按近似概率理论极限状态的设计法课件.ppt

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1、极限状态结构上的作用(action)和作用效应(effectofanaction)结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布力，以及引起结构外加变形或约束变形的原因（地震、基础差异沉降、温度变化、混凝土收缩等）。（1）按随时间的变异可分为三类：永久作用可变作用偶然作用1.结构上的作用（荷载）可按下列性质分类：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。如结构自重、土压力、预应力、地基沉降、焊接等。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。在设计基准期内不一定出现，而一

2、旦出现其量值很大且持续时间很短的作用。如楼面活荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、温度变化等。如爆炸力、撞击力、罕遇的地震等。————————————（2）按随空间位置的变异可分为二类：固定作用自由作用在结构上具有固定分布的作用。其特点是在结构上出现的空间位置固定不变，但其量值可能具有随机性。在结构上一定范围内可以任意分布的作用。如房屋建筑楼面上位置固定的设备荷载、屋盖上的水箱等。如楼面的人员荷载、吊车荷载等。————————静态作用动态作用（3）按结构的反应特点可分为二类：上述各种作用作用在结构或结构构件上，由此在结构内产生

3、的内力和变形（如轴力、剪力、弯矩以及挠度、转角和裂缝等）称为作用效应。使结构产生的加速度可以忽略不计的作用。使结构产生的加速度不可忽略不计的作用。在结构分析时一般均应考虑其动力效应。如结构自重、住宅或办公楼的楼面活荷载如吊车荷载、地震作用、大型动力设备的作用、高耸结构上的风荷载等。————————2荷载标准值荷载标准值是建筑结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值。实际荷载——随机变量、随机过程。应用数理统计的方法，确定的具有一定概率的最大荷载值称为荷载标准值。荷载标准值可由设计基准期最大荷载概率分布的某一分位值确定，若为

4、正态分布，则如图中的。荷载标准值的概率含义永久荷载标准值——按结构设计规定的尺寸和材料容重平均值确定。在结构设计中，各类可变荷载标准值及各种材料容重可由《建筑结构荷载规范》查取。可变荷载标准值楼面活荷载标准值风荷载标准值雪荷载标准值可变荷载准永久值在进行结构构件的变形和裂缝验算时，需要考虑荷载长期作用对构件刚度和裂缝的影响，此时，可变荷载只能取其在设计基准期内经常作用在结构上的那部分荷载作为其代表值，它对结构的影响类似于永久荷载。荷载准永久值=ψqQK其中ψq为荷载准永久值系数，QK为荷载标准值。可变荷载组合值当结构承受两

5、种或两种以上可变荷载时，由于所有可变荷载同时达到各自最大值的可能性极小，因此除主导的可变荷载外，其它伴随的可变荷载均应乘以一个小于1的组合系数（ψc）作为可变荷载的组合值。可变荷载的频遇值可变荷载的频遇值是正常使用极限状态按频遇组合设计时采用的一种可变荷载组合值。它是在统计基础上确定的。在设计基准期内被超越的总时间仅为设计基准期的一小部分，或其超越频率限于某一给定值。可变荷载的频遇值=ψfQK其中：ψf可变荷载频遇值系数在竖向荷载作用下，按受荷面积、层数、每层的单位面积重量估算每个柱及桩的竖向力。同理也可以计算建筑物的总重

6、量如图柱网尺寸为6×6的12层办公楼，单位面积的：恒载11kN/m2；活载2.0kN/m2；则每个中柱的受荷面积为36m2，则每个中柱受荷载36（11+2）=468kN，底层中柱受轴力468×12=5616kN，建筑物总重量：13×2×6×4×6×12=44928kN。风荷载一、风作用的类型(1)顺风向力——由与风向一致的风力作用(2)横风向力——结构物背后的旋涡引起结构物的横风向(与风向垂直)力(3)风力扭矩——由横风向力、顺风向力引起二、风作用效应(1)使结构物或结构构件受到过大的风力或不稳定；(2)使结构物或结构构件

7、产生过大的挠度或变形，引起外墙、外装修材料的损坏；(3)由反复的风振动作用，引起结构或结构构件的疲劳损坏；(4)气动弹性的不稳定，致使结构物在风运动中产生加剧的气动力；(5)由于过大的动态运动，使建筑物的居住者或有关人员产生不舒适感。建筑物周围的风场建筑物外表面风压ω0—基本风压（KN/m2）；μz—风压高度变化系数；μs—风载体形系数；βz—为高度z处的风振系数；1、基本风压查《荷载规范》；是按一般空旷平坦地面上离地10米高度处统计得到的50年一遇的10分钟平均最大风速换算而得到的。2、体型系数可以查阅《荷载规范》，复杂

8、体型由风洞试验确定垂直于建筑物表面上的风荷载标准值：4、风振系数由结构动力分析确定，主要考虑高度大于30米，高宽比大于1.5的建筑在风力作用下的共振效应。从上式可见，作用于建筑物表面的风荷载为到三角形分布的面荷载。总的风力为每步风荷载乘受风面积，作用位置与建筑与建筑体形有关。高度变化系数由地面粗糙度确定