建筑结构概念设计(第三章)

第三章建筑结构荷载《建筑结构荷载规范》GB50009-2001一荷载分类1、永久荷载：结构自重、土压力、预应力2、可变荷载：楼面活荷载、屋面活荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、地震荷载3、偶然荷载：爆炸力、撞击力例：工业厂房屋盖自重荷载：防水层（八层作法）标准值0.35kN/m2（沿屋面坡向）找平层（2cm厚水泥砂浆）标准值0.40kN/m2（沿屋面坡向）保温层（10cm沥青珍珠岩）标准值0.30 kN/m2（沿屋面坡向）预应力钢筋混凝土大型屋面板标准值1.40 kN/m2（沿屋面坡向）屋架自重（包括支撑）标准值0.45 kN/m2（沿水平面）例：工业厂房屋盖活荷载：使用荷载标准值0.70 kN/m2（沿水平面）雪荷载标准值0.45 kN/m2（沿水平面）例：常用材料自重（kN/m3）：钢－78.5;钢筋混凝土－25；普通砖－18；焦渣空心砖－10；瓷砖－19.8；木材－4～9；水泥－16；水泥砂浆－20二荷载代表值1、永久荷载采用标准值作为代表值；2、活荷载采用标准值、组合值、频遇值、准永久值作为代表值；3、偶然荷载应按建筑结构使用的特点确定代表值三 荷载效应组合1、对于承载能力极限状态：包括基本组合、偶然组合；设计表达式：R S ≤0γ其中：0γ－结构重要性系数；1.1、1.0、0.9S －荷载效应组合的设计值； R －结构构件抗力的设计值；◎基本组合由可变荷载效应控制的组合∑=++=ni Qikci Qi k Q Q Gk G S S S S 211ϕγγγ式中：Gγ－永久荷载的分项系数；Qi γ－第i 个可变荷载的分项系数；S Gk －按永久荷载G k 计算的荷载效应值； S Qik －按可变荷载Q ik 计算的荷载效应值；ci ϕ－可变荷载Q i 的组合值系数由永久荷载效应控制的组合∑=+=ni Qikci Qi Gk G S S S 1ϕγγ注：1.基本组合中的设计值仅用于荷载与荷载效应为线性的情况；2.当对S Q1k 无法明显判断时，轮次以可变荷载效应为S Q1k ，取最不利荷载组合效应；3.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对一般的排架、框架结构，基本组合可采用简化规则：对可变荷载效应控制的组合：取下列两式的不利值kQ Q Gk G S S S 11γγ+= ∑=+=ni QikQi Gk G S S S 19.0γγ对永久荷载效应控制的组合不变 基本组合的荷载分项系数按下列规定采用永久荷载分项系数：当其效应对结构不利时：对由可变荷载效应控制的组合取1.2；对永久荷载效应控制的组合取1.35当其效应对结构有利时：一般情况下取1.0；对结构的倾覆、滑移或漂浮验算时取0.9 可变荷载的分项系数：一般情况下取1.4；对标准值大于4kN/m 2的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3偶然组合偶然荷载的代表值不乘分项系数，按有关规定进行。

第一章的习题答案1.震级是衡量一次地震强弱程度（即所释放能量的大小）的指标。

地震烈度是衡量一次地震时某地区地面震动强弱程度的尺度。

震级大时，烈度就高；但某地区地震烈度同时还受震中距和地质条件的影响。

2.参见教材第10面。

3.大烈度地震是小概率事件，小烈度地震发生概率较高，可根据地震烈度的超越概率确定小、中、大烈度地震；由统计关系：小震烈度＝基本烈度－1.55度；大震烈度＝基本烈度＋1.00度。

4.概念设计为结构抗震设计提出应注意的基本原则，具有指导性的意义；抗震计算为结构或构件达到抗震目的提供具体数据和要求；构造措施从结构的整体性、锚固连接等方面保证抗震计算结果的有效性以及弥补部分情况无法进行正确、简洁计算的缺陷。

5.结构延性好意味可容许结构产生一定的弹塑性变形，通过结构一定程度的弹塑性变形耗散地震能量，从而减小截面尺寸，降低造价；同时可避免产生结构的倒塌。

第二章的习题答案1.地震波中与土层固有周期相一致或相近的波传至地面时，其振幅被放大；与土层固有周期相差较大的波传至地面时，其振幅被衰减甚至完全过滤掉了。

因此土层固有周期与地震动的卓越周期相近，2.考虑材料的动力下的承载力大于静力下的承载力；材料在地震下地基承载力的安全储备可低于一般情况下的安全储备，因此地基的抗震承载力高于静力承载力。

3.土层的地质年代；土体中的粘粒含量；地下水位；上覆非液化土层厚度；地震的烈度和作用时间。

4.a 中软场地上的建筑物抗震性能比中硬场地上的建筑物抗震性能要差（建筑物条件均同）。

b. 粉土中粘粒含量百分率愈大,则愈容易液化.c．液化指数越小，地震时地面喷水冒砂现象越轻微。

d．地基的抗震承载力为承受竖向荷载的能力。

5. s m v m 5.2444208.32602.82008.51802.220=+++=因m v 小于s m 250，场地为中软场地。

6. 设计地震分组为第二组，烈度为7度，取80=N砂土的临界标贯值：[])(1.09.00w s cr d d N N -+=，其中m d w 5.1=土层厚度：第i 实测标贯点所代表的土层厚度的上界取上部非液化土层的底面或第1-i 实测标贯点所代表土层的底面；其下界取下部非液化土层的顶面或相邻实测标贯点的深度的均值。

第三章建筑结构设计⽅法课后习题详解第3章建筑结构设计⽅法3.1 思考题3-1 结构在规定的使⽤年限内应满⾜哪些功能要求？答：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。

3-2 随机变量的平均值、标准差有何统计上的意义？答：A、随机变量的平均值表明随机变量取值的集中程度、整体⽔平或波动中⼼。

B、标准差和变异系数均表明随机变量取值的分散程度或波动⼤⼩。

当平均值相同时，可直接⽤标准差⽐较两个或多个随机变量取值的分散程度；当平均值不相同时，只能⽤变异系数（相对标准差）进⾏⽐较。

3-3 结构的功能函数如何表达？实际⼯程中结构功能可能会出现哪些情况？答：A、Z=g（R，S）=R—S，上式中R和S是随机变量，函数Z也是随机变量。

B、实际⼯程结构功能可能会出现以下三种情况： Z>0，结构处于可靠状态；Z<0，结构处于失效状态；Z=0，结构处于极限状态。

3-4 正态分布的随机变量，以µf(1-1.645δf)为基准，实际取值不低于该基准值的概率（也即保证率）为多少？答：实际取值不低于该基准值的概率P（X>u—1.645σ）=1—F（u-1.645σ）=1—Ф（—1.645）=1-(0.04947+0.05050)/2=0.95。

即不低于95%。

3-5 荷载效应和作⽤效应有什么区别？答：A、荷载效应是由直接作⽤（荷载）引起的内⼒、变形和裂缝等效应。

Ｂ、作⽤效应是由作⽤引起的结构或结构构件的反应，⽤S表⽰，例如内⼒（轴⼒、弯矩、剪⼒、扭矩等）变形和裂缝宽度等。

3-6 安全等级为⼆级的建筑结构构件，延性破坏的⽬标可靠指标应为多少？答：查表P29也可知为3.2.3-7 结构的可靠概率和失效概率之间有什么关系？答：Ａ、可靠概率Ps即可靠度，它与失效概率P f之和为1，可靠概率上升，失效概率下降；可靠概率下降失效概率上升，知道其中任何⼀个，另⼀个也就确定了。

3-8 承载能⼒极限状态和正常使⽤极限状态的含义是什么？答：A、结构或结构构件达到最⼤承载能⼒或不适合于继续承载的变形时的状态。

土木建筑工程：建筑结构（三）1、问答题如何保证钢筋混凝土梁受弯破坏是适筋破坏？正确答案：用最小配筋率和最大配筋率来限制。

2、单选混凝土保护层是具有足够厚度的混凝土层，取（）至构件截面边缘的净距。

A．钢筋中心（江南博哥）B．钢筋内表面C．钢筋外表面正确答案：C3、判断题次梁的间距即为板的跨度，主梁的间距即为次梁的跨度，柱或墙在梁方向的间距即为主梁的跨度。

正确答案：对4、问答题名词辨析题：板式楼梯和梁式楼梯。

正确答案：板式楼梯由踏步板、平台板和平台梁组成，一般用于跨度在3米以内的小跨度楼梯较为经济。

板式楼梯的下表面平整，施工支模方便，外观也较轻巧，但斜板较厚，当跨度较大时材料用量较多；梁式楼梯由在斜板两侧或中间设置的斜梁、踏步板、平台板和平台梁组成，用于梯段较长时较为经济，但其支模及施工均较板式楼梯复杂，外观也显得笨重。

5、判断题轴心受拉构件在混凝土开裂后，混凝土退出受拉工作，全部拉力由钢筋承担。

正确答案：对6、单选地震烈度为（）时大多数房屋损坏、破坏，少数房屋倾倒。

A、6度B、7度C、8-9度D、10正确答案：C7、问答题提高钢筋混凝土梁抗剪承载力的措施有哪些？正确答案：1.箍筋和斜裂缝间混凝土块体一起共同作用抵抗由荷载产生的剪力。

2.箍筋均匀布置在梁表面，能有效控制斜裂缝宽度。

3.箍筋兜住纵向受力钢筋，箍筋和纵向受力钢筋形成钢筋骨架，有利于施工时固定钢筋，还能将骨架中的混凝土箍住，有利于发挥混凝土的作用力。

8、问答题如何判断钢筋混凝土受压弯构件是大偏心构件还是小偏心构件？正确答案：钢筋混凝土偏心受压构件的大小偏心主要是根据其破坏形态确定的，如果以受拉区钢筋屈服为基本破坏特征，则为大偏心构件，如果以受压区混凝土被压碎为破坏特征，则为小偏心构件。

9、单选（）级以上称为破坏性地震，会对建筑造成不同程度的破坏。

A、4B、5C、6D、8正确答案：B10、单选施加预应力时，采用先张拉方法，可以减少（）。

A.摩擦损失B.锚具变形损失C.收缩、徐变损失D.预应力与台座的温差损失正确答案：C11、问答题钢筋混凝土少筋梁的破坏过程是？正确答案：（1）受压区砼压坏，钢筋未屈服；（2）受拉区混凝土开裂，钢筋马上屈服；（3）钢筋先屈服，然后受压区砼压坏；（4）钢筋屈服时，受压区砼压坏。

第三章设计基础【第三章】设计基础第一节形式语言的概念形式语言或设计语言是设计师或造型艺术家经常使用的词汇，其含义都是指作者通过使用某种式样交流思想、传达意念。

一、形式语言的含义从构词语法的角度来分析，『形式语言』是一个合成词汇。

它包含了『形式』和『语言』两个部分。

（一）形式亚里士多德在《新工具论》中明确指出：形式不是别的，正是支配或构造简单性质的那些绝对现实的规律和规定性。

形式在造型艺术中常常表现为一定的结构秩序，这种秩序是艺术家对自然和生活的提炼与抽象处理，是对其内在规定性的把握，它在形式要素的对比与调和、节奏与韵律、对称与平衡以及主与次、虚与实、局部与整体的相互关系中表现出美感。

因此，所谓『形式语言』首先指的是这种可以表达事物美感的结构秩序。

（二）语言语言的创立是人类文明史中最古老、最基本的发明创造之一。

『语言是人类最重要的交流工具，与思维有密切的联系，是思维的直接体现，是人区别于其他动物的本质特征之一….语言是以语音为物质外壳，以词汇为建筑材料，以语法为结构规律而构成的体系。

』语言的基本功能是传达意义，而语义的表达则依赖于词法和句法，这两方面构成语言的结构规律即语法。

语言有语法规则，形式有造型规律。

语言以传达意义为基本目的，形式则既可以提供美学价值，也可以提供正确而深刻的设计理念，成为传承历史和文明的物质载体。

二、把『形式』看做『语言』的理论依据符号的概念可以区分为语言符号和非语言符号两大类。

语言符号是以文字、词语等来指代某种事物或观念；非语言符号则是用形象、记号、图像等来构成能指与所指之间的知觉结构。

皮尔斯提出的一种符号分类概念，他说：肖似性记号是以本身特征指称对象，即当一物类似于另一物时，即可成为后者的肖似记号，换言之，记号与被意指物之间存在有某种知觉类似性。

艾柯指出：所谓相似性不是存在于记号和所指对象的物理性质之间，而是依存于相同的我感觉结构或关系系统之间。

第二节形式语言元素的性质与特点所谓形式语言『元素』，是指构成视觉形态的基本单位是抽象的『点、线、面、空间』等基本的设计语汇。

浅谈高层建筑结构设计作者：邓成文来源：《城市建设理论研究》2013年第07期摘要：本文主要是对高层建筑结构设计的特点进行了分析，并阐述了高层建筑结构概念设计的原则以及高层建筑结构的抗震设计。

关键词：高层建筑；结构概念设计；特点中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：引言：随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑高度的不断增加,建筑类型与功能的愈来愈复杂,结构体系的更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的主要重点和难点之所在。

1.高层建筑结构设计的原则1.1 选用适当的计算简图结构计算式在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。

计算简图还应有相应的构造措施来保证。

实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

1.2 选择合适的基础方案基础设计应根据工程地质条件，上部结构类型与载荷分布，相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。

1.3 合理选择结构方案一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案。

结构体系应受力明确，传力简捷。

同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面和竖向规则。

1.4 正确分析计算结果根据所选取的结构体系,选用准确的结构模型和选取正确的结构设计软件通用的计算软件有 SATWE、TAT、TBSA 等，结构计算开始前,设计人员先要根据规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及根据工程的实际情况,对结构参数和特殊构件进行正确设置。

但由于计算机软件功能的不完善，得出的结果往往会有很大差异，所以就需要设计人员闑的工作是选择最适宜的软件来计算，这样不但节省了时间，也避免了不安全隐患的发生。

1.5 采取相应的构造措施结构设计始终要牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉原则”，注意构件的延性性能；加强薄弱部位；注意钢筋的锚固长度，尤其是钢筋的执行段锚固长度；考虑温度应力的影响力。

建筑结构课程设计小结一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握建筑结构的基本概念，了解不同类型的建筑结构及其特点。

2. 使学生了解建筑结构的受力分析，掌握力学在建筑结构中的应用。

3. 引导学生了解建筑结构材料的选择和运用，理解材料性能对建筑结构的影响。

技能目标：1. 培养学生运用建筑结构知识进行简单建筑设计的实际操作能力。

2. 培养学生运用力学原理对建筑结构进行受力分析的能力。

3. 提高学生运用各类建筑结构材料进行创新设计的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑结构学科的热爱，激发学习兴趣，增强探索精神。

2. 培养学生的团队合作意识，学会在建筑设计中与他人沟通交流，共同解决问题。

3. 培养学生的创新意识，敢于尝试新方法，勇于突破传统思维。

课程性质分析：本课程为建筑结构学科的基础课程，旨在帮助学生建立建筑结构的基本概念，掌握建筑结构设计的基本技能。

学生特点分析：本课程面向初中年级学生，学生对建筑结构有一定的好奇心，具备一定的动手能力和创新意识，但理论知识相对薄弱。

教学要求：1. 结合学生特点，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。

2. 注重启发式教学，激发学生的学习兴趣和创新能力。

3. 强化团队合作，培养学生的沟通能力和协作精神。

二、教学内容1. 建筑结构基本概念：介绍建筑结构定义、分类及各类建筑结构的特点。

- 教材章节：第一章第一节- 内容安排：1课时2. 建筑结构受力分析：讲解建筑结构受力原理，介绍力学在建筑结构中的应用。

- 教材章节：第一章第二节- 内容安排：2课时3. 建筑结构材料：介绍常见建筑结构材料，分析材料性能对建筑结构的影响。

- 教材章节：第一章第三节- 内容安排：2课时4. 简单建筑结构设计：教授学生运用所学知识进行简单建筑结构设计。

- 教材章节：第二章- 内容安排：3课时5. 建筑结构设计实践：组织学生进行实际操作，培养动手能力。

- 教材章节：第三章- 内容安排：4课时6. 创新设计思维：引导学生运用所学知识进行创新设计，提高创新能力。