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建筑结构设计方法

1. 规范

2. 建筑结构设计的目标

建筑结构设计的目标是设计出符合安全性、适用性和耐久性要求的结构。

  • 安全性 结构在正常施工和使用条件下,承受可能出现的各种作用力,以及在偶然事件发生时和发生后,仍保持必要的整体稳定性的能力。
  • 适用性 结构在正常使用条件下,保持良好使用性能的能力。
  • 耐久性 结构在正常维护条件下,随时间变化而仍能满足预定功能要求的能力。

3. 建筑结构设计的基本内容

  1. 结构方案
  2. 作用的确定及作用效应分析
  3. 结构及构件的设计和验算
  4. 结构及构件的构造、连接措施
  5. 结构耐久性的设计 除了考虑材料的耐久性以外,还应从结构全寿命周期的使用和缩护角度加以考虑。
  6. 施工可行性

4. 建筑结构设计方法

当前规范要求体系下,结构设计方法以概率为基础的极限状态设计方法为主,其他设计方法如:容许应力法和单一安全系数法。

地基承载力计算采用容许应力法;抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性验算采用单一安全系数。

4.1. 三类极限状态

  • 承载能力极限状态
  • 正常使用极限状态
  • 耐久性极限状态

4.2. 四种设计状况

  • 持久性设计状况
  • 短暂性设计状况
  • 偶然设计状况
  • 地震设计状况

4.3. 极限状态设计

  • 四种设计状况均应进行承载能力极限状态设计
  • 对持久性设计状况尚应进行正常使用极限状态设计,并宜进行耐久性极限状态设计
  • 对短暂设计状况和地震设计状况可根据需要进行正常使用极限状态设计
  • 对偶然设计状况可不进行正常使用极限状态和耐久性极限状态设计

4.4. 不同极限状态采用不同的作用组合

4.4.1. 承载力极限状态

  • 对于持久性设计和短暂性设计状况,应采用作用的基本组合
  • 对于偶然设计状况,应采用作用的偶然组合
  • 对于地震设计状况,应采用作用的地震组合

4.4.2. 正常使用极限状态

  • 对于不可逆正常使用极限,宜采用标准组合
  • 对于可逆正常使用极限状态设计,宜采用作用的频遇组合
  • 对于长期效应是决定性因素的正常使用极限状态设计,宜采用作用的准永久组合

5. 建筑结构设计的数学表达式

对于采用结构的作用效应和结构的抗力作为综合基本变量时,结构按极限状态设计应满足: \(R- S \geq 0\)