第二章建筑结构计算基本原则
2.1 荷载分类及荷载代表值
绪论中已述及，结构上的作用可分为直接作用和间接作用。其中直接作用即习惯上所说的荷载，它是指施加在结构上的集中力或分布力系。
一、荷载分类
按随时间的变异，结构上的荷载可分为以下三类：
1.永久荷载
永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，其值不随时间变化，或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载，如结构自重、土压力、预应力等。
2.可变荷载
可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载，如楼面活荷载、屋面活荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载等。
3.偶然荷载
在结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短的荷载称为偶然荷载，如爆炸力、撞击力等。
二、荷载代表值
荷载是随机变量，任何一种荷载的大小都有一定的变异性。因此，结构设计时，对于不同的荷载和不同的设计情况，应赋予荷载不同的量值，该量值即荷载代表值。《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（以下简称《荷载规范》）规定，对永久荷载应采用标准值作为代表值；对可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值；对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。本书仅介绍永久荷载和可变荷载的代表值。
1.荷载标准值
作用于结构上荷载的大小具有变异性。例如，对于结构自重等永久荷载，虽可事先根据结构的设计尺寸和材料单位重量计算出来，但施工时的尺寸偏差，材料单位重量的变异性等原因，致使结构的实际自重并不完全与计算结果相吻合。至于可变荷载的大小，其不定因素则更多。荷载标准值就是结构在设计基准期内具有一定概率的
最大荷载值,它是荷载的基本代表值。这里所说的设计基准期，是为确定可变荷载代表值而选定的时间参数，一般取为50年。
（1）永久荷载标准值
永久荷载主要是结构自重及粉刷、装修、固定设备的重量。由于结构或非承重构件的自重的变异性不大，一般以其平均值作为荷载标准值，即可按结构构件的设计尺寸和材料或结构构件单位体积（或面积）的自重标准值确定。对于自重变异性较大的材料，在设计中应根据其对结构有利或不利的情况，分别取其自重的下限值或上限值。
常用材料和构件的单位自重见《荷载规范》。现将几种常用材料单位体积的自重（单位kN/m3）摘录如下：混凝土22～24，钢筋混凝土24～25，水泥砂浆20，石灰砂浆、混合砂浆17，普通砖18，普通砖（机器制）19，浆砌普通砖砌体18，浆砌机砖砌体19。
例如，取钢筋混凝土单位体积自重标准值为25 kN/m3，则截面尺寸为200×500mm 的钢筋混凝土矩形截面梁的自重标准值为0.2×0.5×25=2.5kN/m。
（2）可变荷载标准值
民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频偶值和永久值系数应按表2.1.1采用。
注：①本表所列各项活荷载适用于一般使用条件，当使用荷载大时，应按实际情况采用。②本表各项荷载不包括隔墙自重和二次装修荷载。
2.可变荷载准永久值
可变荷载在设计基准期内会随时间而发生变化，并且不同可变荷载在结构上的变化情况不一样。如住宅楼面活荷载，人群荷载的流动性较大，而家具荷载的流动性则相对较小。在设计基准期内经常达到或超过的那部份荷载值（总的持续时间不低于25年），称为可变荷载准永久值。它对结构的影响类似于永久荷载。
可变荷载准永久值可表示为ψ
q Ｑ
k
，其中Ｑk为可变荷载标准值，ψq为可变荷载
准永久值系数。ψ
q
的值见表2.1.1。
例如住宅的楼面活荷载标准值为2kN/m2，准永久值系数ψ
q
=0.4，则活荷载准永久值为2×0.4=0.8 kN/m2。
3.可变荷载组合值
两种或两种以上可变荷载同时作用于结构上时，所有可变荷载同时达到其单独出现时可能达到的最大值的概率极小，因此，除主导荷载（产生最大效应的荷载）仍可以其标准值为代表值外，其他伴随荷载均应以小于标准值的荷载值为代表值，此即可变荷载组合值。
可变荷载组合值可表示为ψcＱk。其中ψc为可变荷载组合值系数，其值按表2.1.1查取。
4.可变荷载频遇值
对可变荷载，在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越频率为规定频率的荷载值称为可变荷载频遇值。换言之，可变荷载频遇值是指在设计基准期内被超越的总时间仅为设计基准期一小部份的荷载值。
可变荷载频遇值可表示为ψ
f Ｑ
k
。其中ψ
f
为可变荷载频遇值系数，其值按表2.1.1
查取。
2.2 建筑结构概率极限状态设计法
一、极限状态
1.结构的功能要求
（1）结构的安全等级
建筑物的重要程度是根据其用途决定的。不同用途的建筑物，发生破坏后所引起的生命财产损失是不一样的。《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001（以下简称《统一标准》）规定，建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性，采用不同的安全等级。根据破坏后果的严重程度，建筑结构划分为三个安全等级。建筑结构安全等级的划分应符合表2.2.1的要求。影剧院、体育馆和高层建筑等重要的工业与民用建筑的安全等级为一级，大量的一般工业与民用建筑的安全等级为二级，次要建筑的安全等级为三级。纪念性建筑及其他有特殊要求的建筑，其安全等级可根据具体情况另行确定。
（2）结构的设计使用年限
结构设计的目的是要使所设计的结构在规定的设计使用年限内能完成预期的全
部功能要求。所谓设计使用年限，是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。换言之，设计使用年限就是房屋建筑在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应达到的持久年限。结构的设计使用年限应按表2.2.2采用。
（3）结构的功能要求
建筑结构在规定的设计使用年限内应满足安全性、适用性和耐久性三项功能要求。
安全性指结构在正常施工和正常使用的条件下，能承受可能出现的各种作用；在设计规定的偶然事件（如强烈地震、爆炸、车辆撞击等）发生时和发生后，仍能保持必需的整体稳定性，即结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。
适用性指结构在正常使用时具有良好的工作性能。例如，不会出现影响正常使用的过大变形或振动；不会产生使使用者感到不安的裂缝宽度等。
耐久性指结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能，即在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。例如，结构材料不致出现影响功能的损坏，钢筋混凝土构件的钢筋不致因保护层过薄或裂缝过宽而锈蚀等。
结构的安全性、适用性和耐久性是结构可靠的标志，总称为结构的可靠性。结构可靠性的定义是，结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的能力。但在各种随机因素的影响下，结构完成的能力不能事先确定，只能用概率来描述。为此，我们引入结构可靠度的概念，即结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。在这里，规定时间指设计使用年限；规定条件指正常设计、正常施工、正常使用和正常维护，不包括错误设计、错误施工和违反原来规定的使用情况；预定功能指结构的安全性、适用性和耐久性。结构的可靠度是结构可靠性的概率度量，即对结构可靠性的定量描述。
结构可靠度与结构使用年限长短有关。《统一标准》以结构的设计使用年限为计算结构可靠度的时间基准。应当注意，结构的设计使用年限虽与结构使用寿命有联系，但不等同。当结构的使用年限超过设计使用年限后，并不意味着结构就要报废，但其可靠度将逐渐降低。
2.结构功能的极限状态
结构能满足功能要求，称结构“可靠”或“有效”，否则称结构“不可靠”或“失效”。区分结构工作状态“可靠”与“失效”的界限是“极限状态”。因此，结构的极限状态可定义为：整个结构或结构的一部份，超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能（安全性、适用性、耐久性）要求，该特定状态称为该功能的极限状态。
结构极限状态分为以下两类：
（1）承载能力极限状态
这种极限状态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。承载能力极限状态主要考虑关于结构安全性的功能。超过这一状态，便不能满足安全性的功能。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：结构构件或连接因材料强度不够而破坏；整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）（图2.2.1a）；结构转变为机动体系(图2.2.1b、c)；结构或结构构件丧失稳定（如柱子被压曲等）(图2.2.1d)。
图2.2.1结构超过承载能力极限状态的示例
结构或结构构件一旦超过承载能力极限状态，将造成结构全部或部分破坏或倒塌，导致人员伤亡或重大经济损失，因此，在设计中对所有结构和构件都必须按承载力极限状态进行计算，并保证具有足够的可靠度。
（2）正常使用极限状态
正常使用极限状态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
限值。超过这一状态，便不能满足适用性或耐久性的功能。当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：影响正常使用或外观的变形；影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；影响正常使用的振动；影响正常使用的其他特定状态等。
虽然超过正常使用极限状态的后果一般不如超过承载能力极限状态那样严重，但也不可忽视。例如过大的变形会造成房屋内粉刷层剥落，门窗变形，屋面积水等后果；水池和油罐等结构开裂会引起渗漏等等。
工程设计时，一般先按承载力极限状态设计结构构件，再按正常使用极限状态验算。
3. 结构的功能函数及有关概念
（1）作用效应和结构抗力的概念。
作用效应是指结构上的各种作用，在结构内产生的内力（轴力、弯矩、剪力、扭矩等）和变形（如挠度、转角、裂缝等）的总称，用S表示。由直接作用产生的效应，通常称为荷载效应。
结构抗力是结构或构件承受作用效应的能力，如构件的承载力、刚度、抗裂度等，用R表示。结构抗力是结构内部固有的，其大小主要取决于材料性能、构件几何参数及计算模式的精确性等。
（2）结构的功能函数
结构的工作性能可用下列结构功能函数
Z来描述。为简化起见，仅以荷载效应S和结
构抗力R两个基本变量来表达结构的功能函
数，则有
（2.2.1）
上式中，荷载效应S和结构抗力R均为随
机变量，其函数Ｚ也是一个随机变量。实际工
程中，可能出现以下三中情况（图2.2.2）：
当Ｚ＞0即R＞S时，结构处于可靠状态；当
Ｚ＜0即R＜S时，结构处于失效状态；当Ｚ＝0即R=S时，结构处于极限状态。
关系式ｇ（S，R）＝R－S＝0称为极限状态方程。
二、实用设计表达式
现行规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。
1.按承载能力极限状态设计的实用表达式
（1）实用表达式
结构构件的承载力设计应采用下列极限状态设计表达式：
S≤R（2.2.2）式中
—结构构件的承载力设计值，即抗力设计值；
—荷载效应基本组合或偶然组合的设计值。
荷载效应的基本组合，是指承载能力极限状态计算时，永久荷载和可变荷载的组合；而荷载效应的偶然组合则是永久荷载、可变荷载和一个偶然荷载的组合。
按承载
图2.2.2结构所处状态的示意
能力极限状态设计时，一般考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑偶然组合。下面仅介绍荷载效应基本组合设计值的表达式，对于荷载效应偶然组合的设计值可参阅有关规范。
（2）荷载效应基本组合设计值
《荷载规范》规定，对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合中取最不利值确定。
1）由可变荷载效应控制的组合
(2.2.3)
式中
—结构构件的重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件，不应小于0.9；在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数。
—永久荷载分项系数，按表2.2.3采用；
—按永久荷载标准值计算的荷载效应值；
—第i个可变荷载的分项系数，按表2.2.3采用；
—按可变荷载标准值计算的荷载效应值，其中为诸可变荷载效应中最大值；
—可变荷载的组合值系数，民用建筑楼面均布活荷载、屋面均布活荷载的组合值系数按表1.1.1、表1.1.3采用；
—参与组合的可变荷载数。
表2.2.3荷载分项系数的取值
荷载特性荷载分项
系数
永久荷载永久荷载效应对结构不利
由可变荷载效应控制的组合 1.2
由永久荷载效应控制的组合 1.35 永久荷载效应对结构有利 1.0
倾覆、滑移或飘浮验算0.9
可变一般情况 1.4
荷载对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载取 1.3 2）由永久荷载效应控制的组合
（2.2.4）应用（2.2.3）、式（2.2.4）时应注意以下问题：
①当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载仅限于竖向荷载。
②式中γ
G S
GK
为永久荷载效应设计值，γ
Q1
S
Q1K
和效应设计值。相应地，
γGＧK称为永久荷载的设计值，γQ1Ｑ1K和分别为第一可变荷载和第i个可变荷载的设计值。可见，荷载设计值是荷载代表值与荷载分项系数的乘积。通常，集中恒载、均布恒载设计值分别用G和g表示，集中活荷载、均布活荷载设计值分别用Q和q表示。
③混凝土结构和砌体结构设计采用内力表达式。此时，式（2.2.3）、式（2.2.4）实质上就是永久荷载和可变荷载同时作用时，在结构上产生的内力（轴力、弯矩、剪力、扭矩等）的组合，其目标是求出结构可能的最大内力。在建筑力学课程里，我们已熟知各种结构内力的计算方法，例如跨度为的简支梁，在跨中集中荷载F作用下
的跨中最大弯矩，在均布荷载作用下的跨中最大弯矩＝，这也就是
式中 S GK、S Qk的计算方法。
④钢结构设计采用应力表达，式（2.2.3）、式（2.2.4）实质上就是永久荷载和可变荷载同时作用时，在构件截面上产生的最大应力。
现在通过下例进一步说明荷载效应的计算方法。
【例2.2.1】某办公楼钢筋混凝土矩形截面简支梁，安全等级为二级，截面尺寸b×h =200mm×400mm，计算跨度=5m，净跨度=4.86m。承受均布线荷载：活荷载标准值7kN/m，永久荷载标准值10kN/m（不包括自重）。试计算按承载能力极限状态设计时的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值。
【解】由表1.1.1查得活荷载组合值系数=0.7。安全等级为二级，则结构重要性系数=1.0
钢筋混凝土的重度标准值为25kN/m3，故梁自重标准值为25×0.2×0.4=2 kN/m 总永久荷载标准值
g
k
=10+2=12kN/m
永久荷载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值分别为：
M gk = g
k
= ×12×52 =37.5kN·m
= = =29.16 kN
活荷载产生的跨中弯矩标准值和支座边缘截面剪力标准值分别为：
M
qk
=q k= ×7×52 =21.875kN·m
===17.01 kN
本例只有一个活荷载，即为第一可变荷载。故计算由可变荷载弯矩控制的跨中弯矩设计值时，=1.2，=1.4。由式（2.2.3）得由可变荷载弯矩控制的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力设计值分别为：
=
=1.0×（1.2×37.5+1.4×21.875）=75.625 kN·m
=
=1.0×（1.2×29.16+1.4×17.01）=58.806 kN
计算由永久荷载弯矩控制的跨中弯矩设计值时，=1.35，=1.4，=0.7。由式（2.2.4）得由永久荷载弯矩控制的跨中弯矩设计值和支座边缘截面剪力标准值分别为：
=1.0×（1.35×37.5+0.7×1.4×21.875）=72.063 kN·m
=1.0×（1.35×29.16+0.7×1.4×17.01）=56.036 kN 取较大值得跨中弯矩设计值M = 75.625kN·m，支座边缘截面剪力设计值
=58.806 kN。
上例中只有一个可变荷载，计算较简单。当结构上同时作用两个或两个以上可变荷载时，需要判别其中哪一个可变荷载的效应最大（该可变荷载为第一可变荷载，其余为），这一工作通常比较麻烦。为简化计算，《荷载规范》规定，对于一般排架、框架结构，可不区分第一可变荷载和第i个可变荷载，并采用相同的组合值系数，其荷载效应组合设计值取由可变荷载效应控制和由永久荷载效应控制的组合值中的最不利值。其中，由可变荷载效应控制的组合按下式计算：
（2.2.5）
（2.2.6）由永久荷载效应控制的组合仍按式（2.2.4）采用。
第一章绪论 一、 填空 建筑结构的构件的类型和形式基本上可以分为（） 、（）、（）。 结构的各种构件按照受力特点的不同，建筑结构基本构件主要有（） 建筑结构可按不同方法分类。按照所用的材料不同，建筑结构主要有（） 四种类型。 建筑结构按承重结构和类型不同分为（） 、（）、（）、（）、（）、（）、 1、 2、 3、 4、 二、 选择题 1、下面的构件中属于水平构件的是（） A 、柱、墙B 填空题 水平构件、 受弯构件、 基础C 、板、梁D 、框架 答案一、 1、 2、 3、 4、 竖向构件、基础 受压构件、受拉构件、受扭构件、受剪构件 、（）、（）、（）、（） 、（）、（）、（） ()。 混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构 框架结构、剪力墙结构、筒体结构、框剪结构、剪筒结构、筒中筒结构、框筒结构 二、选择题1、C 第二章建筑结构计算基本原则 1、 2、 3、 4、 5 、 6、 、填空 随时间的变异，《荷载规范》将结构上的荷载分为（） 、（）、（）o 《荷载规范》规定，可变荷载的代表值有四种，分别为（） 、（）、（）、（）。 （）、（）、（）是结构可靠的标志。 结构极限状态分为（）和（）两类。 建筑抗震设防目标为（） ()()。 场地指建筑物所在的区域，其范围大体相当于厂区、居民小区和自然村的区域，范围不 应太小，在 平坦地区面积一般不小于（） 7、 场地的类别，根据（）和（）划分。 8、 建筑的场地类别分为（）、（）、（）、（）类。 二、 选择题 下面属于可变荷载的是（） 结构自重B 、风荷载C 、爆炸力D 、压力 下列不属于重点设防类建筑的是（） 电影院B 、幼儿园、小学、中学的教学用房 若用S 表示结构或构件截面上的荷载效应，用 件截面处于极限状态时，对应于（）式。 A R>S B 、 R=S C 三、 简答题 什么是使用年限？ 其中普通房屋和构筑物的设计使用年限为多少？ 何谓结构的承载能力极限状态、正常使用极限状态 ？ 承载能力极限状态和正常使用极限状态各以什么为依据？ 地震的震级和地震烈度有什么区别？ 什么是覆盖层厚度？ 1、 A 2、 A 3、 1、 2、 3、 4、 5、 、R建筑结构试题及答案
一、单选题［共100题，每题1分，总计100分］来源：.gzu521. 1、计算荷载效应时，永久荷载分项系数的取值应是< ）。 a．任情况下均取1.2 b．其效应对结构不利时取1.2 c．其效应对结构有利时取1.2 d．验算抗倾覆和滑移时取1.2 2、基本风压是指当地比较空旷平坦地面离地10m高统计所得的多少年一遇的10min平均最大风速为标准，按w0-v02/1600确定的风压值< ）。 a．30年 b．50年 c．20年 d．100年 3、下列结论中，哪些是正确的< ）。 (1>杆件变形的基本形式有四种：拉伸(或压缩>、剪切、扭转和弯曲 (2>当杆件产牛拉(压>变形时，横截面沿杆轴线发牛平移 (3>当圆截面杆产生扭转变形时，横截面绕杆轴线转动 (4>当杆件产生弯曲变形时，横截面上各点均有铅垂向的位移，同时横截面绕截面的中性轴转动 a．(1> b．(2>、(3> c．(1>、(2>、(3> d．全对 4、普通钢筋混凝土的自重为< ）。 a．22--23kn/m3 b．23--24kn/m3 c．24--25kn/m3 d．25--26kn/m3 5、有明显屈服点钢筋的强度标准值是根据下面哪一项指标确定的< ）。 a．比例极限 b．下屈服点 c．极限抗拉强度 d．上屈服点 6、混凝土保护层厚度与下面哪种因素有关< ）。 a．混凝土强度等级 b．构件类别 c．构件工作环境 d．以上都有关 7、对于混凝土各种强度标准值之间的关系，下列哪个是正确的< ）。 a．ftk＞fck＞fcuk b．fcuk＞ftk＞fck c．fcuk＞fck＞ftk d．fck＞fcuk＞ftk 8、梁下部钢筋净距应满足下列哪条要求< ）。(d为纵向受力钢筋直径> a．≥d且≥25mm
2 常用结构计算 2-1 荷载与结构静力计算表 2-1-1 荷载 1．结构上的荷载 结构上的荷载分为下列三类： （1）永久荷载如结构自重、土压力、预应力等。 （2）可变荷载如楼面活荷载、屋面活荷载和积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪活载等。 （3）偶然荷载如爆炸力、撞击力等。 建筑结构设计时，对不同荷载应采用不同的代表值。 对永久荷载应采用标准值作为代表值。 对可变荷载应根据设计要求，采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。 对偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定其代表值。 2．荷载组合 建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载（效应）组合，并应取各自的最不利的效应组合进行设计。 对于承载能力极限状态，应按荷载效应的基本组合或偶然组合进行荷载（效应）组合。 γ0S≤R （2-1） 式中γ0——结构重要性系数； S——荷载效应组合的设计值； R——结构构件抗力的设计值。 对于基本组合，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定： （1）由可变荷载效应控制的组合
（2-2） 式中γG——永久荷载的分项系数； γQi——第i个可变荷载的分项系数，其中Y Q1为可变荷载Q1的分项系数； S GK——按永久荷载标准值G K计算的荷载效应值； S QiK——按可变荷载标准值Q ik计算的荷载效应值，其中S Q1K为诸可变荷载效应中起控制作用者； ψci——可变荷载Q i的组合值系数； n——参与组合的可变荷载数。 （2）由永久荷载效应控制的组合 （2-3）（3）基本组合的荷载分项系数 1）永久荷载的分项系数 当其效应对结构不利时： 对由可变荷载效应控制的组合，应取1.2； 对由永久荷载效应控制的组合，应取1.35； 当其效应对结构有利时： 一般情况下应取1.0； 对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。 2）可变荷载的分项系数 一般情况下应取1.4； 对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构活荷载应取1.3。 对于偶然组合，荷载效应组合的设计值宜按下列规定确定：偶然荷载的代表值不乘分项系数；与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。 3．民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数（见表2-1）民用建筑楼面均布活荷载标准值及其组合值、频遇值和准永久值系数表2-1
1、钢筋和混凝土结构能够结合在一起共同工作的主要原因之一是（ B ）。 A、二者的承载能力基本相等 B、二者的温度线膨胀系数基本相同 C、二者能相互保温、隔热 D、混凝土能握裹钢筋 2、钢结构的主要优点是（ A ）。 A、重量轻而承载能力高 B、不需维修 C、耐火性能较钢筋混凝土结构好 D、造价比其他结构低 1.混凝土强度由大到小的排列顺序为（） ,k > f ck > f tk B. f ck > f tk> f cu,k C. f tk > f ck > f cu,k D. f cu,k> f tk> f ck 2.当采用HRB335、HRB400、RRB400级钢筋时混凝土强度等级不宜低于（） 3．混凝土的各种强度最基本的代表值为（） A.立方体抗压强度标准值 B.轴心抗压强度标准值 C.轴心抗拉强度标准值 D.可任意选 4.变形钢筋粘结力主要是（） A.胶结力 B.摩擦力 C.机械咬合力 5.有明显流幅的钢筋是以（）作为钢筋强度设计时的指标。 A.极限抗拉强度 B.屈服强度 C.条件屈服强度 7.对于混凝土收缩，以下何项说法是正确的（） A．水泥用量越少，水灰比越大，收缩越小B．高强度混凝土，收缩小 C．水泥骨料的弹性模量高，级配好，收缩小D．养护时环境温度、湿度小，收缩越小 8.混凝土的徐变是指（D ） A.加载后的瞬间应变 B.卸载时瞬间恢复的应变 C.不可恢复的残余应变
D.荷载长期作用下，应力维持不变，其应变随时间而增长 9．受拉钢筋的锚固长度l a( ) A. 随混凝土强度等级提高而增大 B. 随钢筋的强度等级提高而减小 C. 随混凝土和钢筋的强度等级提高而增大 D.随混凝土强度等级提高而减少，随钢筋的强度等级提高而增大。 1.建筑结构按承载能力极限状态设计时，采用材料强度值应是（） A.材料强度设计值 B.材料强度平均值 C.材料强度标准值 D.材料强度极限变形值 2.建筑结构按承载能力极限状态设计时，采用的荷载值应是（） A.荷载的平均值 B.荷载的标准值 C.荷载的设计值 3.结构在使用期间随时间变化的作用称为（） A.永久作用 B.可变作用 C.偶然作用判断 4.荷载能力极限状态设计表达式γo>R表示（） A.结构处于可靠状态 B.结构处于失效状态 C.结构处于极限状态 5.安全等级为二级，使用年限为50年的结构，结构重要性系数γo为（） A. B. C. D. 6.正常使用极限状态验算时，荷载、材料强度的所采用的值为（） A.荷载采用标准值，材料强度采用标准值 B.荷载采用设计值，材料强度采用设计值 C．荷载采用标准值，材料强度采用设计值 D．荷载采用设计值，材料强度采用标准值 1.在受弯构件正截面计算中，要求p min≦p≦p max,p的计算方式是以哪种截面的梁为依据的（） A．单筋矩形截面梁 B.双筋矩形截面梁 C.第一类T形截面梁 D.第二类T形截面梁 2.对钢筋混凝土适筋梁正截面破坏特征的描述，下面叙述中，哪一个正确（） Ａ．受拉钢筋首先屈服，然后受压区混凝土被破坏
第二章参考答案 填空题一、 1.安全性；适用性；耐久性 2.承载能力极限状态；正常使用极限状态 3.永久作用；可变作用；偶然作用 4.条件下；可能性 5.预定功能 6.时间参数 7.正常的维护；大修 8.重要性；后果；三 9.标准值；组合值；准永久值 10.材料分项系数 二、单项选择题 2.B 3.A 4.D 5.C 6.B1.C 三、多项选择题 1.ABC 2.AC 3.CD 4.ABD 5.BCD 四、名词解释 1.作用：施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，也称为荷载）和引起结构外加变 形或约束变形的原因（间接作用）。 2.作用效应：是指由作用引起的结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等。 3.抗力：是指结构或结构构件承受作用效应的能力，如承载能力等。 4.可靠性：结构和结构构件在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的可能性，称 为结构的可靠性。 5.可靠度：结构在规定的时间内、规定的条件下，完成预定功能的概率称为结构可靠度。 6.结构功能的极限状态：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，就不能满足设计 指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。 7.作用代表值：设计中用以验证极限状态所采用的作用值。作用代表值包括标准值、组 合值、频遇值和准永久值。 1．
8.作用标准值：作用的基本代表值，为设计基准期内最大作用概率分布的某一分位值。 9.作用设计值：作用代表值乘以作用分项系数所得的值。 10.组合值：对可变作用，使组合后的作用效应在设计基准期内的超越概率与该作用单 独出现时的相应概率趋于一致的作用值；或组合后使结构具有统一规定的可靠指标的作用值。 五、问答题 1．答：计算结构可靠度所依据的年限称为结构的设计使用年限。结构设计使用年限， 是指设计规定的结构或构件不需要进行大修即可按其预定目的使用的时期。《建筑结构可靠 度设计统一标准》根据建筑及构件不同使用情况，将建筑的设计使用年限设定为1~5年、25 年、50年、100年以上几种，且根据业主要求，经主管部门批准后，设计使用年限按业主要 求确定，而设计基准期是确定可变作用与时间有关的材料性能等级取值而采用的时间参数， 我国取用的设计基准期为50年。设计使用年限与设计基准期是两个不同的时间域。 2．答：在结构设计时，应根据不同的设计要求采用不同的荷载代表值。永久荷载以其 标准值为代表值，对于可变荷载，根据不同设计要求，其代表值有、标准值、组合值、频遇 值、准永久值，其中标准值是可变荷载基本代表值。 3．答：可变荷载在设计基准期内，其超越的总时间为规定的较小比率或超越次数为规 定次数的荷载值。频遇荷载值为可变荷载标准值乘以频遇系数，可从“荷载规范”中??f f 查得。 4．答：当两种或两种以上可变荷载在结构上同时作用时，由于所有荷载同时达到其单 独出现时可能达到的最大值的概率极小。因此，除主导荷载仍采用其标准值外，其他伴随荷 载均取小于其标准值的组合值，为荷载代表值。可变荷载乘以小于1的组合值系数，即为该 可变荷载的组合值。 5．答：对可变荷载，在设计基准期内被超越的总时间为设计基准期一半的荷载
一、填空题（每题1分） 1、《混凝土规范》规定以强度作为混凝土强度等级指标。 【代码】10113016 【答案】：立方强度 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是。 【代码】10112027 【答案】：边长为150mm的立方体 3、混凝土的强度等级是按划分的，共分为级。 【代码】10122037 【答案】：立方强度14个等级 4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常称它们为和。 【代码】10222017 【答案】：软钢硬钢 5、钢筋按其外形可分为、两大类。 【代码】10222028 【答案】：光面钢筋变形钢筋 6、HPB235、HRB335、HRB400、RRB400表示符号分别为。【代码】10213037 【答案】 7、钢筋与混凝土之间的粘结力是由、、组成的。它们当中最大。
【代码】10243046 【答案】：化学胶着力 摩擦力 机械咬合力 机械咬合力 8、钢筋冷加工的方法有 、 、 三种。 【代码】10231056 【答案】：冷拉 冷拔 冷轧 9、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于于残余应变为 时的应力作为 名义屈服点，称为 。 【代码】10222066 【答案】：%2.0=ε 条件屈服强度 10、钢筋和混凝土是两种不同的材料，它们之间能够很好地共同工作是因 为 、 、 。 【答案】：钢筋和混凝土之间存在粘结力 钢筋与混凝土材料的线膨胀系数接近 混凝土能裹住钢筋 【代码】10232075 11、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。 【代码】10312017 【答案】：屈服强度 12、采用预应力混凝土构件的目的是为了防止普通混凝土构件过早 ， 充分利用 。 【代码】11222016 【答案】出现裂缝 高强度材料 13、当材料强度等级和构件截面尺寸相同时，预应力混凝土构件的承载力和普
第一章绪论 一、填空 1、建筑结构的构件的类型和形式基本上可以分为（）、（）、（）。 2、结构的各种构件按照受力特点的不同，建筑结构基本构件主要有（）、（）、（）、（）、（） 3、建筑结构可按不同方法分类。按照所用的材料不同，建筑结构主要有（）、（）、（）、（） 四种类型。 4、建筑结构按承重结构和类型不同分为（）、（）、（）、（）、（）、（）、（）。 二、选择题 1、下面的构件中属于水平构件的是（） A、柱、墙 B、基础 C、板、梁 D、框架 答案一、填空题 1、水平构件、竖向构件、基础 2、受弯构件、受压构件、受拉构件、受扭构件、受剪构件 3、混凝土结构、砌体结构、钢结构、木结构 4、框架结构、剪力墙结构、筒体结构、框剪结构、剪筒结构、筒中筒结构、框筒结构 二、选择题 1、C 第二章建筑结构计算基本原则 一、填空 1、随时间的变异，《荷载规范》将结构上的荷载分为（）、（）、（）。 2、《荷载规范》规定，可变荷载的代表值有四种，分别为（）、（）、（）、（）。 3、（）、（）、（）是结构可靠的标志。 4、结构极限状态分为（）和（）两类。 5、建筑抗震设防目标为（）（）（）。 6、场地指建筑物所在的区域，其范围大体相当于厂区、居民小区和自然村的区域，范围不应太小，在平坦地区面积一般不小于（） 7、场地的类别，根据（）和（）划分。 8、建筑的场地类别分为（）、（）、（）、（）类。 二、选择题 1、下面属于可变荷载的是（） A、结构自重 B、风荷载 C、爆炸力 D、压力 2、下列不属于重点设防类建筑的是（） A、电影院 B、幼儿园、小学、中学的教学用房 C、居住建筑 D、学生宿舍 3、若用S表示结构或构件截面上的荷载效应，用R表示结构或构件截面的抗力，结构或构件截面处于极限状态时，对应于（）式。 A、R>S B、R=S C、R建筑结构设计计算题
模块三钢筋混凝土受弯构件计算能力训练（课题1-7）习题答案二、计算题 1．已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C25,fc =mm2，, 钢筋采用HRB335，截面弯矩设计值M=。环境类别为一类。求：受拉钢筋截面面积。 解：采用单排布筋 将已知数值代入公式及 得 16510= 两式联立得：x=186mm A= 验算 x=186mm<= 所以选用325 A=1473mm2 2．已知一单跨简支板，计算跨度l=，承受均布荷载q k=3KN/m2（不包括板的自重），如图所示；混凝土等级C30，；钢筋等级采用HPB235钢筋，即Ⅰ级钢筋，。可变荷载分项系数γQ=，永久荷载分项系数γG=，环境类别为一级，钢筋混凝土重度为25KN/m3。 求：板厚及受拉钢筋截面面积As 解：取板宽b=1000mm的板条作为计算单元；设板厚为80mm，则板自重g k=25×=m2,跨中处最大弯矩设计值： 第2题图1 由表知，环境类别为一级，混凝土强度C30时，板的混凝土保护层最小厚度为15mm，故设=20mm，故h0=80-20=60mm ,fc=，ft=，
fy=210，= 查表知， 第2题图2 选用φ8@140，As=359mm2（实际配筋与计算配筋相差小于5%），排列见图，垂直于受力钢筋放置φ6@250的分布钢筋。 验算适用条件： ⑴ ⑵ 3．已知梁的截面尺寸为b×h=250mm×450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm的HRB335钢筋，即Ⅱ级钢筋，，As=804mm2；混凝土强度等级为C40，；承受的弯矩M=。环境类别为一类。 验算此梁截面是否安全。 解：fc=mm2，ft= N/mm2，fy=300 N/mm2。由表知，环境类别为一类的混凝土保护层最小厚度为25mm，故设a=35mm，h0=450-35=415mm 则 4．已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C40，，钢筋采用HRB335，即Ⅱ级钢筋，，截面弯矩设计值M=。环境类别为一类。 求：所需受压和受拉钢筋截面面积 解：fc=mm2，fy’=fy=300N/mm2，α1=，β1=。假定受拉钢筋放两排，设a=60mm，则h0=h-a=500-60=440mm 这就说明，如果设计成单筋矩形截面，将会出现超筋情况。若不能加大截面尺寸，又不能提高混凝土等级，则应设计成双筋矩形截面。 取
第1章 结构基本计算原则 2－1 结构可靠性的含义是什么？它包含哪些功能要求？结构超过极限状态会产生什么后果？建筑结构安全等级是按什么原则划分的？ 2－2 “作用”和“荷载”有什么区别？影响结构可靠性的因素有哪些？结构构件的抗力与哪些因素有关？为什么说构件的抗力是一个随机变量？ 2－3 什么是结构的极限状态？机构的极限状态分为几类，其含义各是什么？ 2－4 建筑结构应该满足哪些功能要求？结构的设计工作寿命如何确定？结构超过其设计工作寿命是否意味着不能再使用？为什么？ 2－5 正态分布概率密度曲线有哪些数字特征？这些数字特征各表示什么意义？正态分布概率密度曲线有何特点？ 2－6 材料强度是服从正态分布的随机变量x ，其概率密度为()f x ，怎样计算材料强度大于某一取值0x 的概率0()P x x >？ 2－7 什么是保证率？什么叫结构的可靠度和可靠指标？我国《建筑结构设计统一标准》对结构可靠度是如何定义的？ 2－8 什么是结构的功能函数？什么是结构的极限状态？功能函数0Z >、0Z <和0Z =时各表示结构处于什么样的状态？ 2－9 什么是结构可靠概率s p 和失效概率f p ？什么是目标可靠指标？可靠指标与结构失效概率有何定性关系？怎样确定可靠指标？为什么说我国“规范”采用的极限状态设计法是近似概率设计方法？其主要特点是什么？ 2－10 我国“规范”承载力极限状态设计表达式采用何种形式？说明式中各符号的物理意义及荷载效应基本组合的取值原则。 2－11 什么是荷载标准值？什么是活荷载的频遇值和准永久值？什么是荷载的组合值？对正常使用极限状态验算，为什么要区分荷载的标准组合和荷载的准永久组合？如何考虑荷载的标准组合和准永久组合？ 2－12 混凝土强度标准值是按什么原则确定的？混凝土材料分项系数和强度设计值是如何确定的？ 2－13 钢筋的强度设计值和标准值是如何确定的？分别说明钢筋和混凝土的强度标准值、平均值及设计值之间的关系。
常用结构计算软件的分析模型与使用 按语：读了工业建筑2005-5期，中国建筑设计研究院，常林润、罗振彪“常用结构计算软件与结构概念设计”一文，感到其内容、观点对更深层次讨论PKPM很有有帮助，现分几个部分摘编如下，供网友发帖时参考，其目的是将J区的讨论提高到一个更高的层次。 一、TAT的分析模型与使用。 二、SARWE的分析模型与使用， 三、从整体上把握结构的各项性能。 四、现阶段常用的结构分析模型。 五、结构计算软件的局限性、适用性和近似性。 六、抗震概念设计的一些重要准则。 七、结语。 一、TAT的分析模型与使用 TAT是中国建科院开发的，程序对剪力墙采用开口薄壁杆件模型，并假定楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。这使得结构自由度大为减少，计算分析得到一定程度的简化，从而大大提高了计算效率。 薄壁杆件模型采用开口薄壁杆件理论，将整个平面联肢墙或整个空间剪力墙模拟为开口薄壁杆件，每个杆件有两个端点，每个端点有7个自由度，前6个自由度的含义与空间杆单元相同，第7个自由度是用来描述薄壁杆件截面翘曲的。开口薄壁杆件模型的基本假定是： 1）在线弹性条件下，杆件截面外形轮廓线在其平面内保持不变，在平面外可以翘曲，同时忽略其剪切变形的影响。这一假定实际上增大了结构的刚度，薄壁杆件单元及其墙肢越多，则结构刚度增加程度越高。 2）将同一层彼此相连的剪力墙墙肢作为一个薄壁杆件单元，将上下层剪力墙洞口之间的部分作为连梁单元。这一假定将实际结构中连梁对墙肢的线约束简化为点约束，削弱了连梁对墙肢的约束，从而削弱了结构的刚度。连梁越多，连梁的高度越大，则结构的刚度削弱越大。 3）引入了楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。 实际工程中许多布置复杂的剪力墙难以满足薄壁杆件的基本假定，从而使计算结果难以满足工程设计的精度要求。 1）变截面剪力墙：在平面布置复杂的建筑结构中，常存在薄壁杆件交叉连接、彼此相连的薄壁杆件截面不同、甚至差异较大的情况。由于这些薄壁杆件的扇形坐标不同，其翘曲角的含义也不同，因而由截面翘曲引起的纵向位移不易协调，会导致一定的计算误差。 2) 长墙、短墙：由于薄壁杆件模型不考虑剪切变形的影响，而长墙、短墙是以剪切变形为主的构件，其几何尺寸也难以满足薄壁杆件的基本要求，采用薄壁杆件理论分析这些剪力墙时，存在着较大的模型化误差。 3）多肢剪力墙：薄壁杆件模型的一个基本假定就是认为杆件截面外形轮廓线在自身平面内保持不变，在墙肢较多的情况下，该假定会会导致较大的误差。 4）框支剪力墙：框支剪力墙和转换梁在其交接面上是线变形协调的，而菜用薄壁杆件理论分析框支墙时，由于薄壁杆件是以点传力的，作为一个薄壁杆件的框支墙只有一点和转换梁的某点是变形协调的，这必然会带来较大的计算误差。
五、计算题 D 1．单筋矩形截面简支梁，截面尺寸b h ?=250×500mm ，采用C30砼，HRB335级纵向受力钢筋，承受弯距设计值M=250m kN ?的作用，已在受拉区配置有4根直径25mm 的钢筋（s A ＝1964mm 2 ），试验算截面安全与否。 已知：1c f α=14.3 N/mm 2， y f =300N/mm 2，min ρ=0.2%， b ξ=0.550，0h =465mm ， 2min 1964s bh A mm ρ<=，1 y s c f A x f b α=，0b b x h x ξ=>， 0(/2)u y s M f A h x =-。 解： （1）判断梁的条件是否满足要求 22min 0.2%2505002501964s bh mm A mm ρ=??<=＝， （2分） 130********.81.014.3250y s c f A x mm f b α?==??＝，（2分） 00.550465256b b x h mm x ξ==?=>， （2分） 满足要求。（1分） （2）求截面受弯承载力，并判断该梁是否安全 60(/2)3001964465164.8/2225.410225.4250u y s M f A h x N mm kN m kN m =-=??-=??=?=?==???===?=??=??=-=2006.243106.2432/7.2374651964360)2/(60）－（截面安全 M 1.某钢筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸mm mm h b 500200?=?，混凝土强度等级C25，钢筋采用HRB400级，已经配置有3根直径为20m m 的纵向受拉钢筋，混凝土保护层厚度25mm 。该梁承受最大弯矩设计值M=120m kN ?。试复核梁是否安全。 [解] 221/27.1,/9.11mm N f mm N f t c ==α 2b 2y mm As ,518.0,mm /N 360f 942===ξ （1）计算o h 因纵向受拉钢筋布置成一排，故)(4653550035mm h h o =-=-= （2）判断梁的条件是否满足要求 ) mm (9.240465518.0h mm .200 9.110.1360 b f a f A x o b c 1y s =?=<=???= = ξ5142942 2 2min s min y t mm As mm 200500200%2.0A %2.0%,2.0%16.0360/27.145.0f /f 45.0942=<=??==<=?=ρ取满足要求。 （3）求截面受弯承载力 u M ，并判断该梁是否安全 m kN 0M m kN .mm N 10.)2/.465(360)2/x h (A f M 6o s y u ?=>?=??=-??=-=1253133531335142942该梁安全。 2.某矩形截面梁，截面尺寸为200×500mm, 混凝土强度等级C25（2 1/9.11mm N f c =α），HRB400级纵向受力钢筋（2 /360mm N f y =），承受弯距设计值m kN ?=260M 的作用，求所需的受拉钢筋和受压 钢筋面积s A 、s A ' 。 解：（1）验算是否需要采用双筋截面 因M 的数值较大，受拉钢筋按二排考虑， h h =0-60=500-60=440mm 。 计算此梁若设计成单筋截面所能承受的最大弯矩：
建筑结构安全等级 2 纵向受力钢筋混凝土保护层最小厚度（mm） 不同根数钢筋计算截面面积（mm2）
板宽1000mm内各种钢筋间距时钢筋截面面积表（mm2） 每米箍筋实配面积 钢筋混凝土结构构件中纵向受力钢筋的最小配筋百分率（%） 框架柱全部纵向受力钢筋最小配筋百分率（%）
框架梁纵向受拉钢筋的最小配筋白分率（%） 柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值λν（ρν=λνf/f）
受弯构件挠度限值 注：1 表中lo为构件的计算跨度； 2 表中括号内的数值适用于使用上对挠度有较高要求的构件； 3 如果构件制作时预先起拱，且使用上也允许，则在验算挠度时，可将计算所得的挠度值减去起拱值；对预应力混凝土构件，尚可减去预加力所产生的反拱值； 4 计算悬臂构件的挠度限值时，其计算跨度lo按实际悬臂长度的2倍取用。
注： 1 表中的规定适用于采用热轧钢筋的钢筋混凝土构件和采用预应力钢丝、钢绞线及热处理钢筋的预应力混凝土构件；当采用其他类别的钢丝或钢筋时，其裂缝控制要求可按专门标准确定； 2 对处于年平均相对湿度小于60%地区一类环境下的受弯构件，其最大裂缝宽度限值可采用括号内的数值； 3 在一类环境下，对钢筋混凝土屋架、托架及需作疲劳验算的吊车梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.2mm；对钢筋混凝土屋面梁和托梁，其最大裂缝宽度限值应取为0.3mm； 4 在一类环境下，对预应力混凝土屋面梁、托梁、屋架、托架、屋面板和楼板，应按二级裂缝控制等级进行验算；在一类和二类环境下，对需作疲劳验算的须应力混凝土吊车梁，应按一级裂缝控制等级进行验算； 5 表中规定的预应力混凝土构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度限值仅适用于正截面的验算；预应力混凝土构件的斜截面裂缝控制验算应符合本规范第8章的要求； 6 对于烟囱、筒仓和处于液体压力下的结构构件，其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定； 7 对于处于四、五类环境下的结构构件，其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定； 8 表中的最大裂缝宽度限值用于验算荷载作用引起的最大裂缝宽度。 梁内钢筋排成一排时的钢筋最多根数
SATWE软件计算结果分析 一、位移比、层间位移比控制 规范条文： 高规的3.4.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。 高规3.7.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）Δu/h应满足以下要求： 结构休系Δu/h限值 框架 1/550 框架-剪力墙，框架-核心筒，板柱-剪力墙 1/800 筒中筒，剪力墙 1/1000 除框架结构外的转换层 1/1000 名词释义： （1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。 （2）层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。 其中： 最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。 平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。 层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。 最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。 平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。 控制目的: 高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点： 1．保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。2．保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。 3．控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。 结构位移输出文件（WDISP.OUT） Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。（mm） Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。（mm） Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移 Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移 Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。 Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值
课题：第一章建筑结构计算基本原则 课型：理论课 教学目的与要求： 1. 了解掌握荷载分类、荷载代表值的概念及种类； 2. 理解结构的功能及其极限状态的含义； 3. 能确定永久荷载、可变荷载的代表值。 教学重点、难点：1、荷载分类；荷载代表值； 2、结构的功能；结构功能的极限状态； 3、结构上的作用、作用效应和结构抗力。 采用教具、挂图： 复习、提问： 1、建筑结构的概念及分类 2、作用的概念 课堂小结： 1. 荷载分类、荷载代表值的概念及种类； 2. 永久荷载、可变荷载的代表值； 3. 作用效应、结构抗力的概念； 4. 结构的功能及其极限状态的含义。 作业：1、预习：思考题1.4、1.5； 2、思考题：1.1 、1.2
课后分析： 授课过程 [新课导入] 绪论中已述及，结构上的作用可分为直接作用和间接作用。其中直接作用即习惯上所说的荷载，它是指施加在结构上的集中力或分布力系。本节要向大家介绍荷载的类型、结构的功能及其极限状态的含义。 [新课内容] 第一章建筑结构计算基本原则 §1.1 荷载分类及荷载代表值 绪论中已述及，结构上的作用可分为直接作用和间接作用。其中直接作用即习惯上所说的荷载，它是指施加在结构上的集中力或分布力系。 一、荷载分类 按随时间的变异，结构上的荷载可分为以下三类： 1.永久荷载 永久荷载亦称恒荷载，是指在结构使用期间，其值不随时间变化，或者其变化与平均值相比可忽略不计的荷载。如结构自重、土压力、预应力等。 2.可变荷载 可变荷载也称为活荷载，是指在结构使用期间，其值随时间变化，且其变化值与平均值相比不可忽略的荷载。 3.偶然荷载 在结构使用期间不一定出现，而一旦出现，其量值很大且持续时间很短的荷载称为偶然荷载。
2.1 风荷载：【荷载规范GB 50009-2001(2006版)附表D.4强条】 2.2 正常使用活荷载标准值（KN/m2）：【荷载规范- （1）住宅、宿舍取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.0； （2）办公、教室取2.0；其走廊、楼梯、门厅取2.5； （3）食堂、餐厅取2.5；其走廊、楼梯、门厅取2.5； （4）一般阳台取2.5； （5）人流可能密集的走廊/楼梯/门厅/阳台、高层住宅群间连廊/平台取3.5； （6）卫生间取2.0~2.5（按荷载规范）；设浴缸、座厕的卫生间取4.0； （7）住宅厨房取2.0，中小型厨房取4.0，大型厨房取8.0（超重设备另行计算）； （8）多功能厅、阶梯教室有固定坐位取3.0；无固定坐位取3.5； （9）商店、展览厅、娱乐室取3.5；其走廊、楼梯、门厅取3.5； （10）大型餐厅、宴会厅、酒吧、舞厅、健身房、舞台取4.0； （11）礼堂、剧场、影院、有固定坐位的看台、公共洗衣房取3.0； （12）小汽车通道及停车库取4.0； （13）消防车通道：单向板取35.0；双向板楼盖、无梁楼盖取20.0； 注：消防车超过300KN时，应按结构等效原则，换算为等效均布荷载。结构荷载 输入：无覆土的双向板（板跨≥2.7m）：板、次梁取28，主梁取20；覆土厚度≥ 0.5m 的双向板（板跨≥2.7m）：板取≤28, 梁参考院部《消防车等效荷载取值 计算表》； （14）书库、档案库取5.0； （15）密集柜书库取12.0； （16）大型宾馆洗衣房取7.5； （17）微机房取3.0；大中型电子计算机房取≥5.0，或按实际； （18）电梯机房、通风机房取7.0；通风机平台取6（≤5号风机）或8（8号风机）；（19）制冷机房、宾馆储藏室、布草间、公共卫生间（包括填料隔墙）取8.0； （20）水泵房、变房、发电机房、银行金库及票据仓库取10.0； （21）管道转换层取4.0； （22）电梯井道下有人到达房间的顶板取5.0。 未列出者查荷载规范及《全国民用建筑工程设计技术措施（结构分册）》荷载篇。 2.3 屋面活荷载标准值（KN/m2）：【荷载规范- （1）上人屋面取2.0； （2）不上人屋面取0.5； （3）屋顶花园取3.0（不包括花圃土石材料）； 注：施工或维修荷载较大时，屋面活荷载应按实际情况采用；因排水不畅、堵 塞等，应加强构造措施或按积水深度采用。 （4）地下室顶板施工荷载一般取4.0《荷规》，塔楼内顶板一般不少于5.0；高低层相邻的屋面，低屋面应考虑施工荷载不少于 4.0，与地下室顶板施工荷载同样考虑《技术措施；其分项系数取1.0；室外地坪附加荷载一般取10.0《建筑结构施工图设计》P133。 注：当利用顶板上的覆土层荷重代替施工荷载时，必须在图上注明覆土层须待上部主体结构主体完成后回填。 2.4 楼（屋）面附加恒荷载标准值（KN/m2）： （1）楼面：一般楼地面视楼地面做法而定，建筑另有要求或有回填层时按实际 计算确定； 例如：板面层附加恒载取值：（公建另定）
建筑结构考试试题 一、填空题 1、钢筋混凝土受弯构件正裁面的破坏形式有三种，即适筋梁、超筋梁、和少筋梁。 2、结构上的荷裁分为永久荷裁、可变荷裁和偶然荷裁。 3、多层与高层房屋常用的结构体系有混合结构、框架结构、剪力墙结构和筒体结构。 4、《建筑结构荷裁规范》给出了四种代表值，即标准值、组合值、准永久值和 频遇值。 5、钢筋混凝土受压构件（柱）按纵向力与构件裁面形心相互位置的不同，可分为 轴心受压和偏心受压构件。 6、结构的极限状态有两类，即承裁能力极限状态和正常使用极限状态，任何结构构件需进行承裁能力极限状态的计算。 7、钢筋混凝土偏心受压构件，当ξ≤ξb时为大偏心受压，当ξ > ξb时为 小偏心受压。 8、对建筑结构应具备的功能要求可以用安全性、适用性、耐久性来概括。 9、建筑结构按其所用材料的不同，可分为砼结构、砌体结构、钢结构和木结构。 10、钢筋混凝土受弯构件斜裁面破坏形式有斜压破坏（超）、剪压破坏（适）、和斜拉破坏（少）。 二、单项选择题 1.由混凝土的应力应变曲线可以看出，高强度混凝土的( B) ，说明其耐受变形的能力较差。 A. 下降段斜率较大，残余应力较高 c.下降段斜率较小，残余应力较高 B.下降段斜率较大，残余应力较低 D. 下降段斜率较小，残余应力较低 2. 一类环境中，钢筋混凝土梁的保护层厚度最小取(C )。 A .15mm B. 20mm C .25mm D .30mm B. O. 2 3. 对于受弯的梁类构件，其一侧纵向受拉钢筋力的配筋百分率不应小于(D) A.45 B. O. 2 C. 0.2 中较小者 D 0.2 中较大者
4. 受弯构件斜截面承载力计算公式是以(B )为依据的。 A.斜拉破坏 B.剪压破坏 c.斜压破坏D.斜弯破坏 5. 截面尺寸和材料强度一定时，钢筋混凝土受弯构件正截面承载力与受拉区纵筋配筋率 的关系是(A )。 A. 当配筋率在某一范围内时，配筋率越大，正截面承载力越大 B. 配筋率越大，正截面承载力越小 c.配筋率越大，正截面承载力越大 D. 没有关系 6. 一类环境中，布置有单排纵向受力钢筋的梁，其截面有效高度一般可取(C )。 A. h-60 C. h-20 B. h-35 D. h 7. (C )的破坏是塑性破坏，在工程设计中通过计算来防止其发生。 A. 小偏压破坏 B. 剪压破坏 c.斜拉破坏D.适筋破坏 8. 轴心受压构件的稳定系数主要与(A )有关。 A. 长细比 B. 配筋率 c.混凝土强度D.荷载 9.' (A)的作用是将墙体、柱箍在一起，以加强厂房的整体刚度。 A. 圈梁 B.连系梁 C. 过梁 D.基础梁 1695 10. 框架结构与剪力墙结构相比(A )。 A.框架结构延性好但抗侧力刚度差 B. 框架结构延性差但抗侧力刚度好
［例5-1］某钢筋混凝土矩形截面简支梁，两端支承在砖墙上，净跨度 l n =3660mm(例 图5-1)；截面尺寸b x h=200mm< 500mm 该梁承受均布荷载，其中恒荷载标准值 g k =25kN/m (包括自重)，荷载分项系数 丫 G =1.2，活荷载标准q k =38kN/m ,荷载分项系数丫 Q =1.4 ;混凝 土强度等级为 C20 (f c =9.6N/mm 2, f t =1.1N/mm 2);箍筋为 HPB235钢筋(f yv =210N/mm ),按 正截面受弯承载力计算已选配 HRB335钢筋3#25为纵向受力钢筋(f y =300N/mnn )o 试根据 斜截面受剪承载力要求确定腹筋。 計q 例图5-1 ［解］取 a s =35mm, h °=h- a s =500-35=465mm 1 ?计算截面的确定和剪力设计值计算 支座边缘处剪力最大，故应选择该截面进行抗剪配筋计算。 Y G =1.2 , 丫 Q =1.4，该截面的剪 力设计值为： % =丄(心创 +%盘儿二丄(1 2x25+l/4x38Jx3.66 = 152.26kN 2 2 2 ?复核梁截面尺寸 h w =h 0=465mm h w / b =465/200=2.3 v 4，属一般梁。 =0.25x9 6N/mm i x200mmx465mm-223.2kN>152.26kN 截面尺寸满足要求。 3 ?验算可否按构造配箍筋 0.7^ = 0.7x 1, lNAnni^ x 200mm x465mni=71.6 lkN
§1.2 建筑结构概率极限状态设计法 1.2.2 实用设计表达式 1、按承载能力极限状态设计的实用表达式 （1）实用表达式 结构构件的承载力设计应采用下列极限状态设计表达式： γ0S ≤R γ0－结构构件的重要性系数 R －结构构件的承载力设计值，即抗力设计值 S －荷载效应基本组合或偶然组合的设计值 荷载效应的基本组合：在进行承载能力极限状态计算时，永久荷载和可变荷载的组合。 荷载效应的偶然组合：永久荷载、可变荷载和一个偶然荷载的组合 按承载能力极限状态设计时，一般考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑偶然组合。 （2）荷载效应基本组合设计值S 《荷载规范》规定：对于基本组合，荷载效应组合的设计值S 应从由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合中取最不利值确定。 1）由可变荷载效应控制的组合 （1.2.3） γ0：结构构件的重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，不应小于1.0；对安全等级为三级或设计使用年限为5年及以下的结构构件，不应小于0.9；在抗震设计中，不考虑结构构件的重要性系数。 γG ：永久荷载分项系数，按表1.2.3采用； S Gk ：永久荷载标准值Gk 计算的荷载效应值； γ Qi ：第i 个可变荷载的分项系数；按表1.2.3采用； S Qik ：按可变荷载标准值Qi 计算的荷载效应值; ψci ：可变荷载Qi 的组合值系数，民用建筑楼面均布活荷载、屋面均布活荷载的组合值系数； ) (k 2 k 11 k 0i Q ci n i i Q Q Q G G S S S S ψγγ γγ∑=++=