02440《混凝土结构设计必过资料.docx

YG1.351.21.00.9永久荷载效应控制可变荷载效应控制j荷载效应对结构不利般情况下验算结构的倾覆、滑移或漂浮时荷载效应对结构有利时混凝土结构设计串讲第一节混凝土结构的极限状态一、结构的功能要求与牢靠性（考点DP21.结构的“三性”及对应的四项功能要求（1）平安性：功能要求：J正常施工、正常使用阶段：能承受可能出现的各种作用（发生涉及规定的偶然事件后：仍能保持必需的整体稳定性（2）适用性功能要求：正常运用时具有良好的工作性能（3）耐久性功能要求：正常维护下具有足够的耐久性能2、结构的牢靠性定义：结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的实力。（1）规定时间：指设计运用年限，一般房屋为50年：（2）规定条件：指设计时所确定的正常设计、正常施工及正常运用条件；（3）预定功能：是否达极限状态二、结构的设计运用年限（考点2）P2我国建筑结构牢靠度设计统一标准规定，一般房屋和构筑物的设计运用年限为50年,纪念性建筑和特殊重要的建筑结构的设计运用年限为100年。三、混凝土结构的极限状态（考点3）P31、承载实力极限状态（I）定义：结构或结构构件达到最大承载实力或者达到不适于接着承载的变形态态；（2）结构或构件超过承载实力极限状态后的常见破坏形态：倾覆、滑移、疲惫、丢失稳定性、变为机动体系等。2、正常运用极限状态（1）定义：结构或结构构件达到正常运用或耐久性能的某项规定限度的状态；（2）理解：结构或构件运用功能的破坏决.,或结构质量的恶化：（3）结构或构件超过正常运用极限状态后的常见破坏形态：大变形、裂缝等其次节结构的牢靠度与牢靠指标一、结构的牢靠度（考点4）-P10-121、荷载效应定义：荷载对结构或构件产生的内力和变形，用S表示。2、结构抗力定X：结构或构件承受荷载效应的实力（承载实力、刚度），用R表示。3、结构的失效概率定义：结构不能完成预定功能要求的概率，即R-S<0的概率,记为Pf。4、结构的牢靠度（填空）一一P12定义：结构在规定时间内，在规定条件下完成预定功能的概率。理解：结构的牢靠度是结构牢靠性的概率度量。二、结构的牢靠指标”（考点5）P12结构的牢靠指标是在假定R、S均听从正态分布，且R-S=O的前提卜.得到的。以概率论为基础的极限状态设计方法是以结构的牢靠指标月来度量结构的牢靠度的.。与Pf的关系：越大Pf就越小：越小Pf就越大。第三节混凝土结构按近似概率的极限状态好用设计表达式一、目标牢靠指标（考点6）P14定义：与失效概率限值p相对应的牢靠指标，记为二、分项系数（考点7）P16-191、结构重要性系数计算结构构件截面承载力时引入的与建筑物平安等级有关的分项系数，用外表示。取用方法：1.1安全等级一级，或设计使用年限100年01.0安全等级二级，或设计使用年限50年0.9安全等级三级，或设计使用年限5年留意：抗震设计中不考虑结构构件的重要性系数。2、材料分项系数定义：材料强度的标准值与设计值的比值，一般1.理解：材料强度的设计值小于材料强度的标准值3、荷载分项系数（1）荷载的基本分类：永久荷载、可变荷载、偶然荷载（2）荷载的代表值：分类：永久荷载代表值（1种）：标准值可变荷载代表值（4种）：标准值、组合值、准永久值、频遇值理解：荷载标准值是荷载的基本代表值：荷载组合值：可变荷载的标准值乘上荷载组合系数c得到，只针对可变荷载而言的：荷载频遇值：荷载的标准值乘上荷载频遇值系数为得到：荷载准永久值：荷载的标准值乘上荷载准永久值系数匕得到；（3）极限状态设计中荷载代表值的选用：正常运用极限状态验算结构构件短期的变形以及抗裂或裂缝宽度时，采纳荷载的标准值:荷载准永久值用于正常运用极限状态的长期效应组合。4、设计基准期：一般为50年5、荷载分项系数（1）定义：荷载设计值与荷载标准值的比值，一般（2）理解：荷载的设计值大于它的标准值（3）取值:1.4一般情况下1.3工业厂房q>1.4kN11三、设计表达式（考点8）P201、荷载效应组合方式：（1）基本组合：永久荷载效应+可变荷裁效应（2）偶然组合：永久荷载效应+可变荷载效应+偶然荷载效应（偶然荷载代表值不乘分项系数）2、承载实力极限状态设计表达式荷载效应包括：基本组合、偶然组合荷载效应组合的设计值应从由可变荷载效应限制的组合和由永久荷载效应限制的组合中取最不利值。3、正常运用极限状态设计表达式SC荷载效应组合值S应分别采纳荷载效应的标准组合、准永久组合或标准组合并考虑长期作用的影响；C为结构构件正常运用要求所规定的变形、裂缝宽度和应力等的限值。其次章单层厂房第一节单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置（-结构形式（考点9）P271、结构形式（2种）：排架结构和刚架结构2、排架结构的组成和连接组成：屋架（或屋面梁）+柱+基础连接方式：柱与基础刚接，柱与屋架较接（二）、结构组成与传力路途（考点10）P29-301、结构组成（1）屋盖结构组成：由屋面板（包括天沟板）、屋架或屋面梁（包括屋盖支撑）组成：分类：无棵和有棵屋盖无梯屋盖体系：将大型屋面板干脆支承在屋架或屋面梁上的屋盖体系；刚度大。有梯屋盖体系：将小型屋面板或瓦林支承在梯条上，再将榭条支承在屋架上的屋盖体系，刚度小。（三）结构布置（考点11）P30-381、支撑（1）屋盖支撵：包括上、下弦水平支撑、垂直支撑及纵向水（2）柱间支掾包括上部柱间支择、中部柱间支撑及下部柱间支撑：作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定，并将水平荷载传至基础：位置：布置在伸缩缝区段的中心或邻近中心。3、抗风柱（1）抗风柱上端与屋架的连接必需满意两个条件：水平方向必需与屋架有牢靠的连接以保证有效地传递风荷载；”竖向脱开，两者之间能允许肯定的竖向位移，以防厂房与抗风柱沉降不匀称时产生不利影响。（2）荷载：主要承受山墙风荷载；（3）计算简化：按受弯构件设计4、基础梁作用：承托维护墙，并将荷载传给柱基础顶面。用来承托闱护墙的重量，并将其传至柱基础顶面的梁称为基础梁。其次节排架计算（一）排架计算内容及内力分析步骤（考点12）P38-641、排架计算的内容：确定计算简图、荷载计算、柱限制截面的内力分析和内力组合、水平位移验算。2、内力分析步骤（1）确定计算单元及计算简图：依据厂房平、剖面图选取一福中间横向排架，初选柱的形式和尺寸，画计算简图；（2）荷载计算：确定计算单元范围内的屋面恒荷载、活荷载、风荷载；依据吊车规格及台数计算吊车荷载；（3）在各种荷载作用下，进行排架内力分析；等高排架用剪力安排法，不等高排架用力法；（4）柱限制截面的最不利内力组合：依据偏压构件（大小偏压）特点和荷载效应组合列表进行。（二）计算采纳的假定柱与基础固结；屋面梁或屋架与柱较接；屋面梁或屋架无轴向变形。（三）、荷载计算（考点13）P39-501、作用在排架上的荷载1恒载（自重F1.FS）：屋盖（F1）（作用于柱顶）、上柱（F2）（作用于上柱底部截面中心线处，在牛胸顶面处）、下柱（F3）（作用于下柱底部,且与下柱截面中心线重合）、吊车梁及轨道零件自重（F4）（沿吊车梁的中线作用于牛腿顶而）、支承在牛腿上的维护结构（F5）；活裁：屋面活载（R）、吊车荷载（TnaX、Omax、Omin）、均布风载（/、%）、集中风载（W）。2、屋面活荷载组成：包括屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷裁：计算方法：按屋面水平投影面积计算；组合方式:取屋面均布活荷岂,1,荷沱的最大值与屋面积灰荷载组合；留意：屋面均布活荷载与雪荷载不同时出现。3、吊车荷载吊车竖向荷载和横向水平荷载吊车竖向荷载（OmaX、Dmin）AnaxA=PEnaXDl=p.lYy=D叱mn.A1.mn.A:N，nax.APzmax,最大轮压标准值（月添上）：依据吊车型号、规格确定：11lt最小轮压标准值（Pmink）：P=gu÷+guDlmin.A?式中：Gl工、G2氏G群分别为大车、小车、吊车额定起重量的标准值；/为多台吊车的荷载折减系数；Zy.为各大轮子下影响线纵标值的总和。吊车水平荷载（ImaX）吊车纵向水平荷载：由大车的运行机构在刹车或启动时引起的纵向水平惯性力，作用于刹车轮与轨道的接触点，方向与轨道一样；吊车横向水平荷载：当小车吊有重物刹车或启动时所引起的横向水平惯性力，作用在吊车梁顶面水平处。组合方式：竖向荷载：单跨不多于2台/排架，多跨不多于4台/排架:水平荷载：单跨、多跨2台/排架。4、风荷载定义：作用在建筑物或构筑物衣面上计算用的风压。垂直于建筑物表面上的风荷载标准值：wk=f,2s-式中：SgZ为Z高度处的风振系数；4为风载体型系数,主要与建筑物的体形和尺寸有关。z为风压高度改变系数。排架上的风荷毂计算方法按均布荷载考虑，其中4：柱顶以下按柱顶标高取值：柱顶至屋脊的屋盖部分按天窗檐口或厂房檐口（无天窗时）标高取值，但对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风荷载取。历年试题27：2010.1某单层厂房排架结构及风荷载体型系数如图所示。基本风压wn=0.35kNm2,柱顶标高+12.OOm,室外自然地坪标高-O.30m,排架间距B=6.0m°求作用在排架柱A及柱B上的均布风荷载设计值qA及qBo（提示：距离地面IOm处，z=1.0；距离地面15m处,4=1.14；其他高度二按内插法取值。）【答案】（1）求风压高度改变系数风压高度改变系数按柱顶离室外”自然地坪的高度：12+0.3=12.3m用内插法确定风压高度改变系数,1.141.00C,八、.八/u.=IhX（12.310）=1.0615-10（2）计算排架柱A及柱B上的均布风荷载标准值夕成、qBkq,=x,0B=0.8X1.06×0.35x6=.78kN/m求得各柱顶反力Ri及相应的柱端剪力，则柱顶假想的不动较支座反力为R=ERi:（3）撤除不动较支座，将R反向加于排架柱顶，用剪力安排法将其安排给各柱，求得柱顶剪力为7R：（4）假加上述计算结果，可得到排架在随意荷载作用下的柱顶剪力，至此，排架各柱的内力即可求解。历年试题30：2010.1单层厂房排架结构如图a所示。已知W=15.OkN,ql=0.8kNm,q2=0.4kNm。试用剪力安排法计算各柱的柱顶剪力。（提示：支反力系数Cu=O.3,见图b（l）：图b（2）、b（3）中的ul=2Ziu2）【答案】（1）计算剪力安排系数111w200二A(b)qlik=szB=0.5×1.06X0.35×6=1.1kNIm（3）计算排架柱A及柱B上的均布风荷载设计值4八、qq=yQqAk=1.4×1.78=2.49ZN/mqli=yQqHk=1.4×1.11=,55kN/m【解析】该题考查对单层厂房排架风荷载的计算方法和步骤的理解和识记。参考教材第49-50页。（四）等高排架（考点M）P50-641、定义：柱顶水平位移相等的排架。2、内力计算方法：剪力安排法3、柱