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第二讲 建筑结构设计方法 ★结构设计的目的：用最经济的手段使结构在规定的时间内和规定的条件下，完成各项预定功能的要求。 设计基准期-----为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数。设计基准期为50年。 在规定时间内-----是指在设计使用年限内只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期的目的使用。 设计使用年限----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。 设 计 使 用 年 限 类 别 设计使用年限（年） 示 例 1 5 临时性建筑 2 25 易于替换结构构件的建筑 3 50 普通建筑和构筑物 4 100 纪念性建筑和特别重要的建筑 在规定的条件下----是指房屋在正常设计、正常施工、正常使用和维护的条件下。 各项预定的功能-----包括结构的安全性、适用性、耐久性和整体稳定性。 一、结构的可靠性 安全性----要求结构能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用，以及在偶然事件发生时和发生后，仍能保持必需的整体稳定性。 适用性----要求结构在正常使用时能保证其具有良好的工作性能，不出现过大的变形和裂缝，不出现共振等。 耐久性-----要求结构在正常使用及维护下具有足够的耐久性能，不发生锈蚀和风化现象。 结构在规定的时间内和规定的条件下，完成预定功能的能力称为结构的可靠性。 结构在这规定的时间内，在规定条件下完成预定功能的概率，称为结构的可靠度。结构的可靠度是结构可靠性的概率度量。 结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果的严重性，采用不同的安全等级。 建 筑 结 构 的 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 二级 严重 一般的房屋 三级 不严重 次要的房屋 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的安全等级可进行调整，但不得低于三级1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等)； 　　2)结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏)， 或因过度变形而不适于继续承载； 　　3)结构转变为机动体系； 　　4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)； 5)地基丧失承载能力而破坏(如失稳等)。1)影响正常使用或外观的变形； 　　2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝)； 　　3)影响正常使用的振动； 　　4)影响正常使用的其他特定状态； 三种设计状况1）、持久状况在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况持续期一般与设计使用年限为同一数量级 （2）、短暂状况在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况如施工和维修等 （3）、 偶然状况在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况如火灾、爆炸、撞击等。 对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计；对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计；按作用效应的偶然组合进行设计或采取防护措施，使主要承重结构不致因出现设计规定的偶然事件而丧失承载能力 　　2）、允许主要承重结构因出现设计规定的偶然事件而局部破坏，但其剩余部分具有在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度 三、结构荷载 结构可靠性的因素很多，它们可分为互相对立的两个方面：作用效应和结构抗力。 （一）、作用效应 结构上的作用是指能使结构产生效应的各种原因的总称。效应是指由作用对结构产生的效果、结局，用S表示。 结构上的作用分直接作用和间接作用。 结构上的作用可按下列性质分类： 　　1 按随时间的变异分类： 1)、永久作用，在设计基准期内量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用 2)、可变作用，在设计基准期内其量值随时间变化且其变化与平均值相比不可忽略的作用 3)、偶然作用，在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作用 2 、按随空间位置的变异分类： 1)、固定作用在结构上具有固定分布的作用 2)、自由作用在结构上一定范围内可以任意分布的作用 　　3、 按结构的反应特点分类： 1)、静态作用使结构产生的加速度可以忽略不计的作用 2)、动态作用使结构产生的加速度不可忽略不计的作用 （二）、结构抗力 结构抗力是指结构或结构构件承受作用效应的能力，用R表示。 （三）、结构功能函数 当仅有作用效应和结构抗力两个基本变量时，结构按极限状态设计应符合下列要求： Z=R-S Z=R-S＞0--------可靠 Z=R-S=0---------极限状态 Z=R-S＜0-----失效 结构构件承载能力极限状态的可靠指标，不应小于表的规定。 　　　结构构件承载能力极限状态的可靠指标 破坏类型 安全等级 一级 二级 三级 延性破坏 3.7 3.2 2.7 脆性破坏 4.2 3.7 3.2 　注：对设计使用年