1、qkN/m2, 試確定使用該第一題 確定使用樓板的樓面允許活荷載設計值假定某工程現場抽取簡支空心樓板，在試驗室測定其極限承載力為 樓板的樓面允許活荷載設計值。對于本題目的理解：由于本題目中的樓板是簡支空心樓板， 所以其自重可以不考慮， 意思即為僅僅可以不考 慮其自重產生的永久荷載， 但是其地面水泥砂漿厚度， 板底抹灰重量等等都得計算入永久荷 載的范疇。 又作用在其上的荷載應該是其荷載效應組合， 包括樓板永久荷載與活荷載。 現在 知道其極限承載力， 要確定其允許活荷載的設計值， 就可以用允許活荷載與永久荷載的效應 組合，不超過其極限承載力乘以相應的安全系數 得到的值， 來確定。 對于安全系數，

2、個人 理解應該與該建筑的使用功能以及周圍環境還有樓板本身的材料屬性等多方面的因素來確 定。我國民用建筑設計通則 JGJ37-87 規定，重要建筑和高層建筑以主體結構確定的耐 久年限為 100年，一般性建筑為 50100 年。國家頒布的建筑結構可靠度設計統一標準 GB50068-2001 也規定，紀念性建筑和特別重要的建筑結構設計使用年限為 100 年，普通房 屋和構筑物設計使用年限為 50 年。因此使用年限應該也依然對安全系數有著重要影響。面就極限狀態設計法進行一些探討：結構的安全性、 適用性和耐久性總稱為結構的可靠性。 即結構在規定的時間內， 在規定 的條件下， 完成預定功能的能力。 建筑結

3、構可靠度設計統一標準 對可靠度的定義是： “結 構在規定的時間內，在規定的條件下，完成預定功能的概率。 ”故結構可靠度是可靠性的概 率度量。前面所說的“預定功能” ，一般是以結構是否達到“極限狀態”來標志的，并以此 作為結構設計的準則。整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求， 此特 定狀態為該功能的極限狀態。 極限狀態實質上是結構可靠 （有效） 或不可靠 （失效） 的界限， 故也稱為界限狀態。這種極限狀態對應于結構或結構構件達到最大承載能力或不適用于繼續承載的變形。 當結構或結構構件出現下列狀態之一時，應認為超過了承載能力極限狀態：（1）整個結構或結構的一部分作

4、為剛體失去平衡（如陽臺、雨篷的傾覆）等；（2）結構構件或連接因超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），或因過度變形而不適于繼續承載；（3）結構轉變為機動體系；（4）結構或結構構件喪失穩定（如壓屈等） ；（5）地基喪失承載能力而破壞（如失穩等） 。正常使用極限狀態這種極限狀態對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規定限值。 當結構或結構構件出現下列狀態之一時，應認為超過了正常使用極限狀態：（1）影響正常使用或外觀的變形；（2）影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫，如水池開裂引起滲漏）；（3）影響正常使用的振動；（4）影響正常使用的其它特定狀態。在進行結構設計時， 就應針對不同的極限狀

5、態， 根據結構的特點和使用要求， 給出具體 的標志及限值， 以作為結構設計的依據。 這種以相應于結構各種功能要求的極限狀態作為結 構設計依據的設計方法，就稱為“ 極限狀態設計法 ”荷載效應 S作用于結構或結構構件上的各種荷載使結構或結構構件產生的內力(N、M 、V、T)和變形、應力等，稱為荷載效應。荷載效應可由力學方法求得。例如，一簡支梁梁長為 l0，承受的垂直均布線荷載為 q(已包括梁自重) ，梁的抗彎剛 度為 B 。則梁跨中由荷載 q 產生的彎矩為 M=1/8ql02 ，跨中撓度 f=5ql04/(384B) ，支座處剪 力 V=1/2ql0 。荷載效應與結構上的荷載密切相關， 并且是一種

6、因果關系， 即沒有荷載作用就沒有荷載 效應。結構抗力 R結構或結構構件抵抗作用效應 (本書僅指荷載效應) 的能力， 也即結構或構件承受內力、 變形和抗裂等的能力，稱為結構的抗力。例如，一根一定長的 No.20 工字鋼梁就具有一定的受彎、受剪和承受變形的能力。 影響結構抗力的主要因素是結構所用材料的性能和結構的幾何參數。極限狀態方程 當結構構件處于極限狀態時， 影響結構可靠度的各種變量的關系式稱為極限狀態方程， 令SR將上式寫成 Z=g(S,R)=R-S其中 Z 是結構抗力與荷載效應之差，稱為“功能函數”。Z=R-S 也可理解為結構構件扣除荷載效應后，結構內部所具有的多余抗力，故也稱為“結構余力

7、”當 Z 0 時，結構處于可靠狀態；當 Z0 時，結構處于失效狀態；當 Z=0 時，結構處于極限狀態，則下式 : Z=g(S,R)=R-S=0就稱為極限狀態方程。承載能力極限狀態設計表達式 結構構件的承載能力極限狀態設計應根據荷載效應的基本組合或偶然組合進行， 并以內 力和承載力的設計值來表達，其設計表達式為：0SR1. 結構重要性系數 0 的確定 統一標準根據建筑結構破壞可能產生的后果的嚴重性，將建筑結構劃分為三個安全等級。對安全等級為一級、二級、三級的結構構件，其結構構件的重要性系數分別不應小于1.1、1.0、 0.9。2. 內力組合設計值 S 的確定 考慮永久性荷載和可變荷載共同作用所得

8、的結構內力值稱為結構的內力組合值。 對于基本組合，荷載效應組合的設計值 S 應從下列組合值中取最不利值確定：（1）由可變荷載效應控制的組合：nS S S SG Gk Q1 Q1k Qi ci Qiki2（2）由永久荷載效應控制的組合：nSGSGkQi ci SQiki 2（* ）對于一般排架、 框架結構， 基本組合可采用簡化規則， 并應按下列組合值中取最不利值 確定：（1） 由可變荷載效應控制的組合：SGSGkQ1SQ1knSGSGk0.9 Qi ciSQiki2（2）由永久荷載效應控制的組合仍按公式（ * ）采用。3. 基本組合的荷載分項系數（1） 永久荷載的分項系數： 當其效應對結構不利時

9、 對由可變荷載效應控制的組合，取 G=1.2； 對由永久荷載效應控制的組合，取 G=1.35。當其效應對結構有利時 一般情況下，取 G=1.0； 對結構的傾覆、滑移或漂浮驗算，取 G=0.9（2） 可變荷載的分項系數： 一般情況下， Q=1.4； 對標準值大于 4kN/m2 的工業房屋樓面結構的活荷載，取 Q=1.3。 永久荷載分項系數與永久荷載標準值的乘積， 稱為永久荷載設計值； 可變荷載分項系數 與可變荷載標準值的乘積稱為可變荷載設計值。正常使用極限狀態設計表達式對于正常使用極限狀態， 應根據不同的設計要求， 采用荷載的標準組合、 頻遇組合和準永久 組合進行設計，使變形、裂縫、振幅、基底應

10、力等荷載效應的組合值符合下式的要求：SC1) 對于標準組合，荷載效應組合的設計值S 按下式計算：nSS S SSGk SQ1kci SQiki22) 對于頻遇組合，荷載效應組合的設計值S 按下式計算：SGkf 1SQ1kqi SQiki23) 對于準永久組合，荷載效應組合的設計值S 按下式計算：nS SGkci SQiki1下面就一實際情況來探討本題目的解答 ：【例】某教學樓樓面采用簡支空心樓板， 計算跨度 L0=5.70m ，板寬 0.9m，板自重忽略不計。 樓面采用水磨石地面( 10mm 厚面層， 20mm 厚水泥砂漿打底) ，板底 20mm 厚抹灰。樓面 活荷載標準值為 2.0kN/m2

11、 。試求： 板的跨中截面彎矩設計值 M; 標準組合荷載效應組 合的設計值 M ； 頻遇組合荷載效應組合的設計值M ； 準永久組合荷載效應組合的設計值 M 。【解】 (1) 荷載標準值 永久荷載水磨石地面0.65kN/m220mm 板底抹灰17 0.02=0.34kN/m2板自重 0kN/m2作用在板上的永久荷載線荷載標準值為gk=(0.65+0.34) 0.9=0.882kN/m 可變活荷載qk=2.0 0.9=1.8kN/m(2) 板的跨中截面彎矩設計值 永久荷載產生的彎矩標準值Mgk=1/8gkL02=3.58kN m可變荷載產生的彎矩標準值Mqk=1/8qkl02=7.31kNm由可變荷

12、載效應控制的組合 G=1.2 ， Q=1.4M= GMgk+ QMqk=14.53kN m由永久荷載效應控制的組合G=1.35 ， Q=1.4, ci=0.7M= GMgk+ Q ciMqk=12.00kNm 由計算知，樓板荷載效應組合值由可變荷載效應控制。故板跨中截面的彎矩設計值為 14.53kN m。那么板的荷載線荷載設計值 Q=3.58kn/m 面荷載設計值即為 Qm=Q/0.9=3.98kn/m2(3) 標準組合荷載效應組合的設計值 M M=Mgk+Mqk=3.58+7.31=10.89kN m(4) 頻遇組合荷載效應組合的設計值 Mf1=0.6M=SGk+ f1SQ1k=Mgk+ f1M