时，乘以折减系数，表设计楼面梁、墙、柱、基础时，乘以折减系数，表1-61-628民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数 项项次次类类 别别标准值标准值(kNm2)组合值组合值系数系数c频遇值频遇值系数系数f准永久值准永久值系数系数q1(1)住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园托儿所、幼儿园(2)教室、试验室、阅览室、会议室、教室、试验室、阅览室、会议室、医医院门诊室院门诊室2.00.70.50.60.4
21、0.52食堂、餐厅、一般资料档案室食堂、餐厅、一般资料档案室2.50.70.60.53(1)礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台礼堂、剧场、影院、有固定座位的看台(2)公共洗衣房公共洗衣房3.03.00.70.70.50.60.30.54(1)商店、展览厅、车站、港口、机场大厅商店、展览厅、车站、港口、机场大厅及其旅客等候室及其旅客等候室(2)无固定座位的看台无固定座位的看台3.53.50.70.70.60.50.50.35(1)健身房、演出舞台健身房、演出舞台(2)舞厅舞厅4.04.00.70.70.60.60.50.36(1)书库、档案库、贮藏室书库、档案库、贮藏室(2)密集柜书库密集柜书库
22、5.012.00.90.90.87通风机房、电梯机房通风机房、电梯机房7.00.90.90.88汽车通道及停车库：汽车通道及停车库：(1)单向板楼盖单向板楼盖(板跨不小于板跨不小于2m)客车客车消防车消防车(2)双向板楼盖双向板楼盖(板跨不小于板跨不小于6m6m)和无和无梁楼盖梁楼盖(柱网尺寸不小于柱网尺寸不小于6m6m)客车客车消防车消防车4.035.02.520.00.70.70.70.70.70.70.70.70.60.60.60.629民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数 项项次次类类 别别标准值标准值
23、(kNm2)组合值组合值系数系数c频遇值频遇值系数系数f准永久值准永久值系数系数q9厨房厨房(1)一般的一般的 (2)餐厅的餐厅的2.04.00.70.70.60.70.50.710浴室、厕所、盥洗室：浴室、厕所、盥洗室：(1)第第1项中的民用建筑项中的民用建筑(2)其他民用建筑其他民用建筑2.02.50.70.70.50.60.40.511走廊、门厅、楼梯：走廊、门厅、楼梯：(1)宿舍、旅馆、医院病房、托宿舍、旅馆、医院病房、托儿所、幼儿园、住宅儿所、幼儿园、住宅(2)办公楼、教学楼、餐厅，医办公楼、教学楼、餐厅，医院门院门诊部诊部(3)当人流可能密集时当人流可能密集时2.02.53.50.
24、70.70.70.50.60.50.40.50.312阳台：阳台：(1)一般情况一般情况(2)当人群有可能密集时当人群有可能密集时2.53.50.70.60.5注：注：1 本表所给各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载较大或情况特殊时，应按实本表所给各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载较大或情况特殊时，应按实际情况采用。际情况采用。2 第第6项书库活荷载当书架高度大于项书库活荷载当书架高度大于2m时，书库活荷载尚应按每米书架高度不小于时，书库活荷载尚应按每米书架高度不小于2.5kNm2确定。确定。3 第第8项中的客车活荷载只适用于停放载人少于项中的客车活荷载只适用于停放载人少于9人的客车
25、；消防车活荷载是适用于满载总人的客车；消防车活荷载是适用于满载总重为重为300kN的大型车辆；当不符合本表的要求时，应将车轮的局部荷载按结构效应的等效的大型车辆；当不符合本表的要求时，应将车轮的局部荷载按结构效应的等效原则，换算为等效均布荷载。原则，换算为等效均布荷载。4 第第11项楼梯活荷载，对预制楼梯踏步平板，尚应按项楼梯活荷载，对预制楼梯踏步平板，尚应按1.5kN集中荷载验算。集中荷载验算。5 本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。对固定隔墙的自重应按恒荷载考虑，当本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。对固定隔墙的自重应按恒荷载考虑，当隔墙位置可灵活自由布置时，非固定隔墙的自重可
26、取每延米长墙重隔墙位置可灵活自由布置时，非固定隔墙的自重可取每延米长墙重(kN/m)的的13作为楼面作为楼面活荷载的附加值活荷载的附加值(kN/m2)计入，附加值不小于计入，附加值不小于1.0kN/m2。301 设计楼面梁时的折减系数：设计楼面梁时的折减系数：1)第第1(1)项当楼面梁从属面积超过项当楼面梁从属面积超过25m2时，应取时，应取0.9；2)第第1(2)7项当楼面梁从属面积超过项当楼面梁从属面积超过50m2时应取时应取0.9；3)第第8项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取项对单向板楼盖的次梁和槽形板的纵肋应取0.8；对单向板楼盖的主梁应取对单向板楼盖的主梁应取0.6对双向板楼盖的
27、梁应取对双向板楼盖的梁应取0.8；4)第第912项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。2 设计墙、柱和基础时的折减系数设计墙、柱和基础时的折减系数1)第第1(1)项应按表项应按表1-6规定采用；规定采用；2)第第1(2)7项应采用与其楼面梁相同的折减系数；项应采用与其楼面梁相同的折减系数；3)第第8项对单向板楼盖应取项对单向板楼盖应取0.5；对双向板楼盖和无梁楼盖应取对双向板楼盖和无梁楼盖应取0.8；4)第第912项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。项应采用与所属房屋类别相同的折减系数。注：楼面梁的从属面积应按梁两侧各延伸二分之一梁间距的范围内的实际面积
28、确定。注：楼面梁的从属面积应按梁两侧各延伸二分之一梁间距的范围内的实际面积确定。设计楼面梁、墙、柱及基础时，表设计楼面梁、墙、柱及基础时，表4.1.1中的楼面活荷载标准值在下列情况下应乘以规定的折减系数。中的楼面活荷载标准值在下列情况下应乘以规定的折减系数。表表1-6 活荷载按楼层的折减系数活荷载按楼层的折减系数 墙、柱、基础计算截面以上的层墙、柱、基础计算截面以上的层数数123456892020计算截面以上各楼层活荷载总和计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数的折减系数1.00(0.90)0.850.700.650.600.55注：当楼面梁的从属面积超过注：当楼面梁的从属面积超过25m2时，
29、应采用括号内的系数。时，应采用括号内的系数。31屋面可变荷载均按水平投影面积计算；屋面可变荷载均按水平投影面积计算；屋面均布可变荷载与雪屋面均布可变荷载与雪荷载不同时考虑。荷载不同时考虑。设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用雪荷载雪荷载0SSrkkS雪荷载标准值；雪荷载标准值；r屋面积雪分布系数，与屋面形状有关；屋面积雪分布系数，与屋面形状有关；0S基本雪压，根据当地空旷平坦地面统计所得基本雪压，根据当地空旷平坦地面统计所得5050年一遇年一遇最大积雪的自重确定。最大积雪的自重确定。雪荷载的组合值系数取雪荷载的组合值系数取0.7。确定频遇值系数（。确定频遇值系数（0
30、.6，0.4，0.2和和准永久值系数（准永久值系数（0.5，0.2，0）时全国分为三个地区。）时全国分为三个地区。2.2.屋面可变荷载屋面可变荷载屋面均布可变荷载（表屋面均布可变荷载（表1-7）屋面积灰荷载（表屋面积灰荷载（表1-8）1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值1.3.4 楼屋面荷载楼屋面荷载1.3.3 活载特性32表表1-7 屋面均布活荷载屋面均布活荷载 项项次次类类 别别标准值标准值kNm2组合组合值系值系数数c频遇值频遇值系数系数f准永久准永久值系数值系数q1不上人的不上人的屋面屋面0.50.70.502上人的屋上人的屋面面2.00.70.50.43屋顶花园屋顶花园3.00
31、.70.60.5注：注：1 不上人的屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用；对不同结构应按有关设不上人的屋面，当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用；对不同结构应按有关设计规范的规定，将标准值作计规范的规定，将标准值作O.2kN/m2的增减。的增减。2 上人的屋面，当兼作其他用途时，应按相应楼面活荷载采用。上人的屋面，当兼作其他用途时，应按相应楼面活荷载采用。3 对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载，应采取构造措施加以防止；必要时，应按积对于因屋面排水不畅、堵塞等引起的积水荷载，应采取构造措施加以防止；必要时，应按积水的可能深度确定屋面活荷载。水的可能深度确定屋面活荷载。4 屋顶
32、花园活荷载不包括花圃土石等材料自重。屋顶花园活荷载不包括花圃土石等材料自重。4.3.2 屋面直升机停机坪荷载应根据直升机总重按局部荷载考虑，同时其等效均布荷载不低于5.0kNm2。局部荷载应按直升机实际最大起飞重量确定，当没有机型技术资料时，一般可依据轻、中、重三种类型的不同要求，按下述规定选用局部荷载标准值及作用面积：一轻型，最大起飞重量2t，局部荷载标准值取20kN，作用面积0.20m0.20m；中型，最大起飞重量4t，局部荷载标准值取40kN，作用面积0.25m0.25m；重型，最大起飞重量6t，局部荷载标准值取60kN，作用面积0.30m0.30m。荷载的组合值系数应取O.7，频遇值系
33、数应取0.6，准永久值系数应取0。331.3.5 1.3.5 风荷载风荷载1.风荷载标准值计算公式风荷载标准值计算公式0wwrzszk设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用1.3.5 风荷载风荷载0w基本风压，根据当地空旷平坦地面离地高基本风压，根据当地空旷平坦地面离地高10米米10分钟分钟平均风速换算而来平均风速换算而来，取，取50年一遇最大值年一遇最大值换算而来；换算而来；0v20021vwz风压高度系数；风压高度系数；s风载体形系数；风载体形系数；z风振系数；风振系数；1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值1.3.4 楼屋面荷载1.3.3 活载特性r重现期调
34、整系数。重现期调整系数。风荷载：风遇到建筑物时在其表面产生的一种压力或吸力风荷载：风遇到建筑物时在其表面产生的一种压力或吸力 （基本风速）（基本风速）34设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用1.3.5 风荷载风荷载1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值1.3.4 楼屋面荷载1.3.3 活载特性一、基本风压一、基本风压 风压由风速换算而成。风速的年极值分布不拒绝极值风压由风速换算而成。风速的年极值分布不拒绝极值I I型型分布。基准期分布。基准期T T年的极值分布为年的极值分布为)(expexp)(TTxxFTTln 基本风速可在基本风速可在T T年的极值分布上取某
35、一分位值。但年的极值分布上取某一分位值。但荷载规范荷载规范是以平均重现期为是以平均重现期为5050年来规定风速的基准值的。年来规定风速的基准值的。重现期重现期T TT T(x)(x)是指连续两次超过是指连续两次超过x x的时间间隔。若的时间间隔。若T TT T(x)(x)=n n，则表，则表示在连续示在连续n n年中有一年的年中有一年的XxXx，其它，其它n-1n-1年中的年中的XxXx。因此。因此 )(1)()()()(11xFxFxXPxXPnxTPnnT0w35设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用1.3.5 风荷载风荷载1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表
36、值1.3.4 楼屋面荷载1.3.3 活载特性平均重现期是随机变量平均重现期是随机变量T TT T(x)(x)的数学期望，即的数学期望，即 )(1)()()(11xFxFxXPxXPnxTPnnT)(11)()(1xFnxTPnxTnTT)(11)(xTxFT98.05011)(0vF)98.0(10 Fv根据基本风速可换算成基本风压根据基本风速可换算成基本风压 。当重现期不等于当重现期不等于T T时乘以修正系数时乘以修正系数u ur r。表。表1-91-90w36由于空气本身具有一定的粘性，能承受一定的剪力，因此在与物体接触表面形成一个具有速度梯度的边界层气流，导致风速随高度和地貌情况而变化。
37、基本风压是建立在空旷平坦地面离地10米处的风速基础上，对于不同高度及地貌情况，需要对风压进行修正，用风压高度系数来反映 2.2.风压高度系数风压高度系数z37根据理论分析和实测数据在梯度风高度根据理论分析和实测数据在梯度风高度范围内，任意高度范围内，任意高度z z的风速与的风速与H H高度风速高度风速的关系为的关系为HzvvHz为地面粗糙指数，对于为地面粗糙指数，对于A A、B B、C C、D D类，类，分别为分别为0.120.12、0.160.16、0.220.22、0.30.3。设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用050100150200250300350400
38、4500.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91A类B类C类D类(1-12)基本风速是基本风速是B B类地面上空类地面上空10m10m高度处的风速，高度处的风速，因而因而B B类地面任意高度处的风速为类地面任意高度处的风速为016.016.00692.010vzzvvBz(1-13)1.3.5 风荷载风荷载1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值1.3.4 楼屋面荷载1.3.3 活载特性38（2）风压高度变化系数 地面粗糙程度：A类近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类田野、乡村、丛林、丘陵及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区 C类有密集建筑群的城市市区；D类有密集建筑群且房屋较
39、高的城市市区；位于山区的高层建筑，按表2.1确定后再乘以地形条件修正系数 K=3.2（山峰）或1.4（山坡）2)5.21(1Hzktg39风压与风速的风压与风速的平方成正比平方成正比同一地区不同粗糙程度地面上空的同一地区不同粗糙程度地面上空的梯度风速相同。梯度风速相同。DCBAvvvv450400350300（1-13a）030.0022.0012.0283.0473.0891.0vzvvzvvzvDzCzAz设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用12.0300300zvvAAzBAvv35030016.0035010350 vvB012.0891.0vzvAz060
40、.0044.0032.0024.0080.0224.0479.0794.0wzwwzwwzwwzwCzCzBzAz1.3.5 风荷载风荷载1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值1.3.4 楼屋面荷载1.3.3 活载特性40离地面或海平面高度离地面或海平面高度（m）地面粗糙度类别地面粗糙度类别ABCD5101520304050607080901001502002503003504004501.171.381.521.631.801.922.032.122.202.272.342.402.642.832.993.123.123.123.121.001.001.141.251.421.561.6
41、71.771.867.952.022.092.382.612.802.973.123.123.120.740.740.740.841.001.131.251.351.451.541.621.702.032.302.542.752.943.123.120.620.620.620.620.620.840.730.931.021.111.191.271.611.922.192.452.682.913.12表表1-10 风压高度变化系数风压高度变化系数 z 41建筑物表面的实际压力与其形状有关，与建筑物表面的实际压力与其形状有关，与来流风压的比值用来流风压的比值用 表示，见表表示，见表1-111-11
42、。3.风载体型系数风载体型系数设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用由风速换算得到的风压是所谓来流风压（风速压）。由风速换算得到的风压是所谓来流风压（风速压）。房屋将对气流形成某种干挠。房屋将对气流形成某种干挠。为正时代表风压，即靠近表面；为负时代表风吸，即离开表面。为正时代表风压，即靠近表面；为负时代表风吸，即离开表面。风向风向风压垂直于建筑物表面。风压垂直于建筑物表面。1.3.5 风荷载风荷载1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值1.3.4 楼屋面荷载1.3.3 活载特性s42檐口、雨棚、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载时，s不宜小于2.0.验算表面
43、围护结构及其连接的强度时，按荷载规范采用局部风压体型系数计算。正压区：同建筑物负压区：墙角边-1.8，大于10度的坡屋面-2.2，以上两部位作用宽度取0.1B或0.4H,取小值，但不小于1.5米；墙面-1.0，对于檐口、雨蓬、遮阳板等突出构件-2.0434.4.风振系数风振系数时间时间风风压压长周期长周期风振系数定义为考虑脉动效应的总风压与静风压（平均风压）风振系数定义为考虑脉动效应的总风压与静风压（平均风压）之比。之比。设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用风的长周期比一般结构的风的长周期比一般结构的自振周期大得多，因而对自振周期大得多，因而对结构的作用相当于静力作
44、结构的作用相当于静力作用；而风脉动周期只有几用；而风脉动周期只有几秒，与高层和高耸结构的秒，与高层和高耸结构的的自振周期相当。的自振周期相当。所以，规范规定：对于高度大于所以，规范规定：对于高度大于30m且高宽比且高宽比H/B大于大于1.5的房的房屋结构，以及自振周期屋结构，以及自振周期T1大于大于0.25s高耸结构必须考虑脉动效应。高耸结构必须考虑脉动效应。1.3.5 风荷载风荷载1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值1.3.4 楼屋面荷载1.3.3 活载特性44（1-15）脉动增大系数，按表脉动增大系数，按表1-121-12取用；取用；脉动影响系数，对于均匀结构可按表脉动影响系数，对于
45、均匀结构可按表1-1-1313取用；取用；结构振型系数结构振型系数,对于规则结构可取对于规则结构可取z/Hz/H。zH设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用结构作用对于多高层房屋，通常将分布风荷载转换对于多高层房屋，通常将分布风荷载转换成作用在每层楼面处的集中风荷载。成作用在每层楼面处的集中风荷载。1.3.5 风荷载风荷载1.3.1 作用种类1.3.2 荷载代表值1.3.4 楼屋面荷载1.3.3 活载特性zzz 1z451.4 1.4 结构的耐火设计结构的耐火设计不燃烧体：在空气中受到火烧或高温作用时，不起火、不燃烧、不燃烧体：在空气中受到火烧或高温作用时，不起火、不燃烧、不
46、碳化。不碳化。1.4.1 1.4.1 结构构件的耐火性能结构构件的耐火性能一、一、构件的燃烧性能（表构件的燃烧性能（表1-141-14）难燃烧体：在空气中受到火烧或高温作用时，难起火、难燃烧、难燃烧体：在空气中受到火烧或高温作用时，难起火、难燃烧、难碳化，当火源移走后，燃烧或微燃立即停止。难碳化，当火源移走后，燃烧或微燃立即停止。燃烧体：在明火或高温作用时，能立即着火燃烧，且火源移走燃烧体：在明火或高温作用时，能立即着火燃烧，且火源移走后，仍能继续燃烧或微燃。后，仍能继续燃烧或微燃。建材高温性能指标：燃烧性能、力学性能、发烟性能、毒气性、建材高温性能指标：燃烧性能、力学性能、发烟性能、毒气性、
47、隔热性隔热性衡量结构构件耐火性能的指标有：燃烧性能和耐火极限衡量结构构件耐火性能的指标有：燃烧性能和耐火极限46 是指在标准的耐火试验中，从构件受到火的作用，到失去是指在标准的耐火试验中，从构件受到火的作用，到失去稳定性或完整性或绝热性为止的时间，以小时计。与升温过程、稳定性或完整性或绝热性为止的时间，以小时计。与升温过程、受火条件有关受火条件有关二、二、结构构件的耐火极限结构构件的耐火极限标准升温曲线标准升温曲线梁：两侧和底面共三面受火；梁：两侧和底面共三面受火；)18lg(3450tTT0200400600800100012000306090120150180210试验经历时间(m i n
48、)T-T0(oC)受火条受火条件件板：下面受火；板：下面受火；柱：所有垂直面受火；柱：所有垂直面受火；墙：一面受火。墙：一面受火。设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用1.4.1 耐火性能1.4 耐火设计耐火设计47判别条件判别条件失去稳定性：指失去支撑能力或抗变形能力；失去稳定性：指失去支撑能力或抗变形能力；失去完整性：指当构件一面受火时，出现穿透性裂缝或穿火孔隙；失去完整性：指当构件一面受火时，出现穿透性裂缝或穿火孔隙；失去绝热性：指失去隔绝过量热传导的性能。失去绝热性：指失去隔绝过量热传导的性能。分隔构件以完整性和绝热性两个控制条件作为判别依据；分隔构件以完整性和绝热性
49、两个控制条件作为判别依据；承重构件以稳定性单一条件作为判别依据；承重构件以稳定性单一条件作为判别依据；承重分隔构件以稳定性、完整性和绝热性三个控制条件作承重分隔构件以稳定性、完整性和绝热性三个控制条件作为判别依据。为判别依据。设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用1.4.1 耐火性能1.4 耐火设计耐火设计48影响耐火极限的因素影响耐火极限的因素承重构件耐火性能主要与稳定性有关系，主要影响因素有：承重构件耐火性能主要与稳定性有关系，主要影响因素有：1、构件材料的燃烧性能；构件材料的燃烧性能；2、有效荷载量值；、有效荷载量值；3、钢材品种；、钢材品种；4、材料强度；、材料强度；
50、5、截面形状和尺寸；、截面形状和尺寸；6、配筋方式；、配筋方式；7、配筋率；、配筋率；8、表面保护；、表面保护；9、受力状态；、受力状态；10、结构形式和计算长度。、结构形式和计算长度。设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用1.4.1 耐火性能1.4 耐火设计耐火设计49提高耐火极限的提高耐火极限的措施：设计构造和保护层措施：设计构造和保护层设计概论1.1 结构类型1.2 设计内容1.3 结构作用1.4.1 耐火性能1.4 耐火设计耐火设计501.4.2 1.4.2 耐火设计方法耐火设计方法确定建确定建筑物耐筑物耐火等级火等级确定构确定构件耐火件耐火极限值极限值选择耐选择耐火
