第二章結構設計中的總體問題§2－1結構上的作用§2－2結構總作用力的估算§2－3結構常用材料的基本性能§2－4結構的承載力設計§2－5結構的抗傾覆設計§2－6結構的變形設計§2－7結構的地基結構設計中的總體問題大體包括以下六相內容：作用力、材料、承載力、傾覆力、剛度和地基。

§2－1結構上的作用有關概念恒荷載樓面活荷載屋面活荷載雪荷載風荷載地震作用2.1建筑結構上的作用力

直接作用

間接作用作用自重雪載施工荷載樓面人群、家具、設備等活荷載風荷載沉降溫差地震有關概念結構上的作用：直接施加在結構上的力以及能引起結構外加變形或約束變形的因素的總稱。［1］直接施加在結構上的力——荷載地球引力引起的重力荷載、空氣流動遇到障礙物引起的風荷載、吊車運行產生的吊車荷載、機器運轉產生的振動荷載、爆破荷載、撞擊荷載等［2］能引起結構外加變形或約束變形的因素地震、地基沉降、溫度變化、混凝土收縮、焊接等作用效應：施加在結構上的各種作用在結構中引起的反應。［1］支座反力［2］內力——彎矩、剪力、軸力［3］變形——撓度、側移、轉角［4］裂縫按作用的范圍分按作用時間長短分按引起的反應分分布荷載集中荷載永久荷載（恒載）可變荷載（活載）靜荷載動荷載荷載分類偶然荷載分布荷載：分布在體積、面積或線段上的荷載分別稱為體荷載、面荷載及線荷載。并統稱為分布荷載。集中荷載：若荷載作用范圍與構件尺寸相比十分微小，可認為荷載集中作用于一點，稱為集中荷載。永久荷載（恒荷載）：在基準使用期內，其值不隨時間變化，或變化與平均值相比可忽略不計的荷載。可變荷載（活荷載）：在基準使用期內，其值隨時間變化且變化與平均值相比不可忽略的荷載。靜荷載：不使結構或構件產生加速度，或所產生的加速度很少可忽略不計的荷載。動荷載：使結構或構件產生不可忽略的加速度的荷載。荷載的標準值荷載的設計值roS≤R恒載:方案階段根據平均的樓面荷載來估算建筑物自重：木結構—5-7KN/m2鋼結構—6-8KN/m2鋼筋混凝土和砌體結構—9-11KN/m2活載:實際工程中若干集中荷載作用于樓面—設計利用彎矩等效荷載---均布荷載垂直于建筑物表面上的風荷載標準值按下式計算：wk——風荷載標準值（kN/m2)；βz——高度處的風振系數，考慮脈動風對建筑物的不利影響而將風荷載放大的系數；μs——風載體型系數，與建筑物的體型有關，可查《荷載規范》或由風洞試驗確定；μz——風壓高度變化系數，與地面粗糙程度和計算高度有關，可查《荷載規范》；w0——基本風壓（kN/m2)，以空曠地面10米高度處50年一遇的10分鐘內平均最大風速計算確定，可查《荷載規范》。雪荷載屋面水平投影面上的雪荷載標準值按下式計算：sk——雪荷載標準值（kN/m2)；μr——屋面積雪分布系數，與屋面形式有關，可查《荷載規范》；s0——基本雪壓（kN/m2)，以一般空曠平坦地面上經統計得出的50年一遇的最大積雪重力（積雪深度×密度）確定，可查《荷載規范》。荷載標準值：在結構的使用期間內可能出現的最大荷載值。荷載大小出現次數平均值平均值＋1標準差平均值＋1.645標準差平均值＋2標準差超越概率5％超越概率2％超越概率16％荷載設計值：考慮不可預測的因素的影響，將荷載標準值乘以荷載分項系數所得的值。荷載分項系數：［1］永久荷載：1.2（1.35）［2］活荷載：1.4（1.3）恒荷砍載按構罪件的回設計暢尺寸工和材敏料單半位體堡積的榴自重曾計算穩。樓面疑活荷礙載民用旺建筑移樓面把使用釋活荷六載：按“等供效彎濫矩”的原加則轉膊換成蓄均布勉荷載受的形劣式。括各類為民用小建筑首的樓真面活聞荷載老可查肚《荷望載規銜范》匠。工業洞建筑既樓面震使用砍活荷冶載：對于仰一般聚金工跑車間意、儀鴨器儀六表車洪間、著半導努體車鏟間、顏棉紡舟織車環間、蹄輪胎紹廠準鋒備車趣間和切糧食勇加工擴車間冠可查變《荷丈載規勸范》耀附錄成，其對它應霞按實像際情局況考掛慮，站也可君采用站等效嚷均布鞠荷載場代替羽。屋面侮活荷恢載建筑星物的屋面把水平徐投影魚面上的灰均布它荷載陶分“散上人惠”和假“不告上人淡”兩偵種。靈可查拴《荷勸載規銹范》請或教斯材2蘭6頁葡表2敢－3冊。地震牧作用地震濱的產病生地震史的名姻詞：震匪級、深震源走、震灶源距室、烈伐度、脾震中廟、震慈中距鴉、大中中小炎震、賞極震艷區抗震估設計學的指漁導思喚想：“艦小震斜不壞礙、中餐震可愁修、撿大震得不倒居”小震推-出際現最回多的粱眾值予稱為逃多遇萌烈度63鄰%中震判-超喪越概國率為10會%的稱蠢為基宅本烈撤度大震俗-超講越概妥率為2%嘩-3俗%的稱蚊為基貧本烈瞇度地震成作用地震：由于地殼構造運動使巖層發生斷裂、錯動而引起的地面振動。全球株兩大貞地震隔帶環太鉗平洋像地震玩帶：分布鉆在太棟平洋苗周圍肯，像勇一個煉巨大義的花稼環，絮把大出陸與翼海洋醬分隔鋒開來嚇。歐亞鬧地震勝帶：從地件中海序向東筍，一顫支經很中亞辮至喜攪馬拉范雅山攔，然攤后向拾南經阿我國禍橫斷惰山脈緊，過烤緬甸界，呈汽弧形親轉向原東，躍至印洽度尼樂西亞績，另暮一支注從中準亞向息東北遲延伸扇，至特堪察隙加，本分布葵比較氧零散壺。中國毅主要訪地震留帶我國遙地處茂全球靜兩大農地震趙帶之誼間，城是一泥個多嘆地震瘦國家惱，地沙震帶短主要縮慧分布甲在：男東南罩—臺溉灣和英福建膚沿海蹤蝶一帶盲，華首北—梅太行活山沿歌線和蠟京津圍唐渤頌地區季，西跌南—隔青藏濕高原巷、云韻南和貢四川尤西部棒，西跌北—令新疆總和陜植甘寧誤部分收地區亡。震擁源：攔地球團內部憶直接片發生算破裂杏的地蜻方；汁震降中幟：震資源正哄對著洪的地源面；尼震算中距擺：震尿中到絹觀測君點的并距離煌；某震源料深度榮：震淺源到嘴震中續的距愈離。地震皆震級窗（里仰氏震架級）采用標準地震儀在距震中100km處記錄的以微米為單位的地面最大水平位移（振幅）A的常用對數。。震級與地震釋放的能量有下列關系：地震哄烈度地震訪發生芽時某詠地區光受地庸震影邊響的敢強烈垃程度但。由宏樹觀現條象和帽地面裕運動崖的物抵理參胳數共格同評誤定。3度：少數人有感，儀器能記錄到4-5度：睡覺的人會驚醒，吊燈擺動。6度忙：器草皿傾侍倒，旅房屋忽輕微午損壞殺。7-豬8度羽：房行屋破換壞，叼地面穴裂縫俊。9-拿10侄度：生橋梁員、水狹壩損文壞、棗房屋來倒塌首，地腿面破釀壞嚴唐重。11裹-1惱2度買：毀嚷滅性搖的破鐮壞。地震半震級播與地巧震烈拼度的坦異同早？19坡76蜘年唐彈山地降震，夜震級摔為7妖.8凍級，掌震中責烈度券為十信一度獅；受善唐山夏地震軌的影孩響，恢天津登市地診震烈甲度為竹八度父，北猛京市古烈度恭為六賽度，挎再遠天到石陵家莊殺、太母原等野就只舟有四期至五云度了雞。20玻04殲年1啊2月當26棄日印案尼發訓生里每氏8草.5利級地喜震海嘯糕席卷葬斯里睡蘭卡固西南寫部卡帶魯塔孟拉市上圖招攝于吊20罩04械年1摧月1撈日；下圖售攝于嬸20化04話年1童2月活26凱日上浴午1軋0:瞇20基本咸烈度銅（中睛震）大：指某是地區把在今自后5趣0年路期限銀內，閑一般煮場地詳土條破件下彈，可爆能遭礎遇到滾的超延越概翁率為符10塑%的透烈度泛。多遇拒烈度結（小污震）該：50服年超演越概伙率約智為6塊3％狀的烈嬌度。罕遇里烈度煉（大菠震）合：50蝴年超妙越概棍率約部為2吸％－墊3％焰的烈桌度。多遇打烈度座比基妹本烈表度低格1.默55遷度左看右；冒罕遇摧烈度挪比基兇本烈疫度高瓜1.舌0左事右。抗震識設防短烈度某＝基冊本烈杠度抗震平設防陷目標小震罰不壞娛、中生震可凈修、構大震紡不倒抗震靠設計隨方法概念庫設計淡、計效算設樹計、將構造懸設計兩階姜段設模計方息法：第一兆階段款：6度泊設防售地區勝建造峽于Ⅳ類蟻場地寇土上的啦高層羊建筑碌以及個7度刃和7增度以獻上地雜區的才建筑沖結構尺均應技采用彈性狀反應揭譜方徑法進行派小震葡作用閣下的壺承載裁力驗鋪算；第二噸階段獸：特別鴨不規鐘則的嬸建筑、甲類輪建筑和超過旨規范句規定踐的房欄屋高掉度的亞建筑應采灶用時程牌分析饑法進行局多遇螞地震肥下的誤補充蠅計算評，有盈薄弱嗚層的咳結構嶼應進淘行罕核遇地亞震作漫用下世的彈暖塑性捆變形退計算昨。作用價效應乖組合［1崖］永礙久荷柔載總餡是存獲在，筒因此果在任哥何一別種組圍合中頁永久鐵荷載共產生貼的效偷應都嗓必須閃參與冤。［2抖］活字荷載唯同時壯達到吹最大適值的砍可能項性較未小，林因此懷組合襖系數哥是一銳個小抬于或申等于飛1的齊數。§2顧－2鋒結構巧總作超用力據的估氧算豎向轟重力巡壽荷載必的計近算水平領風荷義載的釀計算水平押地震抄作用吵的計恩算豎向頭重力失荷載診的計姑算［1幕］總才重力著荷載右的計級算［2岸］每悠平方悼米建防筑面剃積上巡壽的重沈力荷務載計犯算［3場］某捎個構張件的苗負荷抵計算定義［1延］總姥重力導荷載斷的計階算①據避實計索算：將建濱筑物腎所有還的重升力荷剖載（況各種傳構配橡件的聚自重刊及樓么面使牲用活寇荷載弱等）歡精確調計算揭出來耗。②估賓算：根據夏工程軋經驗灑和樓完層面鑼積計喘算，嫌例如框架盆、框哄－剪方結構雁體系臨12執～1靠4k醋N/秒m2剪力搶墻、宜筒體木結構傅體系童14亡～1垮6k合N/挺m2混合出結構怪體系江（上丑磚混詠、下度框架館）帥2哲0～縫22店kN粉/m2［2斥］每孫平方殃米建鈴筑面你積上擾的重劣力荷動載估傻算每平兇方米司建筑哄面積員上的完重力株荷載愉＝總緞重力踏荷載耽÷總拿建筑必面積［3粒］某冊構件個負荷房誠計算負荷因大小火＝每送平方夢米的筒重力癥荷載步×構訊件負睛荷面某積建筑斷結構殼總作暴用力再的估使算2.材2.耍1豎濱向荷起載的送估算豎向椅荷載感的傳興遞途周徑：豎向慌荷載浙的分組配原葬則：地基攝與基按礎的憲基本緊概念室內歸標高室外切標高基礎埋深基礎地宋基N基礎街：將結廢構所年承受努的各佳種作脹用傳深遞到探地基央上的灣結構秧組成哄部分射。地基金：支承材基礎頂的土押體或室巖體隔。基礎忌埋置彩深度絲式：指能躲夠提閱供有振效側瞞向位悲移限言制的岡土體視厚度堡。例子甲:建筑育平面絨尺寸久為1揉6m艇x2最4m犯，1道0層磚每層才樓上擊的平谷均恒勇載標溜準值魔10憶.0花KN碌/m2活載及標準歪值2松.0勾KN孝/m2，求娃底層叔各柱手承受么的豎鳥向力屠標準談值。例子嚇:p3完12.津2.臺2風下荷載茅的估熔算風荷爭載水挨平地飲震荷技載在植一般活建筑朱結構宏中的弱傳遞口、作茶用形抵式風荷閣載痛水平禍地震屋面墻面屋蓋樓蓋框架喉結構柱-孔柱基砌體殖結構墻-浙墻基筒體夕結構筒壁喜-筒防基地基垂直攀于建秋筑物艦表面上的摩風荷據載標激準值羽按下攝式計險算：wk——拿風荷膛載標上準值嫌（k寸N/駕m2)授；βz——崗高度刃處的艱風振鄉豐系數陰，考棄慮脈朝動風模對建茅筑物舅的不洽利影太響而排將風棄荷載嬸放大朝的系氧數；μs——糞風載鞠體型睛系數石，與部建筑云物的孩體型叛有關掉，可小查《裕荷載等規范薯》或啦由風很洞試隔驗確洗定；μz——敞風壓激高度瘡變化辨系數恒，與地面均粗糙紋程度和計辰算高而度有貫關，恐可查好《荷賞載規享范》胳；w0——淺基本攜風壓委（k旦N/殖m2)稅，以沖空曠基地面耐10睡米高疑度處孟50室年一旺遇的交10案分鐘旁內平尸均最省大風傾速計個算確族定，鐮可查浴《荷倚載規戒范》起。風荷算載在諷一般助建筑獎結構而中的貨分配當樓絡屋蓋悲整體可性很強時：鏟按抗少側剛潔度分治配當樓因屋蓋釣整體育性不很外強時：短按抗際側力僑構件漢的從卻屬面奔積分睜配風荷面載的宴估算方向μZ-屋遣面取持平均碧，檐挺口以墾下一硬律取玻檐口嫂高度社，高胸層建備筑每稍隔2殼-4勇層取疼一值型并取天最高岸層標嫌高。雪荷鼻載屋面繩水平貓投影偷面上的車雪荷探載標錄準值超按下唐式計女算：sk——傭雪荷孔載標壟準值獸（k齡N/硬m2)；μr——清屋面轟積雪渾分布霉系數才，與約屋面格形式紋有關摩，可鎮查《途荷載南規范掀》；s0——租基本渾雪壓析（k悶N/施m2)孫，以怖一般諒空曠肯平坦飛地面驗上經夕統計朝得出除的5遠0年疏一遇巖的最務大積農雪重妙力（逼積雪姑深度您×密群度）菜確定扔，可調查《隆荷載蓬規范疤》努。地震固作用辯的大旗小FEK=m盜Sa=m悶g(αE/g車)(掛Sa/αE)=叢Geqα1FEK-地黨震作諷用Sa-地愛震時篇建筑她物質軌點最等大加旨速度白反應αE-地丙震時倍地面備運動淚的加適速度α1-地摘震影饒響系叫數Geq眾-建筑艷物的樓重力貫荷載Xq=減(2FEK/H2)Xq=無2FEK/H由溫掛差引慈起的儀內力特點曬：隨葛時性創、隱證蔽性掀、結否構剛到性愈喬大溫體度應測力愈練大2.依2.漂3水盞平地旅震作嚼用的殊估算工程撕中解懼決地件震反椒應的箏方法擬靜負力法陰（等泛效荷討載法殿）直接充動力傍法（奴時程共分析輔法）水平針地震喘作用界的計逝算（鏈底部麗剪力材法）［1條］單巴質點果體系［2妨］多微質點省體系［1平］單盜質點搖體系質點(質量m)彈性桿(剛度k)Px0PT0=kx0F=嘉maT=憲kx靜平尋衡瞬時脾平衡無阻何尼自蹄由振奔動自振周期FEK=m驅SaFEK——幻玉地震索作用軟標準吸值；Sa艦——年質點備的最日大加療速度夕反應束值。0自振悠周期隙T最大笨加速灑度反醒應值反應藏譜：單質腿點體碰系在秘地震方作用脫下的精最大面動反宣應與悲結構六體系岡的自鴿振周日期之奇間的鋼關系Geq——驗等效智重力匹荷載雖；α——憐地震務影響考系數肆。FEK=m押SaGeq——抖等效叨重力塞荷載取恒泳載標思準值光和各蒸可變蠻荷載肢組合側值之斥和可變爪荷載您組合閑值系卸數屋面活荷載不計入雪荷載0.5屋面積灰荷載0.5按實際情況計算的樓面活荷載1按等效均布荷載計算的樓面活荷載藏書庫、檔案庫0.8其它民用建筑0.5吊車懸吊物重力硬鉤吊車0.3軟鉤吊車不計入α——書地震花影響胸系數0.45αmaxη2αmaxαT00.1Tg5Tg6.0［2喚］多炭質點齊體系m1mim2mnmn－堅1高度涉不超償過4閱0m勾，以芽剪切撈變形霧為主硬且質裂量和闊剛度殺沿高杏度分徒布比圾較均敏勻的材結構拜可采改用底部啟剪力砌法簡化邊計算做。m1mim2mnHiHx1x2xixnF1F2FiFn側移肢與高樣度成告正比地震搖作用量與高殊度成每正比第一刪振型α1——揪相應誕于結構哥基本授自振意周期（T1）的全水平切地震隔影響研系數泉，多址層砌盈體房傘屋、舉底層境框架望和多昂層內零框架仿磚房決，可悠取水蟲平地憑震影余響系開數最腸大值劫；Geq——疤結構排等效嗎總重巾力荷諷載，粗單質逆點取剝總重陡力荷聽載代抗表值鎖，多腎質點藏取總羨重力績荷載炕代表型值的0.塊85；ΔF夫n—欣—頂部綱附加勤地震役作用。結構沖基本僵自振愿周期估算省公式黃：總結送：地震壟作用歉與什房誠么因慚素有看關？［1滔］與丟建筑蟻物的鏡重力賭荷載鄙有關鈔：重力籮荷載斬越大甚，地辰震作恭用就艙越大削；［2夠］與省建筑修物的堂自振圣周期析有關喜：自振創周期謙越大竿，地怪震作石用就湊越小盡（或敗者說陣與建飼筑物鹽的剛宴度有村關，蠅剛度嫂越小償，地搭震作號用就弊越小國）；［3麻］與豈建筑堡物所艱在地雕區有紋關：所在受地區蔥基本仔烈度陣越高罰，地唯震作浸用就橫越大春；場劣地土劈燕越硬吼，地統震作拴用就辮越小勻；離慘震源背越遠硬，地豈震作閉用越遲大。地震飲影響董系數由曲線αT(薯S)0.易45αm慎axη2αm新axα=認(T脊g/叼T)rη2αm運axα=[η20.巖2r-η1(T壇-5霞Tg釋)]αma帥x00.候1T醉g5T咽g6.海0例子2.允3結并構常驕用建丟筑材辯料的蝴基本憐性能混凝類土軸心斷抗壓削強度句標準宏值與吳立方節體抗改壓強遠度標旅準值畢的關嗓系fck=0拘.8告8α1α2fcu甩.k軸心坊抗拉非強度汽與立普方體蕉抗壓洞強度僻標準娘值的腰關系ftk=0寺.8它8α20.停39挨5fcu崇.k0.弊55(1扶-1晚.6粉45δ)0.孔45強度跌設計顯值與諷強度先標準登值的顧關系fc=fck/rcft=ftk/rc注意芽:現所澆軸沾壓偏佩壓構噸件尺磨寸過罰小(犧邊長抽或直敢徑小持于3珍00嬸mm堵)設痕計值凳與強剝度應女成以反0.架8混凝腸土的遵剪變撲模量圓Gc做、彈胸性模黃量E票c彩、泊拍松比υc=0蜂.2Gc稍=0掉.4鴿E唐c鋼筋品種躁：化學獄成分含碳順量碳素已鋼普通商低合水金鋼低碳凱鋼-編含碳置?0屋.2去5%中碳通鋼-海含碳起0.抬25意%-笨0.英6%高碳兵鋼-且含碳界0.倦6%批-寇1.蘆4%軟鋼硬鋼大多干屬于勢軟鋼含碳強度頃塑性饒可焊敢性鋼筋港的性條能鋼筋民的伸捏長率俯鋼恐筋的絲式冷彎餓性能鏡焊橡接性耽能冷拉前時效六能硬鋼軟鋼軸心牢受拉屯、小舞偏心巷受拉漠構件苦中的弱鋼筋卵抗拉岡強度郊設計絡值不勿應超齡過3堵00粘N/亦mm2？鋼材挎厚度映愈厚椒，屈擺服點蘆愈低鋼材Q2于35隱–迎A、荒B、咳C、照D致–F沉b臥Z賢Z宮TQ3思45皂(1割6M青n)Q3桑90紫(1間5M碑nV憂)A、旋B、捧C、逐D、懲EZ認ZT？砌體禍結構個材料普通宵磚規謠格：貼24殘0。獎11姻5。沫53強度最低誤標準建筑打材料序的基奇本性眼能彈性獲高—紛結構尺強度雅高愿彈濱性模蠶量大討-結酷構變怖形小郵延性緞好-柜破壞哭前變霜形大？2.奪4結背構的禍承載父力和習承載沙力設駁計建筑算結構女設計溜的基甜本要螺求:承載床力使用蛙階段施工答階段傾覆正常蹤蝶使用變形裂縫破壞渡、失鍛穩、甚傾覆構件托截面但、整值個結掘構2.窯4.收1構靠件截堆面承丘載力定義：指嶺結構令構件只的受往拉、規受壓澇、受猾彎、輸受扭堵截面桂抵抗虹破壞囑的能朱力。塊R影響鼓因素:受們力狀番態、命力學振性能活、截護面尺鼓寸、椅截面苗形狀病和受挖力方星向。彈性略承載示力：塑性貞承載慈力：截面復彈性雀承載幸力軸拉鴉：R仁=Nk=fkA軸壓笛：R罪=Nk=φfkA受彎淘：R罵=Mk=fkI/萍y剪切估：R=集Vk=fkbI活/S受扭辣：R呀=MTk=fkWT截面更彈性川承載夜力軸拉脈：R騰=Nk=fkA軸壓岔：R別=Nk=φfkA受彎擠：R污=Mk=fkU剪切楊：R=扮Vk=fkA受扭核：R攤=MTk=fkWPT截面恨塑性紙承載袋力復合狐材料例如慈：鋼編筋混差凝土軸壓刃：R沒=Nk=φ(沿fckAc+fYkAs)2.番4.凈2結豪構承疾載力靜定林結構券承載墓力超靜噴定結均構承香載力塑性笑鉸與斧普通霞鉸的華異同超靜唯定結早構承話載力凳大于旁靜定溪結構察承載適力的臥原因塑性蠻材料構、承補載力顛提高品有限介、施談工復媽雜？2.道4.源3結稈構構喇件承已載力捉設計眾問題定義帥：結構宵設計集原則汁：安慕全可慨靠、挎適用娘美觀輕、經槳濟合刻理。例子捕：2.握5結宵構的粥傾覆爛和抗共傾覆比設計建筑皆物在蓮水平撲力作盡用下乎有圍芒繞旋額轉軸累向一跌側傾灶倒的避趨向復--傾覆產生瓦傾覆謹的力犬矩-廣-傾覆羞力矩一旦能建筑額物