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砌体结构构件承载力的计算


G ——永久荷载的分项系数,当其效应对结构不利时取 1.2;
Q i ——第 i 个可变荷载分项系数,其中 Q1 一般取 1.4;
SGk ——按永久荷载标准值 Gk 计算的荷载效应值;
SQi k ——按可变荷载标准值 Qi k 计算的荷载效应值;
c i ——可变荷载 Qi 的组合值系数;
砌体结构应按承载能力极限状态设计,并满足正常使用极 限状态的要求。砌体结构正常使用极限状态的要求,一般 情况下可由相应的构造措施来保证。
结构上的作用分为直接作用和间接作用。 直接作用:— 施加在结构上的集中荷载和分布荷载,如结 构自重、人群自重、风压和积雪自重等。 间接作用:— 引起结构外加变形或约束变形的其作用,如 温度变化、基础沉降和地震作用等。 结构上的作用的分类: 按随时间的变异情况:永久作用、可变作用和偶然作用; 按随空间位置的变异情况:固定作用和可动作用; 按结构的反应情况:静态作用和动态作用。 作用效应(S):— 各种作用施加在结构上,使结构产生 的内力和变形。当“作用”为“荷载”时,其效应应称为荷 载效应(内力)。 结构抗力(R):— 整个结构或构件承受内力或变形的能 力。
二级
三级
严重
不严重
一般的房屋
次要的房屋
注:1 对特殊的建筑物,其安全等级应根据具体情况另行确定; 2 地基基础设计安全等级及按抗震要求设计时建筑结构的安全等 级,尚应符合国家现行有关规范的规定。
1.0.9 建筑物中各类结构构件的安全等级,宜与整个 结构的安全等级相同,对其中部分结构构件安全等级 可进行调整,但不得于三级。
建筑结构功能要求(结构的可靠性):安全性、适用性和 耐久性。 安全性:—在正常设计、正常施工和正常使用条件下,结 构应能承受可能出现的各种荷载作用和变形而发生破坏; 在偶然事件发生时及发生后,仍能保持必要的整体稳定性。 适用性:—在正常使用时,结构应具有良好的工作性能 (控制影响正常使用的变形和裂缝)。 耐久性:—在正常维护条件下,结构应在预定的设计使用 年限内满足各项使用功能的要求,即应有足够的耐久性。
n ——参与组合的可变荷载数;
R()——抗力函数。

无地震作用,由可变荷载效应控制的基本组合:

无地震作用,由永久荷载效应控制的基本组合:

当ρ≦0.376时,结构可靠度由γG=1.35,γQ=1.4,控制; 当ρ>0.376时,结构可靠度由γG=1.2,γQ=1.4,控制; ρ为可变荷载效应与永久荷载效应之比。
《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001) 7.0.3 结构重要性系数0应按下列规定采用:
1 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 ;
2 对安全等级为二级或设计使用年限为50年结构构件,不 应小于1.0 ; 3 对安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件,不 应小于0.9 。
结构构件的功能函数为: Z g ( S , R)
Z RS 0 Z RS 0 Z RS 0
结构处于可靠状态
结构处于极限状态
结构处于失效状态
承载能力极限状态设计表达式 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,并采用以下设计表达式 进行设计:
当砌体结构作为一刚体,需验整体稳定性时,例如: 倾覆、滑移、漂浮等,应按下列公式进行验算:
二、 砌体强度标准值和设计值
砌体强度平均值
砌体强度平均值是表示其强度取值的平均水平,根据已知 的块材料、砂浆的强度等级和《砌体结构设计规范》的计算公式 可以计算出砌体的各类强度平均值。 砌体轴心抗拉强度平均值ft,m(MPa)、 弯曲抗拉强度平均值ftm,m(MPa)和抗剪强度平均值fv,m(MPa)
注:对设计使用年限为25年的结构构件,各类材料结构设计规范可 根据各自情况
S G SGk Q1SQ1k Q i c i SQ i k R( f , ak , )
i 2
n
式中 S——构件内力组合设计值,包括弯矩、轴向力和剪力设计值;
极限状态:— 整个结构或结构的一部分超过某一特定状 态(如达到最大承载力、失稳、变形,或裂缝超过规定的 限制等)而不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定 状态称为该功能的极限状态。
承载能力极限状态:— 结构或构件达到最大承载力或达 到不适于继续承载的变形。 正常使用极限状态:— 结构或构件达到正常使用或耐久 性某项规定限制。
0S R
式中: 0 —结构的重要性系数; S —荷载效应组合的设计值; R —结构抗力的设计值。
《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001) 1.0.5 结构的设计使用年限应按表1.0.5采用 。
表1.0.5 1 2 3 4 5 25 50 100 设计使用年限分类 示 例 临时性结构 易于替换的结构构件 普通房屋和构筑物 纪念性建筑和特别重要的建筑 结构
3.1 以概率理论为基础的极限状态设计方法
设计原则:我国的《砌规》采用以概率理论为基础的 极限状态设计方法,以可靠指标度量结构构件的可靠 度,采用分项系数的设计表达式进行计算。
一、 基本概念 结构设计的目的:—安全性、适用性、耐久性、经济性。 结构的可靠度:—结构在规定的时间内,在规定的条 件下,完成预定功能的概率。结构的可靠度越高,表明 它失效的可能性越小。
类别 设计使用年限(年)
《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)
1.0.8 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。建筑结构安全 等级的划分应符合表1.0.8的要求。
表1.0.8 建筑结构安全等级 安全等级 破坏后果 建筑物类型 一级 很严重 重要的房屋
ft,m 砌体种类 烧结普通砖、烧结多孔砖 蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰 砖 混凝土砌块 毛 石 k3 0.141 0.09 0.069 0.075 ftm,m k4 沿齿缝 0.250 0.180 0.081 0.113 沿通缝 0.125 0.090 0.056 — fv,m k5 0.125 0.090 0.069 0.188
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