结构设计方法与设计指标.pptx

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1、 1 结构设计方法与设计指标221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标2-4 2-4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载一、结构上的作用 建筑结构在施工和使用期间，要承受其自身和外加的各种作用，这些作用在结构中产生不同的效应（内力和变形）。这些能使结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变裂缝等）的各种原因通称为结构上的作用。按出现的方式不用，可将结构上的作用分为直接作用和间接作用。1.直接作用 直接作用是指直接以力的不同集结形式（集中力或均

2、匀分布力）施加在结构上的作用，通常也称为结构的荷载。例如结构的自重、楼面人群及物品重量、土压力、风压力、雪压力、积灰、积水等。2.间接作用 间接作用是指能够引起结构外加变形、约束变形或振动的各种原因。间接作用并不是直接以力的形式施加在结构上，例如地基的不均匀沉降、温度变化、地震作用、材料的收缩和膨胀变形等。结构上的“作用”使结构或构件产生效应(内力、变形、裂缝等)的各种原因的总称直接作用间接作用是指直接以力的不同集结形式（集中力或均布力）施加在结构上的作用。是指能够引起结构外加变形和约束变形，从而产生内力效应的各种原因。221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载直接作用结构自重人和物品的自重土压力风

3、荷载雪荷载 间接作用温度变形材料收缩混凝土徐变地基沉降 荷载221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载二、荷载的分类 在实际工程中，结构常见的作用多为直接作用，即通常说的荷载。所以本书介绍的内容以直接作用为主。按照不同的分类方法可将荷载进行不同的分类。按其随时间的变异性可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。按荷载的作用范围可分为集中荷载和分布荷载。221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载可变荷载(活荷载)永久荷载(恒荷载)在结构设计基准期内，其作用量值随时间而变化，其变化幅度与平均值相比不可忽略不计的荷载。在结构设计基准期内，其作用量值不随时间变化，或其变化幅度与平均值相比可以忽略不计,或变化单调并趋于限

4、值的荷载。(随时间的变异性分类)一 荷载的分类偶然荷载在结构设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的荷载。221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载例如：例如：永久荷载结构自重土压力预应力 可变荷载楼面活荷载屋面活荷载和积灰荷载风荷载雪荷载吊车荷载 偶然荷载冲击、撞击 爆炸1.集中荷载 集中荷载是指荷载的作用面积与结构的尺寸相比很小，可将其简化为作用于一点的荷载，单位是kN或N。例如梁传给柱子的力、次梁传给主梁的力都可看作集中荷载。2.分布荷载 分布荷载是指荷载连续地分布在整个结构或结构某一部分上。其中分布荷载又包括体荷载、面荷载、线荷载。221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载 体

5、荷载是指分布在物体的体积内的荷载，单位是N/mm3或kN/m3，常用表示。面荷载是指分布在物体表面的荷载，单位是N/mm2或kN/m2，常用p表示。线荷载是指将面荷载、体荷载简化成连续分布在一段长度上的荷载，单位是N/mm或kN/m，常用q表示。三三、荷载的代表值、荷载的代表值221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载 结构或构件设计时，根据不同极限状态的设计要求所采用的荷载量值成为荷载代表值。1.永久荷载采用标准值为代表值。2.可变荷载采用标准值、组合值、频遇值和准永久值为代表值。3.偶然荷载按使用的特点确定代表值。荷载标准值 荷载标准值是指在结构使用期间，在正常情况下可能出现的最大荷载值。永久荷

6、载标准值G k可按结构构件的设计尺寸和材料重力密度计算确定，荷载规范中给出了常用材料和构件的自重。表2-1可变荷载标准值Q k可直接查荷载规范得出。表2-2 221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载可变荷载组合值当结构承受两种或两种以上可变荷载时，考虑它们同时达到各自最大值的可能性很小，故除主导可变荷载取其标准值外，其他可变荷载均乘以小于1.0的组合系数作为可变荷载组合值。其值Q k 荷载组合值系数 C 荷载组合值系数由荷载规范得,表2-2 221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载可变荷载频遇值 可变荷载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超越频率为规定频率的荷载值，称为可变荷载频遇

7、值。其值Q k 荷载频遇值系数f 荷载频遇值系数由荷载规范得,表2-2 221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载可变荷载准永久值在设计基准期内被超越的总时间约为设计基准期一半的荷载值，称可变荷载准永久值。其具有总持续时间较长的的特点，对结构的影响类似于永久荷载。其值 Q k 荷载准永久值系数 荷载准永久值系数由荷载规范得,表2-2221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载四四、荷载的计算、荷载的计算221 1 建筑结构荷载建筑结构荷载例如，某矩形钢筋混凝土梁，bh=250mm500mm，计算跨度l0=7m。查表3-1取钢筋混凝土自重25kN/m3，则该梁的自重荷载W为：沿跨度方向均匀分布的自重标准值q为

8、：或 可变荷载标准值（Qk）是根据观测资料和实验数据，并考虑工程实践经验而确定，可由荷载规范各章中的规定确定。表3-2列出部分民用建筑楼面均布活荷载标准值。如一钢筋混凝土梁，已知梁长、截面积、材料重度，就可以计算出自重荷载等于重度乘以体积；若此梁单元为等截面，则梁单位长度上的自重线荷载q等于自重荷载除以梁长或重度乘以梁横截面积。2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法适用性安全性结构在正常使用期间应具有良好的工作性能。例如，不发生过大的变形、振幅、过宽的裂缝等，以免影响正常使用。结构应能承受在正常施工和正常使用的情况下能承受出现的各种作用，以及在偶然事件发生时及发生后，结构仍能保持

9、必需的整体稳定性，不致发生倒塌。耐久性结构在正常维护条件下，具有足够的耐久性能，以保证能够正常使用到预定的设计使用期限。例如，抑制砼的风化、腐蚀以及钢筋的锈蚀。一一、结构的功能要求、结构的功能要求结构的可靠性在规定的时间内（设计使用年限），在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维修），结构完成预定功能（安全性、适用性、耐久性）的能力 是指结构在设计使用年限内，在正常设计、施工、使用和维护的条件下完成预定功能的概率。安全性、适用性、耐久性的统称结构的可靠度 结构完成预定功能的能力不能事先确定，只能用概率来描述。2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法设计基准期设计基准期和和设

10、计使用年限设计使用年限 为确定可变荷载代表值及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。（我国取用的设计基准期为50年）必须说明：当结构的使用年限达到或超过设计基准期后，并不意味结构立即报废，而只意味结构的可靠度将逐步降低。类别类别设计使用年限（年）设计使用年限（年）示示 例例1 11 15 5临时性建筑临时性建筑2 22525易于替换的结构构件易于替换的结构构件 3 35050普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物 4 4100100及以上及以上纪念性建筑和特别重纪念性建筑和特别重要的建筑结构要的建筑结构 是设计规定的一个期限，是指按规定指标设计的建筑结构或构件，在正常施工、正常使用和维护下，不

11、需进行大修即可达到其预定功能要求的使用年限。2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法能够满足功能要求不能满足功能要求特定状态可靠度可靠失效极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形时的状态 结构或结构构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值时的状态 二、结构的极限状态二、结构的极限状态2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法 （1）整个结构或一部分作为刚体失去平衡；（2）结构构件或连接因材料强度不足而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继续承载；（3）结构变为机动体系；（4）结构或构件丧失稳定性；（5）地基丧失

12、承载能力而破坏；1.承载能力极限状态安全性2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形，超过这一极限状态，结构或结构构续承载的变形，超过这一极限状态，结构或结构构件便不能满足安全性的功能要求。件便不能满足安全性的功能要求。2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法（1）影响正常使用及外观的变形；（2）影响正常使用或耐久性的局部损坏；（3）影响正常使用的振动；（4）影响结构正常使用的其它特定状态。2.正常使用极限状态适用性耐久性2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计

13、方法对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定的限值。超过这一极限状态，结构或结构构件项规定的限值。超过这一极限状态，结构或结构构件便不能满足适用性或耐久性的功能要求。便不能满足适用性或耐久性的功能要求。2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法（一）极限状态方程 结构和结构构件的工作状态可以用作用效应S和结构抗力R的关系式来描述：(3-2)式中 Z结构极限状态功能函数；R结构抗力;S作用效应.Z0RS结构处于可靠状态结构处于可靠状态Z0RS结构处于失效状态结构处于失效状态Z0

14、RS结构处于极限状态结构处于极限状态三三、极限状态设计表达式、极限状态设计表达式2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法（二）承载力极限状态实用设计表达式1.设计表达式 承载能力极限状态设计时应采用下列表达式:(3-3)式中 结构件的重要性系数，如表3-4所示；S 承载能力极限状态的荷载效应组合设计值；R结构构件的抗力设计值。2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法2.结构构件的重要性系数 我国建筑结构可靠度设计统一标准将建筑结构划分为三个安全等级，设计时应根据具体情况，按表3-4的规定选用适当的安全等级。3.荷载效应组合设计值 对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从

15、下列组合中取最不利值确定：（1）由可变荷载效应控制的组合：(3-4)（2）由永久荷载效应控制的组合：(3-5a)式中 永久荷载的分项系数，如表3-5所示；、第一个和第i个可变荷载分项系数，见表3-5；按永久荷载标准值计算的荷载效应值 、起控制作用的第一个可变荷载荷载标准值 和第i个可变荷载标准值 计算的荷载效应；第i个可变荷载的组合值系数，按表3-2取用。2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法（三）正常使用极限状态实用设计表达式1.设计表达式 正常使用极限状态按下列设计表达式进行设计：(3-6)式中 正常使用极限状态的荷载效应组合值；结构或结构构件达到正常使用要求的规定限制（如变

16、形、裂缝、应力等限值），按有关规定采用。2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法2.荷载效应组合设计值 对正常使用状态的荷载效应组合时，应根据不同设计目的，分别按荷载效应的标准组合、频遇组合和准永久组合进行设计。（1）荷载的标准组合：(3-7)（2）荷载的频遇组合：(3-8)（3）荷载的准永久组合：(3-9)2-2 2-2 建筑结构的设计方法建筑结构的设计方法【例3-1】某钢筋混凝土办公楼矩形截面简支梁，计算跨度l0=6m，梁上的永久荷载（包含自重）标准值gK=12kN/m，可变荷载标准值qK=5kN/m，安全等级为二级，分别按承载力极限状态和正常使用极限状态设计时的各项组合计算梁

17、跨中弯矩设计值。【解】（1）均布荷载标准值gK和qK作用下的跨中弯矩标准值：永久荷载作用下 可变荷载作用下（2）承载力极限状态设计时的跨中弯矩设计值：安全等级为二级，查表3-4，取 。按可变荷载效应控制的组合计算：查表3-5，取 ，故该梁按承载力极限状态设计时，跨中弯矩设计值应取上述较大值，即 。（3）正常使用极限状体设计时的跨中弯矩设计值：查表3-2，取 ，按标准组合时：按频遇组合时：按准永久组合时：第三节第三节 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标钢筋的设计指标钢筋的设计指标混凝土的设计指标混凝土的设计指标砌体材料的设计指标砌体材料的设计指标钢材的设计指标钢材的设计指标混凝土混凝土

18、结构设计结构设计规范规范GB50010-2002砌体砌体结构设计结构设计规范规范GB50003-2001钢结构钢结构设计设计规范规范GB50017-20032-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标一 钢筋的设计指标2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标建筑工程用的钢筋，需要有较高的强度，良好的塑性，便于加工和焊接，并应与混凝土之间具有足够的粘结力。钢筋混凝土结构主要采用的热轧（zha）钢筋，分为HPB300级、HRB335级、HRBF335级、HRB400级、HRBF400级、RRB400级和 HRB500级、HRBF500级。2-3 2-3 建筑结构

19、材料的设计指标建筑结构材料的设计指标uHPB（Hot-rolled Plain Bar）热轧光圆钢筋uHRB（Hot-rolled Ribbed Bar）热轧带肋钢筋，指钢筋表面通过热轧工艺轧制出变形以增加与混凝土之间的咬合力，包括表面带肋钢筋、螺旋纹钢筋、人字纹钢筋、月牙纹钢筋等。uHRBF（Hot-rolled Ribbed Bar Fine）细晶粒带肋钢筋，在热轧过程中，通过控轧和控冷工艺形成的细晶粒钢筋。uRRB（Remained heat treatment Ribbed steel Bars）余热处理钢筋，是在热轧后立即穿水，进行表面控制冷却，然后利用芯部余热自身完成回火处理所得的

20、成品钢筋。2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标p混凝土结构设计规范规定，纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢 筋，也 可 采 用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋。梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋箍 筋 宜 采 用 HRB400、HRBF400、HPB300、HPB500、HRBF500级，也可采用HRB335、HRBF335级钢筋。p钢筋强度具有变异性。例如按同一标准而不同时生产的各批钢筋之间的强度不会完全相同；即使同一炉钢轧成的钢筋，其强

21、度也有差异。因此，结构设计时需要确定材料强度的基本代表值，即材料强度的标准值fyk(钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率)。钢筋强度标准值除以材料分项系数（其值取1.1，对高强度500MP级钢筋取1.15）即为钢筋强度设计值fy普通钢筋强度标准值、设计值和弹性模量(N/mm2)种类种类符符号号fykfyfyEs热热轧轧钢钢筋筋HPB235（Q235）2352102102.1105HRB335（20MnSi）3353003002.0105HRB400（20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）4003603602.0105RRB400（K20MnSi）4003603602.0105R

22、注：注：1.1.材料强度标准值是指正常情况下可能出现的材料强度标准值是指正常情况下可能出现的最小材料强度值最小材料强度值，是材，是材料强度的基本代表值。料强度的基本代表值。2.2.混凝土规范混凝土规范规定，钢筋的强度标准值具有不小于规定，钢筋的强度标准值具有不小于95%95%的保证率。的保证率。3.3.钢筋强度标准值除以钢筋强度标准值除以材料分项系数材料分项系数（取（取1.11.1）即为钢筋强度设计值。即为钢筋强度设计值。1.直径大于40mm，应有可靠工程经验；2.在钢筋混凝土结构中轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于300Nmm2时仍应按300N/mm2取用；2-3 2-3 建筑

23、结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标p钢筋混凝土构件对钢筋的性能要求强度：较高的屈服强度和极限强度塑性：有足够安全储备，伸长率、冷弯性能适宜可焊性：保证焊接后接头性能良好，不产生裂纹或过大变形与混凝土的粘结：钢筋的外形、锚固措施和锚固长度耐火及耐低温：高温下强度丧失，低温下易发生脆性破坏2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标二 混凝土的设计指标（一）混凝土的强度立方体抗压强度标准值 fcu，k测定:边长为150mm的混凝土立方体试件，在标准条件下（温度为203，湿度90%）养护28天，用标准试验方法（加载速度0.150.3N/mm2/s，两端不涂润滑剂）测得的具有95

24、%保证率的抗压强度。作用:混凝土强度的基本指标，划分混凝土强度等级。承压板试块摩擦力不涂润滑剂涂润滑剂强度大于2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标混凝土规范根据混凝土立方体抗压强度标准值大小分为十四级：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80例：C20C表示混凝土，20为立方体抗压强度标准值20N/mm2C50C80属高强度混凝土范畴。1.1.钢筋混凝土钢筋混凝土结构结构的混凝土强度等级不应低于的混凝土强度等级不应低于C15C15；2.2.当采用当采用HRB335HRB335级钢筋时混凝土强度等级不宜

25、低于级钢筋时混凝土强度等级不宜低于C20C20；3.3.当采用当采用HRB400HRB400和和RRB400RRB400级钢筋以及承受重复荷载的构件混级钢筋以及承受重复荷载的构件混凝土强度等级不得低于凝土强度等级不得低于C20C20；4 4预应力预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30C30，当采用，当采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋时混凝土强度等级混凝土强度等级不宜低于不宜低于C40C40。2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标混凝土强度标准值、设计值(N/mm2)强度种类强度种类混凝

26、土强度等级混凝土强度等级C15C15C20C20C25C25C30C30C35C35C40C40强度标强度标准值准值f fc ck k101013.413.416.716.720.120.123.423.426.826.8f ft tk k1.271.271.541.541.781.782.012.012.22.22.392.39强度设强度设计值计值f fc c7.27.29.69.611.911.914.314.316.716.719.119.1f ft t0.910.911.11.11.271.271.431.431.571.571.711.71混凝土规范混凝土规范规定规定，混凝土，混凝土

27、强度标准值除以强度标准值除以材料分项系数材料分项系数（其值取（其值取1.41.4）即为混凝土强度设计值。即为混凝土强度设计值。2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标三 砌体的设计指标 砌体结构由由块材和砂浆砌筑而成的，包括砖砌体、砌块砌体和石砌体三种。1、块材根据砌体规范规定，块材强度等级由标准实验方法所得的块体抗压强度确定，单位为Mpa（N/mm2）,强度等级符号为“MU-”。2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标砂浆作用1.将块

28、材连成整体并使应力均匀分布，保证砌体结构的整体性。2.由于砂浆填满块材间的缝隙，减少了砌体的透气性，提高了砌体的隔热性及抗冻性。砂浆按其组成材料不同，分为水泥砂浆、混合砂浆和石灰砂浆。2、砂浆u砂浆强度根据砌体规范规定，砂浆强度用龄期28天的边长70.7mm的立方体试块测得标准实验方法所得的抗压强度值确定，单位为Mpa（N/mm2）,强度等级符号为“M-”。见P43砂浆的强度等级:M15、M10、M7.5、M5和M2.5另外，混凝土砌块砌筑砂浆强度等级：Mb15、Mb10、Mb7.5、Mb5混凝土砌块灌孔混凝土强度等级：Cb同混凝土强度等级 2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的

29、设计指标3、砌体的设计值例如：烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的 抗压强度设计值(MPa)砖强度等级 砂浆强度等级 砂浆强度 M15 M10 M7.5 M5 M2.5 0 MU30 3.94 3.27 2.93 2.59 2.26 1.15 MU25 3.60 2.98 2.08 2.37 2.06 1.05 MU20 3.22 2.67 2.39 2.12 1.84 0.94 MUl5 2.79 2.31 2.07 1.83 1.60 0.82 MUl0 1.89 1.69 1.50 1.30 0.67 2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标4、砌体材料的选择对砌体结构所用块

30、材和砂浆的选择，主要依据承载力、耐久性、隔热保温、防水防潮等方面要求，并考虑到材料的就地供应、经济技术指标和施工条件等因素。砌体规范砌体规范 五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于五层及五层以上房屋的墙，以及受振动或层高大于6m6m的墙柱所用材的墙柱所用材料的最低强度等级应符合下列要求料的最低强度等级应符合下列要求:1.1.砖采用砖采用MU10 MU10 2.2.砌块采用砌块采用MU7.5 MU7.5 3.3.石材采用石材采用MU30 MU30 4.4.砂浆采用砂浆采用M5 M5 注注:对安全等级为一级或设计使用年限大于对安全等级为一级或设计使用年限大于5050年的房屋、墙、柱所用材料年

31、的房屋、墙、柱所用材料的最低强度等级应至少提高一级。的最低强度等级应至少提高一级。2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标四 钢材的设计指标 钢结构选用钢材主要有碳素结构钢和低合金高强度结构钢两种。下面说明两种钢材的等级牌号：2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标1.碳素结构钢 屈服点的字母屈服点数值（N/mm2）质量等级脱氧方法Q195、215、235、255、275（强度、含碳量、硬度越高；塑性越低）-A可是Z、b、F-B可是Z、b、F-C可是Z-D可是TZ（由低到高）F沸腾Z镇静b半镇静TZ特殊镇静（Z、TZ可不写）例如：Q235-Ab、Q235

32、-B、Q235-D、Q235-C、Q235-A 2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标2.低合金高强度结构钢 屈服点的字母屈服点数值（N/mm2）质量等级Q295、345、390、420、460 （强度、含碳量、硬度越高；塑性越低）ABCDE（由低到高）例如：Q345B、Q390E2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标3.3.钢材的强度设计值钢材的强度设计值 钢结构规范钢结构规范规定，规定，承重结构的钢材宜选用承重结构的钢材宜选用Q235Q235钢、钢、Q345Q345钢、钢、Q390Q390钢、钢、Q420Q420钢，钢，其质量应分别符合现行国家标

33、准其质量应分别符合现行国家标准碳素结构钢碳素结构钢GB/700GB/700和和低合金钢强度结构钢低合金钢强度结构钢GB/T1591GB/T1591的规定的规定。钢材的强度设计值见表钢材的强度设计值见表2-8 2-8 小于屈服强度（标准）值小于屈服强度（标准）值4.4.钢结构对连接钢结构对连接连接要求：强度、刚度、延性连接要求：强度、刚度、延性连接方法：焊接、铆接、螺栓连接方法：焊接、铆接、螺栓2-3 2-3 建筑结构材料的设计指标建筑结构材料的设计指标第四节第四节 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介地震基本概念地震基本概念建筑抗震设防标准与设防目标建筑抗震设防标准与设防目标抗震等级抗震等

34、级建筑建筑抗震抗震设计设计规范规范GB50011-20012-4 2-4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介地面 一 地震的基本概念 1、常用术语、常用术语震源震源深度 震中距 震中 地面某处 浅源地震(震源深度60 km)中源地震(震源深度60 300km)深源地震(震源深度300 km)2-4 2-4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介2、地震波、地震波 地震时振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放地震时振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量，这就是地震波。能量，这就是地震波。地震波体波 面波 纵波（P波）横波（S波）2-4 2-4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防

35、简介Review22/05/202356Earthquake ActivitiesCircum-Pacific Seismic Zone(80%)Alpine-Himalayan Seismic Zone(15%)Mid-ocean Ridge Seismic Zone(5%)P wavesConsider a slinky as an example.A slinky at rest assumes a natural position.The coils of the slinky assume the particles spaced equally.When one end of th

36、e slinky is pushed,each coil will move forwards or backwards;but once moved,it returns to its original position.22/05/202357S wavesConsider a rope as an example.When shaking one end of the rope,each part of the rope will move upwards or downwards;but once moved,it returns to its original position.22

37、/05/2023583、地震震级、地震震级M 地地震震震震级级是是衡衡量量一一次次地地震震本本身身强强弱弱程程度度的的指指标标。震震级级每每增增加加一一级级，地地震震所所释释放放出出的的能能量量约约增增加加3030倍。倍。一一般般地地说说，2 2级级以以下下的的地地震震，人人们们是是感感觉觉不不到到的的，因因此此称称为为微微震震；2 24 4级级的的地地震震，在在震震中中附附近近地地区区的的人人就就有有感感觉觉，称称为为有有感感地地震震；5 5级级以以上上的的地地震震，会会对对地地面面上上的的建建筑筑物物造造成成不不同同程程度度的的破破坏坏，称称为为破破坏坏性性地地震震；7 7级级以以上上的的

38、地地震震，则则称称为为强强烈烈地地震震；8 8级以上的地震，称为级以上的地震，称为特大地震特大地震。2-4 2-4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介4、地震烈度、地震烈度 地地震震烈烈度度是是指指某某一一地地区区的的地地表表和和建建筑筑物物在在一一次次地地震时受到影响的强弱程度。震时受到影响的强弱程度。一一次次地地震震只只有有一一个个震震级级，然然而而同同一一次次地地震震对对不不同同地地区区的的影影响响却却不不同同，随随着着距距离离震震中中的的远远近近不不同同会会出出现现多多种种不不同同的的烈烈度度。一一般般来来说说，距距震震中中距距离离越越近近，地地震震烈烈度度越越高高。我我国国采采

39、用用1212度度地地震震烈烈度度区区划划，6 69 9度需设防。度需设防。抗抗震震设设防防烈烈度度是是按按国国家家批批准准权权限限审审批批或或颁颁布布的的作作为为一个地区一个地区抗震设防依据的地震烈度。抗震设防依据的地震烈度。2-4 2-4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介1、房屋结构的抗震设防分类、房屋结构的抗震设防分类 房屋结构的抗震设防，是指通过对地震区的房屋进行抗震设计和采取构造措施，达到在地震发生时减轻地震灾害的目的。抗震设防的依据是抗震设防烈度。抗震规范将房屋结构按其用途的重要性分为四类：甲类建筑：指重大工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑。乙类建筑：指地震时使用功能不能

40、中断或需尽快恢复的建筑。丙类建筑：除甲、乙、丁类建筑以外的一般工业与民用建筑。丁类建筑：指次要建筑。二 抗震设防标准与设防目标 2-4 2-4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介2、抗震设防标准、抗震设防标准 甲类建筑在68度设防区应本地区按设防烈度提高一度计算地震作用和采取抗震构造措施，当为9度区时，应作专门研究。乙类建筑按本地区设防烈度进行抗震计算，抗震构造措施提高一度考虑。丙类建筑的抗震计算与构造措施均按本地区设防烈度考虑。丁类建筑按本地区设防烈度进行抗震计算，抗震构造措施可适当降低要求（设防烈度为6度时不再降低）。抗震设防烈度为6度时，除另有规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震

41、作用计算。2-4 2-4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介3、抗震设防目标、抗震设防目标 我国抗震规范明确提出了三水准的抗震设防要求：第一水准：当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理可继续使用。第二水准：当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，但经一般修理或不修理仍可继续使用。第三水准：当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏。上述抗震设防目标可概括为“小震不坏、中震可修、大震不倒”2-4 2-4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗震设防简介2-4 2-4 建筑结构抗震设防简介建筑结构抗

42、震设防简介在具体做法上，我国抗震规范采用了简化的两阶段设计方法第一阶段设计是承载力验算。取第一水准的地震动参数计算结构的弹性地震作用标准值和相应的地震作用效应，继续采用建筑结构可靠度设计统一标准规定的分项系数设计表达式进行结构构件的截面承载力抗震验算，既满足了在第一水准下具有必要的承载力可靠度，有满足第二水准的损坏可修的目标。第二阶段设计是弹塑性变形验算。对地震时易倒塌的结构、有明显薄弱层的不规则结构以及有专门要求的建筑，除进行第一阶段设计外，还要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施，实现第三水准的设防要求。Thank you for your attentions!Thank you for your attentions!Questions?Questions?