第四章结构设计
第一节一般规定
4.1.1建筑结构可靠度设计
为统一各类材料的建筑结构可靠度设计的基本原则和方法，使设计符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求，制定了国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068。GB50068标准对各类材料的建筑结构可靠度和极限状态设计原则做出了统一规定，适用于建筑结构、组成结构的构件及地基基础的设计；适用于结构的施工阶段和使用阶段。制定建筑结构荷载规范以及各类材料的建筑结构设计规范均应遵守GB50068标准的规定，由于地基基础和建筑抗震设计在土性指标与地震反应等方面有一定的特殊性，故规定制定建筑地基基础和建筑抗震等设计规范宜遵守GB50068标准规定的原则，表示允许稍有选择。
随着我国市场经济的发展，建筑市场迫切要求明确建筑结构的设计使用年限。值得重视的是最新版国际标准ISO2394：1998《结构可靠度总原则》上首次正式提出了设计工作年限（design working life）的概念，并给出了具体分类。GB50068标准借鉴了ISO2394：1998，提出了各种建筑结构的“设计使用年限”，明确了设计使用年限是设计规定的一个时期，在这一规定时期内，只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用，完成预定的功能，即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使用年限，如达不到这个年限意味着在设计、施工、使用与维护的某一环节上出现了非正常情况，应查找原因。所谓“正常维护”包括必要的检测、防护及维修。设计使用年限是房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程“合理使用年限”的具体化。结构的设计使用年限应按表4-1采用。
表4-1 结构的设计使用年限
注：JGJ102-2003条文说明第12.1.1条指出：建筑幕墙属于易于替换的结构构件，建筑幕墙设计使用年限属二类，其设计使用年限为25年。（第5.1.6条指出：除预埋件之外，其余幕墙构件的安全等级一般不会超过二级，设计使用年限一般考虑为25年。）
结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。结构可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定。结构可靠度与结构的使用年限长短有关，GB50068标准所指的结构可靠度或结构失效概率，是对结构的设计使用年限而言的。当结构的使用年限超过设计使用年限后，结构失效概率可能较设计预期值增大。
结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构可靠性。结构可靠度是对结构可靠性的定量描述，即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。这是从统计数学观点出发的比较科学的定义，因为在各种随机因素的影响下，结构完成预定功能的能力只能用概率来度量。结构可靠度的这一定义，与其它各种从定值观点出发的定义是有本质区别的。
GB50068标准规定的结构可靠度是以正常设计、正常施工、正常使用为条件的，不考虑人为过失的影响，人为过失应通过其它措施予以避免。
设计基准期是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，它不等同于建筑结构的设计使用年限。标准所考虑的荷载统计参数，都是按设计基础期为50年确定的，如设计时需采用其它设计基准期，则必须另行确定在设计基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。GB50068标准采用的设计基准期为50年。
建筑寿命指从规划、实施到使用的总时间，即从确认需要建造开始，直到建筑毁坏的全部时间。它不等同于建筑结构的设计使用年限，也它不等同于设计基准期。
结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求：
1、在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；
2、在正常使用时具有良好的工作性能；
3、在正常维护下具有足够的耐久性能；
4、在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。
建筑结构必须满足的四项功能中，第1、第4两项是结构安全性的要求，第2项是结构适用性的要求，第3项是结构耐久性的要求，三者可概括为结构可靠性的要求。
所谓足够的耐久性能，系指结构在规定的工作环境中，在预定时期内，其材料性能的恶化不致导致结构出现不可接受的失效概率。从工程概念上讲，足够的耐久性能就是指在正常维护条件下，结构能够正常使用到规定的设计使用年限。所谓整体稳定性，系指在偶然事件发生时和发生后，建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌。
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的要求。GB50068标准中，按建筑结构破坏后果的严重性，统一划分为三个安全等级，其中，大量的一般建筑物列入中间等级，重要的建筑物提高一级，次要的建筑物降低一级。至于重要的建筑物与次要的建筑物的划分，则应根据建筑结构的破坏后果，即危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等的严重程度确定。建筑结构安全等级的划分应符合表4-2的规定。
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。
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。同一建筑物内的各种结构构件宜与整个结构采用相同的安全等级，但允许对部分结构构件根据其重要程度和综合经济效果进行适当调整。如提高某一结构构件的安全等级所需额外费用很少，又能减经整个结构的破坏，从而大大减少人员伤亡和财物损失，则可将该结构构件的安全等级比整个结构的安全等级提高一级；相反，如果一结构构件的破坏并不影响整个结构或其他结构构件，则可将其安全等级降低一级。
为保证建筑结构具有规定的可靠度，除应进行必要的设计计算外，还应对结构材料性能、施工质量、使用与维护进行相应的控制。对控制的具体要求，应符合有关勘察、设计及维护等标准的专门规定。当缺乏统计资料时，结构设计应根据可靠的工程经验或必要的试验研究进行。
4.1.2 极限状态设计原则
对于结构的各种极限状态，均应规定明确的标志及限值。极限状态可分为下列两类：
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。承载能力极限状态可理解为结构或结构构件发挥允许的最大承载功能的状态。结构构件由于塑性变形而使其几何形态发生显著改变，虽未达到最大承载能力，但已彻底不能使用，也属于达到这种极限状态。
疲劳破坏是在使用中由于荷载多次重复作用而达到的承载能力极限状态。
当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：
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）。
2、正常使用极限状态。正常使用极限状态可理解为结构或结构构件达到使用功能上允许的某个限值的状态。例如，某些构件必须控制变形、裂缝才能满足使用要求。因过大的变形会造成房屋内粉刷层剥落、填充墙和隔断墙壁开裂及屋面积水等后果；过大的裂缝会影响结构的耐久性；过大的变形、裂缝也会造成用户心理上的不安全感。
这种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。
当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态：
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。
4.1.2.1 建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列三种设计状况：
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，而与设计作用年限相比，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。
对于不同的设计状况，可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等。
上述条文中“环境”一词的含义是广义的，包括结构所受的各种作用。例如，房屋结构承受家具和正常人员荷载的状况属持久状况；结构施工时承受堆料荷载的状况属短暂状况；结构遭受火灾、爆炸、撞击、罕遇地震等作用的状况属偶然状况。
为了合理地统一我国各类材料结构设计规范的结构可靠度和极限状态设计原则，促进结构设计理论的发展，GB50068标准采用了以概率理论为基础的极限状态设计方法，即考虑基本变量概率分布类型的一次二阶矩极限状态设计法。在标准（GBJ68—84）编制过程中，主要借鉴了欧洲一国际混凝土委员会（CEB）等六个国际组织联合组成的“结构安全度联合委员会”（JCSS）提出的《结构统一标准规范国际体系》的第一卷——《对各类结构和各种材料的共同统一规则》及国际标准化组织（ISO）编制的《结构可靠度总原则》（ISO2394）。美国国家标准局1980年出版的《为美国国家标准A58拟定的基于概率的荷载准则》和前西德1981年出版的工业标准《结构安全要求规程的总原则》（草案）均采用了类似的方法。许多其他欧洲国家也采用这种方法编制了有关的国家标准草案。
建筑结构的三种设计状况应分别进行下列极限状态设计：
1、对三种设计状况，均应进行承载能力极限状态设计；
2、对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计；
3、对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计。
建筑结构设计时，对所考虑的极限状态，应采用相应的结构作用效应的最不利组合：
1、进行承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合，必要时尚应考虑作用效应的偶然组合。
2、进行正常使用极限状态设计时，应根据不同设计目的，分别选用下列作用效应的组合：
1）标准组合，主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性损害的情况；
2）频遇组合，主要用于当一个极限状态被起越时将产生局部损害、较大变形或短暂振动等情况；
3）准永久组合，主要用在当长期效应是决定性因素时的一些情况。
4.1.2.2 建筑结构按极限状态设计时，必须确定相应的结构作用效应的最不利组合。两类极限状态的各种组合，设计时应针对各种有关的极限状态进行必要的计算或验算，当有实际工程经验时，也可采用构造措施来代替验算。
对偶然状况，建筑结构可采用下列原则之一按承载能力极限状态进行设计：
1、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。
4.1.2.3 结构的极限状态应采用下列极限状态方程描述：
g（X1，X2，…，Xn）=0 （4-1）
式中：g（·）——结构的功能函数；
X i（i=1，2，…n）——基本变量，系指结构上的各种作用和材料性能、几何参数等；进行结构可靠度分析时，也可采作用效应和结构抗力作为综合的基本变量；基本变量应作为随机变量考虑。
基本变量是指极限状态方程中所包含的影响结构可靠度的各种物理量。它包括：引起结构作用效应S（内力等）的各种作用，如恒荷载、活荷载、地震、温度变化等。构成结构抗力R（强度等）的各种因素，如材料性能，几何参数等。分析结构可靠度时，也可将作用效应或结构抗力作为综合的基本变量考
虑。基本变量一般可认为是相互独立的随机变量。
极限状态方程是当结构处于极限状态时各有关基本变量的关系式。当结构设计问题中仅包含两个基本变量时，在以基本变量为坐标的平面上，极限状态方程为直线（线性问题）或曲线（非线性问题）；当结构设计问题中包含多个基本变量时，在以基本变量为坐标的空间中，极限状态方程为平面（线性问题）或曲面（非线性问题）。
结构按极限状态设计应符合下列要求：g（X1，X2，…X n）≥0 （4-2）
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：
R-S≥0 （4-3）
式中：S——结构的作用效应；
R——结构的抗力。
当考虑偶然事件产生的作用时，主要承重结构可仅按承载能力极限状态进行设计，此时采用结构可靠指标可适当降低。
由于偶然事件而出现特大的作用时，一般来说，要求结构仍保持完整无缺是不现实的，只能要求结构不致因此而造成与其起因不相称的破坏后果。例如，仅由于局部爆炸或撞击事故，不应导致整个建筑结构发生灾难性的连续倒塌。为此，当按承载能力极限状态的偶然组合设计主要承重结构在经济上不利时，可考虑采用允许结构发生局部破坏而其剩余部分仍具有适当可靠度的原则进行设计。按这种原则设计时，通常可采用构造措施来实现，例如可对结构体系采取有效的超静定措施，以限制结构因偶然事件而造成破坏的范围。
建筑结构设计要解决的根本问题是，在结构的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以最经济的途径，使所建造的结构以适当的可靠度满足各种预定的功能要求。
在各种随机因素的影响下，结构完成预定功能的能力不能事先确定，只能用概率来描述。结构可靠度的这一概率定义是从统计学观点出发的比较科学的定义，与其他各种从定值观点出发的定义有本质的区别。
结构的可靠度通常受各种荷载、材料性能、几何参数、计算公式精确性等因素的影响。这些因素，一般具有随机性，称为基本变量，记为X i (i=1、2、3……n)。
按极限状态方法设计建筑结构时，针对所要求的各种结构性能（如强度、刚度、抗裂度等），通常可以建立包括各种有关基本变量在内的关系式：Z=g (X1,、X2 ……X n)=0 （4-4）这一关系式称为极限状态方程，其中Z=g(.)称为结构的功能函数。
现以功能函数仅与两个正态基本变量S、R有关，且极限状态方程为线性方程的简单情况为例，来导出结构构件的可靠指标。
此时功能函数为：
Z=g (S、R)=R-S （4-5）式中：S为结构的荷载效应，R为结构抗力。显然：
当Z＞0时，结构处于可靠状态。
当Z＜0时，结构处于失效状态。
当Z=0时，结构处于极限状态。
可见通过功能函数Z可以判别结构所处的状态。当基本变量满足极限状态方程时，
Z=R-S=0 （4-6）
则结构达到极限状态（图4- 1）。
图 4-1 图4-2
4.1.1.4结构构件的可靠度宜采用可靠指标度量。结构构件的可靠指标宜采用考虑基本变量概率分布类型的一次二阶矩方法进行计算。
1、当仅有作用效应和结构抗力两个基本变量且均按正态分布时，结构件的可靠指标可按下列公式计算：
β=（μR-μS）/（σR2-σS2）1/2 （4-7）
式中：β——结构构件的可靠指标；
μS、σS——结构构件作用效应的平均值和标准差；
μR、σR——结构构件抗力的平均值和标准差。
2、结构构件的失效概率与可靠指标具有下列关系：
рf=ф(-β) （4-8）式中：рf——结构构件失效概率的运算值；
ф(·)——标准正态分布函数。
3、结构构件的可靠度与失效概率具有下列关系：
рS=1-р f （4-9）
式中：рS——结构构件的可靠度。
结构可靠度指标β与失效概率рf具有数量上一一对应关系，也具有与рf相对应的物理意义，已
知β后，即可求得рf（表4-3）。由于β越大，рf越小，即结构越可靠（图4-2）。可靠指标B与失效概率运算值p f的关系见下表：
β与рf（рS）的对应关系表4-3
概率极限状态设计法能够较充分地考虑各有关因素的客观变异性，使所设计的结构比较符合预期的可靠度要求；并且在不同结构之间，设计可靠度具有相对可比性。对十分重要的结构，如原子能反应堆、压力容器、海上采油平台等已开始采用这种方法设计。显然，对于一般常见的结构构件，直接根据给定的β进行设计，目前还不是现实可行的，而是采用以概率极限状态设计方法为基础的实用设计表达式。
当基本变量不按正态分布时，结构构件的可靠指标应以结构构件作用效应和抗力当量正态分布的平
均值和标准差代入公式（4-7）进行计算。
结构构件设计时采用的可靠指标，可根据对现有结构构件的可靠度分析，并考虑使用经验和经济因素等确定。
结构构件承载能力极限状态的可靠指标，不应小于表4-4的规定。
表4-4 结构构件承载能力极限状态的可靠指标
注：当承受偶然作用时，结构构件的可靠指标应符合专门规范的规定。
当基本变量不按正态分布时，结构构件的可靠指标应以结构构件作用效应和抗力当量正态分布的平均值和标准差代入公式（4-7）进行计算。
结构构件承载能力极限状态的可靠指标，不应小于表4-4的规定。
表4-4中规定的结构构件承载能力极限状态设计时采用的可靠指标，是以建筑结构安全等级为二级时延性破坏的β值3.2作为基准，其他情况下相应增减0.5。
表4-4中延性破坏是指结构构件在破坏前有明显的变形或其他预兆；脆性破坏是指结构构件在破坏前无明显的变形或其他预兆。
表4-4中作为基准的β值，是根据对20世纪70年代各类材料结构设计规范校准所得的结果，经综合平衡后确定的。根据“可靠度适当提高一点”的原则，取消了原（GBJ68-84）标准“可对本表的规定值作不超±0.25幅度的调整”的规定，因此表4-4中规定的β值是各类材料结构设计规范应采用的最低β值。
表4-4中规定的β值是对结构构件而言的。对于其他部分如连接等，设计时采用的β值，应由各类材料的结构设计规范另作规定。
目前由于统计资料不够完备以及结构可靠度分析中引入了近似假定，因此所得的失效率p f及相应的β尚非实际值。这些值是一种与结构构件实际失效率有一定联系的运算值，主要用于对各类结构构件可靠度作相对的度量。
结构构件正常使用极限状态的可靠指标，根据其可逆程序宜取0~1.5。为促进房屋使用性能的改善，根据ISO2394：1998的建议，结合国内近年来对我国建筑结构构件正常使用极限状态可靠度所做的分析研究成果，对结构构件正常使用的可靠度做出了规定。对于正常使用极限状态，可逆程度较高的结构构件取较低值；可逆程度较低的结构构件取较高值，例如ISO2394：1998规定，对可逆的正常使用极限状态，其可靠指标取为0；对不可逆的正常使用极限状态，其可行指标取为1.5。不可逆极限状态指产生超越状态的作用被移掉后，仍将永久保持超越状态的一种极限状态；可逆极限状态指产生超载状态的作用被移掉后，将不再保持超越状态的一种极限状态。
4.1.3 结构上作用
结构上的各种作用，若在时间上或空间上可作为相互独立时，则每一种作用均可按对结构单独的作用考虑；当某些作用密切相关，且经常以其最大值同时出现时，可将这些作用按一种作用考虑。结构上的某些作用，例如楼面活荷载和风荷载，它们各自出现与否以及数值大小，在时间上和空间上均彼此互不相关，故称为在时间上和在空间上互相独立的作用。这种作用在计算其效应和进行组合时，可按单独的作用处理。
4.1.3.1 结构上的作用可按下列性质分类：
1、作用按随时间的变异分类，是对作用的基本分类。它直接关系到概率模型的选择，而且按各类极限状态设计时所采用的作用代表值一般与其出现的持续时间长短有关。
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。永久作用的特点是其统计规律与时间参数无关，故可采用随机变量概率模型来描述。例如结构自重，其量值在整个设计基准内基本保持不变或单调变化而趋于限值，其随机性只是表现在空间位置的变异上。
2）可变作用，在设计基准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。可变作用的特点是其统计规律与时间参数有关，故必须采用随机过程概率模型来描述。例如楼面活荷载、风荷
载等。
3）偶然作用，在设计基准内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间很短的作用偶然作用的特点是在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值是很大的。例如爆炸、撞击、罕遇的地震等。
2、作用按随空间位置的变异分类，是由于进行荷载效应组合时，必须考虑荷载在空间的位置及其所占面积大小。
1）固定作用，在结构上具有固定分布的作用。固定作用的特点是在结构上出现的空间位置固定不变，但其量值可能具有随机性。例如：房屋建筑楼面上位置固定的设备荷载、屋盖上的水箱等。
2）自由作用，在结构上一定范围内可以任意分布的作用自由作用的特点是可以在结构的一定空间上任意分布，出现的位置及量值都可能是随机的。例如：楼面的人员荷载等。
3、作用按结构的反应分类，主要是因为进行结构分析时，对某些出现在结构上的作用需要考虑其动力效应（加速度反应）。作用划分为静态或动态作用的原则，不在于作用本身是否具有动力特性，而主要在于它是否使结构产生不可忽略的加速度。有很多作用，例如民用建筑楼面上的活荷载，本身可能具有一定的动力特性，但使结构产生的动力效应可以忽略不计，这类作用仍应划为静态作用。对于动态作用，在结构分析时一般均应考虑其动力效应。有一部分动态作用，例如吊车荷载，设计时可采用增大其量值（即乘以动力系数）的方法按静态作用处理。另一部分动态作用，例如地震作用、大型动力设备的作用等，则须采用结构动力学方法进行结构分析。
按结构的反应特点分类可分为：
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。
作用按时间、按空间位置、按结构反应进行分类，是三种不同的分类方法，各有其不同的用途。例如吊车荷载，按随时间变异分类为可变作用，按随空间位置变异分类为自由作用，按结构反应分类为动态作用。
每种作用按此分类方法各属何类，需依据作用的性质具体确定。本文中的举例，旨在说明分类的基本概念，而不是全部的分类。
4.1.3.2 施加在结构上的荷载宜采用随机过程概率模型描述。住宅、办公楼等楼面活荷载以及风、雪荷载随机过程的样本函数可模型化为等时段的矩形波函数。
施加在结构上的荷载，不但具有随机性质，而且一般还与时间参数有关，所以用随机过程来描述是适当的。
在一个确定的设计基准期T内，对荷载随机过程作一次连续观测（例如对某地的风压连续观测50年），所获得的依赖于观测时间的数据就称为随机过程的一个样本函数。每个随机过程都是由大量的样本函数构成的。
荷载随机过程的样本函数是十分复杂的，它随荷载的种类不同而异。目前对各类荷载随机过程的样本函数及其性质了解甚少。对于常见的活荷载、风荷载、雪荷载等，为了简化起见，采用了平稳二项随机过程概率模型，即将它们的样本函数统一模型化为等时段矩形波函数，矩形波幅值的变化规律采用荷载随机过程中任意时点荷载的概率分布函数来描述。
对于永久荷载，其值在设计基准期内基本不变，从而随机过程就转化为与时间无关的随机变量，所以样本函数的图像是平行于时间轴的一条直线。此时，荷载一次出现的持续时间τ=T，在设计基准期内的时段数r=T/τ，而且在每一时段内出现地概率p=1。
对于可变荷载（住宅、办公楼等楼面活荷载及风、雪荷载等），其样本函数的共同特点是荷载一次出现的持续时间τ＜T，在设计基准期内的时段数r＞1，且在T内至少出现一次，所以平均出现次数
m=pr≥1。不同的可变荷载，其统计参数τ、p以及任意时点荷载的概率分布函数都是不同的。
对于住宅、办公楼楼面活荷载及风、雪荷载随机过程的样本函数采用这种统一的模型，为推导设计基准期最大荷载的概率分布函数和计算组合的最大荷载效应（综合荷载效应）等带来很多方便。
当采用一次二阶矩极限状态设计法时，必须将荷载随机过程转化为设计基准期最大荷载
Q T=maxQ（t）（4-10）
0≥t≥T
因T已规定，故Q T是一个与时间参数t无关的随机变量。
各种荷载的概率模型必须通过调查实测，根据所获得的资料和数据进行统计分析后确定，使之尽可能反映荷载的实际情况，并不要求一律选用平稳二项随机过程这种特定的概率模型。
荷载的各种统计参数和任意时点荷载的概率分布函数，应以观测和试验数据为基础，运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定。检验的显著性水平可采用0.05。
当观测和试验数据不足时，荷载的各种统计参数可结合工程经验经分析判断确定。
任意时点荷载的概率分布函数是结构可靠度分析的基础。它应根据实测数据，运用χ2检验或K-S 检验等方法，选择典型的概率分布如正态、对数正态、伽马、极值I型、极值II型、极值III型等来拟合，检验的显著性水平统一取0.05。显著性水平是指所假设的概率分布类型为真而经检验被拒绝的最大概率。
荷载的统计参数，如平均值、标准差、变异系数等，应根据实测数据，按数理统计学的参数估计方法确定。当统计资料不足而一时又难以获得时，可根据工程经验经适当的判断确定。
4.1.3.3 建筑幕墙是建筑物的外围护构件，它要承受外界施加给它的各种作用。《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）对结构上的作用给出的定义：“施加在结构上的集中或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形的原因，均称为结构上的作用”。“引起结构外加变形或约束变形的原因系指地震、基础沉降、温度变化、焊接等作用”。这就是说，作用是指能使结构产生效应（内力、变形、应力、应变、裂缝等）的各种原因的总称，其中包括施加在结构上的集中力和分布力系，以及形成结构外加变形或约束变形的原因。前一种作用是力（包括集中力和分布力）在结构上的集结，就是通常说的荷载。后一种作用（如温度变化、材料的收缩与徐变、地基变形、地震等）不是以力的形式出现的，过去将施加在结构上的作用统称为荷载（国际上也有这个习惯），但荷载这个术语对间接作用并不恰当，它混淆了两种不同的作用，而且容易发生误解，例如将地震作用当作是施加在结构上而与地基和结构本身无关的外力。《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068）将这两类作用分别称为直接作用和间接作用，而荷载仅等同于直接作用，《建筑结构荷载规范》（GB50009）对直接作用作了规定。间接作用，除地震作用由《建筑抗震设计规范》（GB50011）作了规定外，其余间接作用暂时还没有相应的规范。
4.1.4结构设计表达式
4.1.4.1 结构设计时，应根据各种极限状态的设计要求采用不同的荷载代表值。永久荷载应采用标准值作为代表值；可变荷载应采用标准值、组合值、频偶值或准永久值作为代表值。
荷载代表值有荷载的标准值、组合值、频偶值和准永久值，根据各类荷载的概率模型，荷载的各种代表值均应具有明确的概率意义。
结构自重的标准值可按设计尺寸与材料重力密度标准值计算。对于某些自重变异较大的材料或结构构件（如现场制作的保温材料、混凝土薄壁构件等），自重的标准值应根据结构的不利状态，通过结构可靠度分析，取其概率分布的某一分位值。
可变荷载标准值，应根据设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位值确定。
（注：当观测和试验数据不足时，荷载标准值可结合工程经验，经分析判断确定。）
根据概率极限状态设计方法的要求，荷载标准值应根据设计基准期内最大荷载概率分布的某一分位值确定。在标准的编制过程中，各类荷载的标准值维持了当时规范的取值水平，只对个别不合理者作了适当调整。
荷载组合值是当结构承受两种或两种以上可变荷载时，承载能力极限状态按基本组合设计和正常使用极限状态按标准组合设计采用的可变荷载代表值。
荷载组合值是对可变荷载而言的，主要用于承载能力极限状态的基本组合中，也用于正常使用极限状态的标准组合中。组合值是考虑施加在结构上的各可变荷载不可能同时达到各自的最大值，因此，其取值不仅与荷载本身有关，而且与荷载效应组合所采用的概率模型有关。荷载组合值系数可根据荷载在组合后产生的总作用效应值在设计基准内的超越概率与考虑单一作用时相应概率趋于一致的原则确定，其实质是要求结构在单一可变荷载作用下的可靠度与在两个及以上可变荷载作用下的可靠度保持一致。
荷载频偶值是正常使用极限状态按频遇组合设计可采用的一各可变荷载代表值。荷载频遇值也是对可变荷载而言的，主要用于正常使用极限状态的频遇组合中。根据国际标准ISO2394：1998，频遇值是设计基准期内荷载达到和超过该值的总持续时间与设计基准期的比值小于0.1的荷载代表值。
荷载准永久值是正常使用极限状态按准永久组合和频偶组合设计采用的可变荷载代表值。荷载准永久值也是对可变荷载而言的。主要用于正常使用极限状态的准永久组合和频遇组合中。准永久值反映了可
变荷载的一种状态，其取值系按可变荷载出现的频繁程度和持续时间长短确定。国际标准ISO2394：1998中建议，准永久值根据在设计基准期内荷载达到和超过该值的总持续时间与设计基准期的比值为0.5确定。对住宅、办公楼面活荷载及风雪荷载等，这相当于取其任意时点荷载概率分布的0.5分位值。准永久值的具体取值，将由建筑结构荷载规范作出规定。在结构设计时，准永久值主要用于考虑荷载长期效应的影响。
承载能力极限状态设计时采用的各种偶然作用的代表值，可根据观测和试验数据或工程经验，经综合分析判断确定。目前，由于对许多偶然作用尚缺乏研究，缺少必要的实际观测资料，因此，偶然作用的代表值及有关参数，常常只能根据工程经验、建筑物类型等情况，经综合分析判断确定。对有观测资料的偶然作用，则应建立符合其特性的概率模型，给出有明确概率意义的代表值。
进行建筑结构设计时，对可能同时出现的不同种类的作用，应考虑其效应组合；对不可能同时出现的不同种类的作用，不应考虑其效应组合。
材料的强度、弹性模量、变形模量、压缩模量、内摩擦角、粘聚力等物理力学性能，应根据有关的试验方法标准经试验确定。
材料性能宜采用随机变量概率模型描述。材料性能的各种统计参数和概率分布函数，应以试验数据为基础，运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定。检验的显著性水平可采用0.05。
材料性能实际上是随时间变化的，有些材料性能，例如木材、混凝土的强度等，这种变化相当明显，但为了简化起见，各种材料性能仍作为与时间无关的随机变量来考虑，而性能随时间的变化一般通过引进换算系数来估计。
当利用标准试件的试验结果确定结构中实际的材料性能时，尚应考虑实际结构与标准试件、实际工作条件与标准试验条件的差别。结构中的材料性能与标准试件材料性能的关系，应根据相应的对比试验结果通过换算系数或函数来反映，或根据工程经验判断确定。结构中材料性能的不定性，应由标准试件材料性能的不定性和换算系数或函数的不定性两部分组成。
用材料的标准试件试验所得的材料性能，一般说来，不等同于结构中实际的材料性能，有时两者可能有较大差别。例如，材料试件的加荷速度远超过实际结构的受荷速度，致使试件的材料强度受到尺寸效应的影响面与结构中不同；有时甚至相差很大，以致两者的材料性能有所差别。所有这些因素一般习惯于采用换算系数或函数来考虑，从而结构中实际的材料性能与标准试件材料性能的关系可用下式表示：
f str=K0f spo （4-11）
由于结构所处的状态具有变异性，因此换算系数或函数也是随机变量。
材料强度的概率分布宜采用正态分布或对数正态分布。材料强度的标准值可取其概率分布的0.05分位值确定。材料弹性模量、泊松比等物理性能的标准值可取其概率分布的0.5分位值确定。
（注：当试验数据不足时，材料性能的标准值可采用有关标准的规定值，也可结构工程经验，经分析判断确定。）材料强度标准值一般取概率分布的低分位值，国际上一般取0.05分位值，GB50068标准也采用这个分位值确定材料强度标准值。此时，当材料强度按正态分布时，标准值为：
f k=μ f -1.645σf（4-12）
当按对数正态分布时，标准值近似为：
f k=μfexp（-1.645δf）（4-13）
式中：μf、σf、δf分别为材料强度的平均值，标准差及变异系数。
当材料强度增加对结构性能不利时，必要时可取高分位值。
结构的某些几何参数，例如梁跨和柱高，其变异性一般对结构抗力的影响很小，设计时可按确定量考虑。结构或结构构件的几何参数a宜采用随机变量概率模型描述。几何参数的各种统计参数和概率分布函数，应以正常生产情况下结构或结构构件几何尺寸的测试数据为基础，运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定。
当测试数据不足时，几何参数的统计参数可根据有关标准中规定的公差，经分析判断确定。
结构分析应包括下列内容：
1、结构作用效应的分析，以确定结构或截面上的作用效应；
2、结构抗力及其他性能的分析，以确定结构或截面的抗力及其他性能。
结构的作用效应是指在作用影响下的结构反应。通常包括截面内力（如轴力、剪力、弯矩、扭矩）以及变形和裂缝。设计时，将前者与计算的结构抗力相比较，将后者与规定的限值相比较，可验证结构是否可靠。
4.1.4.2 结构分析可采用计算、模型试验或原型试验等方法。
结构分析采用的基本假定和计算模型应能描述所考虑极限状态下的结构反应。
根据结构的具体情况，可采用一维、二维、三维的计算模型进行结构分析。
一维的结构计算模型适用于结构的某一维（长度）比其他两维大得多的情况，如梁、柱、拱；二维的结构计算模型适用于结构的某一维（厚度）比其他两维小得多的情况，如双向板、深梁、壳体；三维的结构计算模型适用于结构中没有一维显著大于或小于其他两维的情况。
当建筑结构按承载能力极限状态设计时，根据材料和结构对作用的反应，可采用线性、非线性或塑性理论计算。
当建筑结构按正常使用极限状态设计时，可采用线性理论计算；必要时，可采用非线性理论计算。
当结构承受自由作用时，应根据每一自由作用可能出现的空间位置，确定对结构最不利的作用布置。
环境对材料、构件和结构性能的系统影响，宜在结构分析中直接考虑，如湿度对木材强度的影响，高温对钢结构性能的影响等。计算模型的不定性应在极限状态方程中采用一个或几个附加的基本变量考虑。附加基本变量的概率分布类型和统计参数，可通过按计算模型的计算结果与按精确方法的计算结果或实际观测的结果相比较，经统计分析确定，或根据工程经验判断确定。
作用效应及结构构件抗力计算模式的不精确性，是指计算结果与实际情况不相吻合的程度。其中包括确定作用效应时采用的计算简图和分析方法的误差，截面抗力的计算公式的误差，以及关于作用、材料性能、几何参数统计分析中的误差等。这类误差不是定值而是随机变量，因此，在极限状态方程中应引进附加的基本变量予以考虑。它的概率分布函数和统计参数，理论上应根据作用效应和结构构件抗力的实际值与按规范公式的计算值的比值，运用统计分析方法来确定。在具体实践时，作用效应和结构构件抗力的实际值，可以采用精确计算值或试验实测值。因为进行精确计算往往有困难，所以通常是根据试验结果，辅以工程经验判断，对这种误差的统计规律做出估计。
4.1.4.3 结构构件的极限状态设计表达式，应根据各种极限状态的设计要求，采用有关的荷载代表值、材料性能标准值、几何参数标准值以及各种分项系数等表达。
作用分项系数（包括荷载分项系数）和结构构件抗力分项系数（或材料性能分项系数），应根据结构功能函数中基本变量的统计参数和概率分布类型，以及标准规定的结构构件可靠指标，通过计算分析，并考虑工程经验确定。
结构重要性系数应按结构构件的安全等级、设计使用年限并考虑工程经验确定。
为了使所设计的结构构件在不同情况下具有比较一致的可靠度，GB50068标准采用了多个分项系数的极限状态设计表达式。
标准将荷载分项系数按永久荷载与可变荷载分为两大类，以便按荷载性质区别对待。这与目前许多国家规范所采用的设计表达式基本相同。考虑到各类材料结构的通用性，通过对各种结构构件的可靠度分析，标准对常用荷载分项系数给出了统一的规定。
荷载分项系数应按下列规定采用：
1、永久荷载分项系数，当永久荷载效应对结构构件的承载能力不利时，对式（4-16）及（4-17b），应取1.2，对式（4-17a），应取1.35，当永久荷载效应对结构构件的承载能力有利时，不应大于1.0。
2、第1个和第I个可变荷载分项系数和，当可变荷载效应对结构构件的承载能力不利时，在一般情况下应取1.4；当可变荷载效应对结构构件的承载能力有利时，应取为0。
对永久荷载系数和可变荷载的取值，分别根据所对结构构件承载能力有利和不利两种情况，做出了具体规定。
在某些情况下，永久荷载效应与可变荷载效应符号相反，而前者对结构承载能力起有利作用。此时，若永久荷载分项系数仍取同号效应时相同的值，则结构构件的可靠度将严重不足。为了保证结构构件具有必要的可靠度，并考虑到经济指标不致波动过大和应用方便，本标准规定当永久荷载效应对结构构件的承载能力有利时，不应大于1.0。
对于正常使用极限状态，标准规定按荷载的持久性采用三种组合：标准组合、频遇组合和准永久组
合。由于目前对正常使用极限状态的各种限值及结构可靠度分析方法研究得不充分，因此结构设计仍需以过去的经验为基础进行。频遇组合和准永久组合在设计时如何应用，应由各类材料结构设计规范根据各自的特点具体规定。
结构构件抗力分项系数，应按不同结构构件的特点分别确定，亦可转换为按不同的材料采用不同的材料采用不同的材料性能分项系数。本标准对此未提出统一要求，在各类材料的结构设计规范中，应按在各种情况下具有较佳一致性的原则，并适当考虑工程经验具体规定。
4.1.1.4 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进行荷载（效应）组合，并取各自的最不利组合进行设计。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设计，并采用下列设计表达式：
γ0S≤R （4-14）
γ0为结构重要性系数，对安全等级为一级、二级和三级的结构构件，可分别取1.1、1.0和0.9。
结构特殊性系数应按下列规定采用：
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年的结构构件，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。
（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确定结构重要性系数的取值。）标准（GBJ68—84）中规定的荷载分项系数按下列原则经优选确定的：在各种荷载标准值已给定的前提下，要选取一组分项系数，使按极限状态设计表达式设计的各种结构构件具有的可靠指标与规定的可靠指标之间的总体上误差最小。在定值过程中，对钢、薄钢、钢筋混凝土、砖石和木结构选择了14种有代表性的构件，若干各常遇的荷载效应比值（可变荷载效应与永久荷载、恒荷载与办公楼楼面活荷载、恒荷载与风荷载）进行分析。最后确定，在一般情况下采用γG=1.2，γQ=1.4，GB50068标准继续采用。
为保证以永久荷载为主结构构件的可靠指标符合规定值，本次修订增加了式（4-17b），与式（4-17a）同时使用，该设计表达式对以永久荷载为主的结构起控制作用。
一般情况下，一个建筑总有两种及两种以上荷载同时作用。每个荷载的大小都是一个随机变量，而且是随时间而变化的，不应也不可能同时都以最大值出现在同一结构物上。将荷载模型化为等时段矩形波函数，按荷载组合理论，依据可靠指标一致性原则，可根据荷载统计参数与荷载样本函数求得组合值系数。原《建筑结构设计统一标准》（GBJ68--84），仅给出当风荷载与其他可变荷载组合时，组合值系数可均采用0.6这一规定，避而不谈其他情况，其原因是荷载规范一直沿用遇风组合原则，当时规范编制者认为这种情况最有把握。这样规定的结果可能产生其他情况不应考虑组合值系数的误解。新修订的荷载规范认为“遇风组合”原则过于保守，因此取消“遇风组合”规定，采用两种及两种以上可变荷载均应考虑组合值系数的规定。
考虑到采用式（4-16）对排架和框架结构可能增加一定的计算工作量，为了应用简便起见，本标准允许对一般排架、框架结构采用简化的设计表达式（4-17b），并与式（4-17a）同时使用。
当结构承受两种或两种以上可变荷载，且其中有一种量值较大时，则有可能仅考虑较大的一种可变荷载更为不利。
荷载效应与荷载为线性关系是指两者之比为常量的情况。
偶然组合是指一种偶然作用与其他可变荷载相组合。偶然作用发生的概率很小，持续的时间较短，但对结构却可造成相当大的损害。鉴于这种特性，从安全与经济两方面考虑，当按偶然组合验算结构的承载能力时，所采用的可靠指标值允许比基本组合有所降低。国际“结构安全度联合委员会”（JCSS）编制的〈对各类结构和各种材料的共同统一规则〉附录一中也反映了这个原则，其偶然状态下可靠指标的计算公式如下：
β= -υ-1（p f / p0）（4-15）
式中p f——正常情况下结构构件失效概率的运算值；
p O——在结构的设计基准期内偶然作用出现一次的概率；
υ-1（·）——标准正态分布函数的反函数。
应该指出，当p f≥p O /2时β为负值，故应用上述公式时尚需规定其他条件。
由于不同的偶然作用，如撞击和爆炸，其性质差别较大，目前尚难给出统一的设计表达式，故GB50068标准只提出了建立偶然组合设计表达式的一般原则。对于偶然组合，一般是：（1）只考虑一种偶然作用与其他荷载相组合；（2）偶然作用不乘以荷载分项系数；（3）可变荷载可根据与偶然作用同时出现的可能性，采用适当的代表值，如准永久值等；（4）荷载与抗力分项系数值，可根据结构可靠度分析或工程经验确定。
结构重要性系数在γ0原标准中是考虑结构破坏后果的严重性而引入的系数，对于安全等级为一级和三级的结构构件分别取1.1和0.9。可靠度分析表明，采用这些系数后，结构构件可靠指标值较安全等级为二级的结构构件分别增减0.5左右，与表4-4的规定基本一致。本次修订中除保留原来的意义外，对设计使用年限为100年及以上和5年的结构构件，也通过结构重要性系数对作用效应进行调整，考虑不同投资主体对建筑结构可靠度的要求可能不同，故允许结构重要性系数分别取不应小于1.1、1.0和0.9。
4.1.4.5 对于承载能力极限状态基本组合，荷载效应组合值S可按下述规定采用：
n
1．由可变效应控制的组合：γG S GK+γQ1S Q1K+ΣγQiψci S Q i k（4-16）
i=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；
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 i k计算的荷载效应值；S Q1K为诸可变荷载效应中最大者；
ψci—可变荷载Qi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
n
γG S GK+ΣγQiψci S Q i k（4-17a）
i=1
对于一般排架、框架架可采用下列简化极限状态设计表达式：
n
γG S GK+ΣγQi S Q i k（4-17b）
i=1
对于承载能力极限状态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它荷载可根据观测资料和工程经验采用适当的代表值。
4.1.4.6 对于正常使用极限状态，应根据不同的设计要求，采用荷载的标准组合、频遇组合或准永
久组合。
并按下列表达式进行设计：S≤C (4-18)
式中：S—荷载效应组合的设计值；
C—结构或构件达到正常使用要求的规定限值。
对于标准组合，荷载效应组合的设计值S可按下式采用：
n
S GK+S Q1K+ΣγQiψci S Q i k （4-19）
i=2
对于频遇组合，荷载效应的设计值S可按下式采用：
n
S GK+υf1S Q1K+Σψqi S Q i k （4-20）
i=2
式中：ψf1—可变荷载q i的频遇值系数；
ψqi—可变荷载q i的准永久值系数。
对于准永久组合，荷载效应组合的设计值S可按下式采用
n
S GK+Σψqi S Q i k （4-21）
i=1
当对S Q i k 无法明显判断其效应设计值为诸可变荷载效应设计值中最大者，可轮次以各可变荷载效应为S Q1k，选其中最不利的荷载效应组合。
4.1.4.7 JGJ102-2003规定当两个及以上的可变荷载或作用(风荷载、地震作用)效应参加组合时，第一个可变荷载或作用效应的组合系数应按1.0采用；第二个可变荷载或作用的组合系数可按0.5(0.6*)采用；
结构设计时，应有根据构件受力特点，荷载或作用的情况和产生的应力(内力)作用方向，选用最不利的组合，荷载和效应组合设计值应按下式采用：
r G S G+r wψw S w+r EψE S E （4-22）
式中: S G—重力荷载作用为永久荷载产生的效应；
S w、S E—分别为风荷载、地震作用作为可变荷载和作用产生的效应。按不同的组合情况，二者可分别作为第一、第二、个可变荷载和作用产生的效应；
r G、r w、r E—各效应的分项系数；
ψw、ψE—分别为风荷载、地震作用的组合系数。
荷载和作用所产生的应力或内力设计值的常用组合如下表：
表4-5 荷载和作用所产生的应力或内力设计值的常用组合
注: 1. σGK、σWK、σEK分别为自重、风荷载、地震作用产生的应力标准值。
2.S GK、S WK、S EK分别为自重、风荷载、地震作用产生的内力标准值。
位移、变形和挠度计算时，一般不考虑不同作用效应的组合，作用的分项系数取1.0，并按下式计算：
d f=d fG≤d f，lim（4-23）
或d f=d fW （+0.6d fE*）≤d f ，lim（4-24）
式中：d f—荷载（作用）单独作用下构件位移或变形；
d fG、d fW（d fE）—分别为自重、风荷载（地震作用）标准值单独作用下构件产生的位移或变位。
d f ，lim —构件挠度限值，钢结构取1/250、铝合金结构取1/180。
(*为JGJ133-2001的规定，**用于非抗震设计，***用于抗震设计。)
第二节荷载和作用
一．风荷载
风荷载是作用于幕墙上的一种主要直接作用，它垂直作用于幕墙的表面上。幕墙是一种薄壁外围护构件，一块玻璃，一根杆就是一个受力单元，而且质量较轻，在设计时，既需考虑长期使用过程中，在一定时距平均最大风速的风荷载作用下保证其正常功能不受影响；又必须注意到在阵风袭击下不受损坏，避免安全事故。建设部2002年1月10日以建标[2002]10号通知发布了《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001），从2002年3月1日起施行（GBJ9 2002年12月31日废止）。《建筑结构荷载规范》GB50009规定对垂直于建筑物表面的风荷载标准值，当计算主要承重结构时应按下式计算：W K=βZμSμZ W0；（4-25）
式中：W K—风荷载标准值，N/m2；
βZ—高度Z处的风振系数；
μS—风荷载体型系数；
μZ—风压高度变化系数
W0—基本风压，N/m2。
当计算围护结构时应按下式公式计算（JGJ102-2003第5.3.2条规定不应小于1000 N/m2）：W K=βgzμsμZ W0（4-26）
式中：βgz—高度Z处的阵风系数（JGJ133-2001规定取为2 .25）。
μS—风荷载体型系数(JGJ133-2001规定取为±1.5)；
风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取0.6 、0.4 和0。
GB50009第7.1.1条关于风荷载标准值的规定为强制性条文，是所有规范都应执行的技术法规。幕墙风荷载标准值都应按GB50009第7.1.1条关于风荷载标准值的规定计算（JGJ133-2001关于风荷载标准值的规定2002年12月31日自行废止）。
A．基本风压:
风是空气的流动，必然就有速度，当风以一定速度向前运动遇到幕墙阻碍时，幕墙就承受风压。风速越大，对幕墙的压力越大，风压是一种速度压。风的成因很复杂，影响我国的风气候系统大致有台风、季风、峡谷风、寒潮风等，它们的运动规律多种多样。幕墙所在地的地理位置不同，它们所承受的风荷载也不同，在设计幕墙时，逐个根据风速资料确定风荷载不是一般单位能做到的，只要求一些特殊的、特别重要的建筑物，通过分析气象观测资料和风洞试验来确定风荷载值，而对大量一般性工程的幕墙，则依据《建筑结构荷载规范》GB50009规定的基本风压来计算风荷载值。
基本风压系以当地比较空旷地面上离地10m高、统计所得的50年一遇10min平均最大风速V0（m/s）为标准确定的风压值。
风压是速度压，由规定的基本风速V0，按计算速度压的伯努力方程导出下式计算：
W0=ρ/2V02（4-27）
式中：ρ—空气密度
使用风杯式测风仪时，考虑空气密度受温度、气压影响，可按下式确定空气密度：
ρ=[0.001276/(1+0.00366t )]×(ρ-0.378e/1000000); t/m3(4-28a) 式中：t—空气温度，0C；
ρ—气压，P a；
e—水气压，P a 。
也可根据所在地点的海拨高度Z(m)按下式近似估算空气密度：
ρ=0.00125e–0.0001Z, t/m3(4-28b)
GB50009规定的基本风压是根据全国气象台站历年来的最大风速纪录，按基本风速的标准要求，将不同风速仪高度和时距的年最大风速，统一换算为离地10m高、自记10min平均年最大风速（m/s）。根据该风速数据（选取最大风速数据，一般应有25年以上的资料；当无法满足时，至少不少于10年的风速资料）经统计分析确定重现期为50年的最大风速，作为当地的基本风速V0。再按伯努力公式：W0=1/2ρv02确定基本风速。
ρ= γ/g，γ为空气重力密度，g为重力加速度，以ρ= γ/g代入W0=γ/2g×v02。以往国内的风速记录大多数根据风压板的观测结果，刻度所反映的风速，实际上是统一根据标准的空气密度ρ=1.25Kg/m3按上述公式反算而得，因此在按该风速确定风压时，可统一按W0=V02/1600（KN/m2）计算。
当前各气象站已积累了根据风杯式自记风速仪记录的10min平均最大风速数据，因此在这次数据处理时基本上是以自记的数据为依据。所以在确定风压时，必须考虑各台站观测当时的空气密度，当缺乏资料时也可参考式（4-28b）的规定采用。
GB50009将基本风压的重现期由以往的30年改为50年，这样在标准上将与国外大部份国家取得一致，经修改后各地的风压并不是在原有的基础上提高10%，而是根据新的风速观测数据进行统计分析后重新确定的。对于风荷载比较敏感的高层建筑和高耸建筑，其基本风压值仍可由各结构设计规范，根据结构的自身特点，考虑适当提高其重现期。对于围护结构，其重要性与主体结构相比要低些，仍可取50年一遇的基本风压。
基本风压应按GB50009规范附录D4附表D.4给出的50年一遇的风压（其中136个城市基本风压见本教材表4-6）或全国基本风压分布图(见GB50009附图D5.3)采用，但不得低于0.3KN/m2。
全国136个城市基本风压值与基本雪压值表4-6
B．风压高度变化系数：
在大气边界层内，风速随离地面高度变化而增大。当气压场随高度不变时，速度随高度增大的规律，主要取决于地面粗糙度和温度垂直梯度。通常认为在离地面高度为300~500m时风速不再受地面粗糙度的影响，也即达到所谓“梯度风速”，该高度称之梯度风高度。地面粗糙度等级低的地区，其梯度风高度比等级高的地区为低。
GBJ9规范将地面粗糙度等级由过去的陆、海两类改成A、B、C三类，但随我国建设事业的蓬勃发展，城市房屋的高度和密度日益增大，因此，对大城市中心地区，其粗糙程度也有不同程度的提高。考虑到大多数发达国家，诸如美、英、日等国家的规范，以及国际标准ISO4354和欧洲统一规范EN1991-2-4都将地面粗糙度等级划分为四类，甚至于五类（日本）。为适应当前发展形势，GB50009将地面粗糙度等级由GBJ9规范的三类改成四类，其中A、B两类的有关参数不变，C类指有密度建筑群的城市市区，其粗糙度指数α由0.2改为0.22，梯度风高度H G仍取400m；新增添的D类，指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区，其粗糙度指数α取0.3，H G取450m。
根据地面粗糙度指数及梯度风高度，即可得出风压变化系数如下：
μz A=1.379(Z/10)0. 24 (4-29a)
μz B=1.000(Z/10)0. 32 (4-29b)
μz C=0.616(Z/10)0.44 (4-29c) JGJ133-2001规定为：μz C=0.713(Z/10)0.40
μz D=0.318(Z/10)0. 60 (4-29d) GJ133-2001无此类别规定在确定城区的粗糙度类别时,若无α的实测资料,可按下述原则近似确定：
(一)以拟建房屋为中心，2km为半径的迎风半园影响范围内的房屋高度和密集度来区分粗糙度类别，风向原则上应以该地区最大风的风向为准，但也可取其主导风向：
(二)以半园影响范围内建筑物的平均高度h来划分地面粗糙度类别，当h≥18m，为D类，
9m＜h≤18m，为C类，h＜9m，为B类；
(三)影响范围内不同高度的面域可按下述原则确定，即每座建筑物向外延伸距离为其高度的面域内均为该高度，当不同高度的面域相交时，交叠部分的高度取大者；
(四)平均高度h取各面域面积为权数计算。
当直接以高度Z来描述风压高度变化系数时：
由（Z/10）0.24=0.575Z0.24则μZ A=1.379×0.575Z0.24=0.794Z0.24 (4-30a)
由(Z/10)0.32=0.479Z0.32则μZ B=0.479Z0.32(4-30b)
由(Z/10)0.44=0.363Z0.44则μZ C=0.616×0.363Z0.44=0.224Z0.44(4-30c)
由(2/10)0.60=0.251Z0.60则μZ D=0.318×0.251Z0.60=0.08Z0.60(4-30d) 表4-7 风压高度变化系数μZ
例
解：风压高度变化系数μZ A=1.379×(65/10)0.24=2.16 或μZ A=0.794×650.24=2.16
例4-2．求B类地区高度95m处风压高度变化系数
解：风压高度变化系数μZ B=(95/10)0.32=2.06 或μZ B=0.479×950.32=2.06
例4-3．求C类地区高度118m处风压高度变化系数
解：风压高度变化系数μZ C=0.616×(118/10)0.44=1.82 或μZ A=0.224×1180.44=1.83
例4-4．求D类地区高度128m处风压高度变化系数
解：风压高度变化系数μZ D=0.318×(128/10)0.6=1.47 或μZ D=0.08×1280.6=1.47
C．风荷载体型系数。
风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力（或吸力）与来流风的速度压的比值，它描述的是建筑物表面在稳定风压的作用下的静压力的分布规律，主要与建筑物的体型和尺度有关，也与周围环境和地面粗糙度有关。由于涉及的是固体和流体相互作用的流体力学问题，对于不规则形状的固体，问题尤为复杂；无法得出理论上的结果。一般均应由试验确定，鉴于真型的实侧方法对结构设计的不现实性，目前只能采用相似原理，在边界层风洞内对拟建的建筑物模型进行测试。GB50009表7.3.1列出38项不同类型的建筑物和各类结构体型及其体型系数，这些都是根据国内外的试验资料和外国规范中的建议性规定整理而成。当建筑物与表中列出的体型相同时，可按该表的规定采用；当建筑物与表中的体型不同时，可参考有关资料采用；当建筑物与表中的体型不同且无有关资料可以借鉴时，宜由风洞试验确定；对于重要且体型复杂的建筑物应由风洞试验确定。
当建筑群，尤其是高层建筑群，房屋相互间距较近时，由于旋涡的相互干扰，房屋某些部位的局部风压会显著增大，设计时应予注意，对比较重要的高层建筑，在风洞试验中要考虑周围建筑物的干扰因素。验算围护构件及连接的强度时，可按下列规定采用局部风荷载体型系数。
1．外表面
1）正压区按GB50009表7.3.1采用
2）负压区—对墙面取-1.0
—对墙角边取-1.8
—对屋面局部部位（周边和屋面坡度大于10度的屋脊部位）取-2.2
—对檐口、雨蓬、遮阳板等突出构件，取-2.0
注：对墙角边和屋面局部部位的作用宽度为房屋宽度的0.1或房屋平均高度的0.4。取其小者，但不小于1.5m
2．内表面
对封闭式建筑物按外表面风压的正负情况取-0.2或0.2
（JGJ102-2003条文说明第5.3.2条规定风荷载体型系数可分别按-2.0和-1.2采用。）
D．阵风系数
计算围护结构的风荷载时，阵风系数按下述公式确定：βgz=K（1+2μf）（4-31a）
式中：K—地区粗糙度调整系数。对A、B、C、D四种类型分别取0.92、0.89、0.85、0.80；
μf—脉动系数。μf=0.5×351.8（α-0.16）（Z/10）-α（4-31b)
式中：α—地面粗糙度指数对应于A、B、C、D四类地貌，分别取0.12、0.16、0.22和0.30。
将K、α系数代入后，各类地区阵风系数计算公式为：
βgz A=0.92×(1+2μf A) μf A=0.387(Z/10)-0.12 (4-31c)
βgz B=0.89×(1+2μf B) μf B=0.5(Z/10)-0.16(4-31d)
βgz C=0.85×(1+2μf C) μf C=0.734(Z/10)-0.22 (4-31e)
βgz D=0.80×(1+2μf D) μf D=1.2248(Z/10)-0.3 (4-31f)上海风速实测资料证明了以上取值的可行性。80~81年通过在四次台风过程中对上海电视塔20m~186m七个高度处瞬时风速和十分钟平均最大风速的观测数据得出阵风系数的近似计算公式：
βgz=e[0.7/（z/10）1/3] (4-32)
由此式可算出，在10m、20m、50m、100m及150m处阵风系数为2.01、1.74、1.51、1.38和1.33。
上海金茂大厦根据历年0~500m各高程风速资料进行风洞试验得出的设计风荷载和按GB50009计算结果相吻合。
上海金茂大厦设计风荷载与按GB50009计算结果对照表表4-8 N/m2
阵风系数β表4-9
例4-5
解：脉动系数μf A=0.387×（55/10）-0.12=0.315
阵风系数βgz A=0.92×（1+2×0.315）=1.5
例4-6．计算B类地区高度85m处阵风系数。
解：脉动系数μf B=0.5×（85/10）-0.16=0.355
阵风系数βgz B=0.89×（1+2×0.355）=1.52
例4-7．计算C类地区高度125m处阵风系数。
解：脉动系数μf C=0.734×（125/10）-0.22=0.421
阵风系数βgz C=0.85×（1+2×0.421）=1.566
例4-8．计算D类地区高度165m处阵风系数。
解：脉动系数μf D=1.2248×（165/10）-0.3=0.528
阵风系数βgz D=0.80×（1+2×0.528）=1.645
例4-9．厦门市一建筑幕墙位于滨海大道上，计算高度115m处风荷载标准值。
解：基本风压W0=800N/m2（750×1.1）风压高度变化系数μZ A=1.379×（115/10）0.24=2.478
按JGJ102-2003计算
脉动系数μf A=0.387×（115/10）-0.12=0.2887 阵风系数βgz A=0.92×（1+2×0.2887）=1.45
墙面区：风荷载标准值W k=1.45×2.478×(1+0.2)×800=3449N/m2
墙角区：风荷载标准值W k=1.45×2.478×(1.8+0.2)×800=5749N/m2
按JGJ133-2001规定计算* 风荷载标准值W k=2.25×2.478×1.5×750×1.1=6900N/m2
*GB50009第7.1.1条关于风荷载标准值的规定为强制性条文，是所有规范都应执行的技术法规。风荷载标准值应按GB50009第7.1.1条关于风荷载标准值的规定计算。本书所列按JGJ133-2001规定计算的情况，仅为对比计算，供读者参考。
例4-10．求上海中心区一幕墙高度205m处风荷载标准值。
解：基本风压W0=550N/m2（550×1.1）
按JGJ102-2003计算风压高度变化系数μZ D=0.318×（205/10）0.6=1.948
脉动系数μf D=1.2248×（205/10）-0.30=0.4949 阵风系数βgz D=0.80×（1+2×0.4949）=1.592
墙面区：风荷载标准值W k=1.592×1.948×(1+0.2)×550=2047N/m2
墙角区：风荷载标准值W k=1.592×1.948×(1.8+0.2)×550=3411N/m2
按JGJ133-2001规定计算* 风压高度变化系数μZ C=0.713×（205/10）0.4=2.387
风荷载标准值W k=2.25×2.387×1.5×550×1.1=4874N/m2
例4-11．求常州市一幕墙高度105m处风荷载标准值。
解：基本风压W0=400N/m2（350×1.1）风压高度变化系数μZ B=（105/10）0.32=2.122
按JGJ102-2003计算
脉动系数μf B=0.5×（105/10）-0.16=0.3432 阵风系数βgz B=0.89×（1+2×0.3432）=1.50
墙面区：风荷载标准值W k=1.50×2.122×(1+0.2)×400=1528N/m2
墙角区：风荷载标准值W k=1.50×2.122×(1.8+0.2)×400=2546N/m2
按JGJ133-2001规定计算* 风荷载标准值W k=2.25×2.122×1.5×350×1.1=2757N/m2
例4-12．求合肥市一幕墙高度95m处风荷载标准值。
解：基本风压W0=350N/m2（300×1.1）
按JGJ102-2003计算
风压高度变化系数μZ C=0.616×（95/10）0.44=1.659
脉动系数μf C=0.734×（95/10）-0.22=0.447 阵风系数βgz C=0.85×（1+2×0.447）=1.610
墙面区:：风荷载标准值W k=1.610×1.659×(1+0.2)×350=1122N/m2
墙角区：风荷载标准值W k=1.610×1.659×(1.8+0.2)×350=1870N/m2
按JGJ133-2001规定计算* 风压高度变化系数μZ C =0.713×（95/10）0.4=1.755
风荷载标准值W k=2.25×1.755×1.5×300×1.1=1955 N/m2
二．雪荷载
雪荷载是玻璃采光顶主要荷载之一。在我国寒冷地区及其它大雪地区，玻璃采光顶对雪荷载更为敏感，因雪压导致玻璃采光顶破坏的事故常有发生，合理确定雪荷载的大小及其在玻璃采光顶上的分布，将直接影响玻璃采光顶的安全性、适用性和经济性。
A．玻璃采光顶水平投影面上的雪荷载标准应按下式计算：
S K=μr S0（4-33）
式中：S K—雪荷载标准值，KN/m2；
μr—屋面积雪分布系数；S0—基本雪压KN/m2。
雪荷载的组成合值，频遇值和准永久值系数表4-10
注：雪荷载的准永久值系数分区图见GB50009附图D.5.2（本教材图4-3）。
图4-3
B．基本雪压。
基本雪压系以当地空旷平坦地面上统计所得50年一遇的最大积雪自重确定。GB50009根据全国各气象台（站）从建站起到1995年的最大雪压和雪深资料经统计得出50年一遇最大雪压，即重现期为50年的最大雪压，以此规定当地的基本雪压。
当前，我国大部份气象台（站）收集的都是雪深数据，而相应的积雪密度数据又不齐全，在统计中当缺少平行观测的积雪密度时，均以当地的平均密度来估算雪压值。
各地区的积雪的平均密度按下述取用：东北及新疆北部地区的平均密度取150Kg/m3；华北及西北地区取130Kg/m3；其中青海取120Kg/m3；淮河、秦岭以南地区一般取150Kg/m3；其中江西、浙江取200Kg/m3。年最大雪压的概率分布统一按极值Ⅰ型考虑。
在制定我国基本雪压分布图时，考虑了如下特点：
（1）新疆北部是我国突出的雪压高值区。该区由于冬季北冰洋南侵的冷湿气流影响，雪量丰富，且阿尔泰山、天山等山脉对气流有阻滞和抬升作用，更利于降雪。加上温度低，积雪可以保持整个冬季不溶化，新雪覆老雪，形成了特大雪压。在阿尔泰山区域雪压值达1kN/m2。
（2）东北地区由于气旋活动频繁，并有山脉对气流的抬升作用，冬季多降雪天气，同时因气温低，更有利于积雪,因此大兴安岭及长白山区是我国又一个雪压高值区。黑龙江省北部和吉林省东部的广泛地区，雪压值可达0.7KN/ｍ2以上。但是吉林西部和辽宁北部地区，因地处大兴安岭的背风坡，气流有下
沉作用，不易降雪，积雪不多，雪压仅在0.2kN/ｍ2左右。
教学设计基本结构内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
教学方案设计基本结构 1、教材分析与学情分析Teaching Analysis ； 教材分析考试时可以减写，学情分析即对学生情况的分析，相对来说可以多写，熟练的情况下可以不写，考试的时候最好还是写，教材分析几十个字，学情分析100字以内。 2、教学目标Teaching Aims； 教学目标是主线，必不可缺，分为三个维度，即知识与技能（knowledge and Ability），过程与方法（process and method），情感、态度与价值观 （emotion、attitude and value）。 教学目标要具体化、可操作化，根据课标要求、学生的实际确定目标。考试常用格式：使学生记住……事实，理解……概念，形成……技能，经历……的过程，掌握……的方法、应用……定律分析……的问题，坚定……的信念，养成……的习惯，激发……的热情。错误的格式：教给学生……，教学目标是对学生的要求，而不是对教师的，考试时一定要注意。 3、教学重点、难点Teaching Emphasis and Teaching difficult points； 教学重难点也是必不可缺的，依据课标要求、教材内容、学生已有知识来确定。考试时，教学重点、教学难点最好分开写。 4、教学方法Teaching Methods； 一般情况下要写，常用的教学方法有讲授法、谈话法、讨论法、读书指导法、练习法、实习法、实验法、演示法、参观法………… 5、课时安排； 课时：一般考1课时的教学设计，可以忽略不计。课前准备可写可不写。
双层玻璃幕墙中的三种通风类型 责任编辑：牧水 发表于2007-6-8 来源：中国遮阳网 摘要： 90 年代在欧洲出现了大量的采用双层玻璃幕墙的高层建筑。一些人认为这将是本世纪生态高层建筑中的一个重要组成构件,因为它从采光、通风、隔声等方面有较好的表现 双层玻璃幕墙在上个世纪80 年代就已经在欧美一些国家开始用于办公建筑, 90 年代在欧洲出现了大量的采用双层玻璃幕墙的高层建筑。然而在我国这项技术才刚刚起步, 只在极少的几个大城市中的高层办公楼采用了双层玻璃幕墙。一些人认为这将是本世纪生态高层建筑中的一个重要组成构件,因为它从采光、通风、隔声等方面有较好的表现, 给室内带来舒适的环境, 同时节约能源, 从整个建筑周期来看节约总成本。也有一些人持怀疑态度。但是双层玻璃幕墙可以解决高层建筑室内的自然通风,这一点在很多国外建筑中已经得到了证实。 双层玻璃幕墙是一种外墙构造, 虽然它的表现形式很多, 但是它的本质上通常包括外层玻璃、通风的空气间层和内层玻璃。遮阳装置设置在通风的空气间层之中。空气间层的宽度范围为100～ 2 000mm 。除了玻璃的分层和遮阳设施的布置之外, 双层玻璃幕墙主要以空气间层中气流状况为特征, 换句话说, 就是气流的驱动力和空气间层中通风的方向。空气间层中气流的通风驱动力可分为: 机械通风、自然通风、混合通风。而每个双层玻璃幕墙只有一种通风驱动力。因此按照空气间层中通风驱动力的不同, 双层玻璃幕墙也可以分为3 种类型: (1) 气候式外墙——机械通风; (2) 自然通风外墙——自然通风; (3) 交互式外墙——混合通风(机械通风+ 自然通风)。 1 气候式外墙 气候式外墙又称为“主动式外墙(A ct ive w all) ”是典型的机械通风双层玻璃幕墙。通常在空气间层的外侧采用夹层保温玻璃, 内侧采用单层平板玻璃。自动的遮阳设施可以安装在空气间层中。空气间层的通风完全是以机械通风的方式实现的。 室内废气常常经过内层玻璃底部的缝隙进入空气间层, 在内置式风扇的驱动下, 回流至通风系统。在有阳光的时候, 遮阳设施(百叶) 吸收来自太阳辐射的能量, 通过在空气间层中的通风将热量带走。当气候式外墙与建筑暖通系统整合时, 冬季遮阳设施(百叶) 吸收的热量可以通过间层中的通风送至暖通系统。热量被暖通系统回收后又可以用于预热室内供风, 给室内提供温暖舒适的环境。 在采暖期间或太阳光较少的时候, 由于室内空气进入空气间层中的缘故, 内层玻璃的表面温度总是保持在接近室温的状况下, 致使在双层玻璃幕墙的室内一侧、建筑周边区域内使用者仍然有舒适的感觉。这种系统由于328L O V E R
结构设计原理课程设计 设计题目：预应力混凝土等截面简支 空心板设计（先张法） 班级：6班 姓名：于祥敏 学号：44090629 指导老师：张弘强
目录 一、设计资料 (2) 二、主梁截面形式及尺寸 (2) 三、主梁内力计算 (3) 四、荷载组合 (3) 五、空心板换算成等效工字梁 (3) 六、全截面几何特性 (4) 七、钢筋面积的估算及布置 (5) 八、主梁截面几何特性 (7) 九、持久状况截面承载力极限状态计算 (9) 十、应力损失估算 (10) 十一、钢筋有效应力验算 (13) 十二、应力验算 (13) 十三、抗裂性验算 (19) 十四、变形计算 (21)
预应力混凝土等截面简支空心板设计 一、设计资料 1、标跨m 16，计算跨径m 2.15 2、设计荷载：汽车按公路Ｉ级，人群按2/0.3m KN ，10=γ 3、环境：Ｉ类，相对湿度%75 4、材料： 预应力钢筋：采用ASTM a A 97416-标准的低松弛钢绞线（71?标准型），抗拉强度标准值MPa f pk 1860=，抗拉强度设计值MPa f pd 1260=，公称直径mm 24.15，公称面积2140mm ，弹性模量MPa Ep 51095.1?= 非预应力钢筋：400HRB 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 400=，抗拉强度设计值 MPa f sd 330=，弹性模量MPa Es 5100.2?= 箍筋：335H R B 级钢筋，抗拉强度标准值MPa f sk 335=，抗拉强度设计值 MPa f sd 280=，弹性模量MPa Es 5100.2?= 混凝土：主梁采用50C 混凝土，MPa Ec 41045.3?=，抗压强度标准值MPa f ck 4.32=，抗压强度设计值MPa f cd 4.22=，抗拉强度标准值MPa f tk 65.2=，抗拉强度设计值 MPa f td 83.1= 5、设计要求：根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》要求，按Ａ类预应力混凝土构件设计此梁 6、施工方法：先张法 二、主梁截面形式及尺寸（mm ） 主梁截面图（单位mm ）
类双层幕墙结构的设计优化与施工探讨 发表时间：2019-08-23T11:30:36.547Z 来源：《工程管理前沿》2019年12期作者：文帅 [导读] 对此类幕墙结构的设计优化、施工工艺进行分析。 湖南省沙坪建设有限公司湖南长沙 410000 摘要：本文通过实例分析的方式，对类双层幕墙结构设计的优化原则和方法进行阐述，在设计优化时要严格遵循安全性、功能性、经济性原则，并根据工程实际情况采取有效的优化方法，最后对幕墙结构施工流程、关键工艺与维护方法进行分析，力求提高幕墙设计效果，保障建筑安全稳定。 关键词：双层幕墙结构；优化设计；施工方法 引言：在建筑飞速发展背景下，人们对建筑实用性和美观度提出更高要求，幕墙对建筑整体效果具有较大影响，做好内部结构设计工作十分必要。与单层幕墙使用效果相比，类双层幕墙结构在通风、节能、隔音方面的优势更加明显。对此，本文对此类幕墙结构的设计优化、施工工艺进行分析。 1.类双层幕墙结构的设计优化 某市政建筑工程位于新区东侧，总建筑面积8万m2，高度约56.5m2，外观近似鸟巢形状，幕墙总面积为23655m2，由于原有设计中幕墙系统在结构支撑方面存在不足，应通过优化设计的方式使其形成更为合理的类双层幕墙系统，使幕墙质量得到显著提升。 1.1优化原则 在幕墙结构优化中，为了提高结构支撑效果，使其充分满足设计要求，应严格遵循以下原则，保证类双层幕墙的建设质量，具体如下。 （1）安全性原则。幕墙结构安全设计不断确保自身结构承载负荷符合要求，还要立足整体建筑安全，对采光顶进行消防设计，部分建筑采用牡蛎采光顶，在耐火性能方面应超过0.25h，等级至少为三级。除此以外，还应与建筑所处位置、周围环境等因素结合，采用具有防雷、防坠物、防冰雹等性能的幕墙，并对构件相交处进行重点优化，充分提高安全性能； （2）功能性原则。双层幕墙优化不但要外表美观，还要具备实用性，在采光、保温、隔热等方面发挥重要作用。对于同种类型的幕墙来说，保温和隔热属于矛盾体，这将要求采用双层幕墙，使保温和隔热性能得以兼顾，提高双层幕墙的功能性和节能性； （3）经济性原则。在优化设计中应在满足各项性能的基础上，最大限度的降低成本，在对结构尺寸、荷载进行计算时，应积极探索最佳方案，以免在设计时造成资源浪费等情况。在结构优化时，应尽量采用较为简单实用的结构，在确保结构满足设计标准的同时，提高经济性。 （4）载荷优化。在幕墙设计中载荷优化十分关键，在设计时采用的结构类型、材料等均要进行权衡，选出最佳荷载极限的结构和材料。通常情况下，采用新型轻便材料作为主材，再对局部面板的载荷承载力进行计算，根据实际情况增加筋肋，在加筋时要与折边联接[1]。 1.2优化方法 以张拉膜钢结构为例，对设计优化的方式进行阐述。该建筑主要包括采光顶、玻璃栏杆、铝合金窗、玻璃幕墙等多个部分，虽然外立面的张拉膜不属于设计范畴，但该结构质量仍会对幕墙施工带来较大影响，因此对其进行优化设计显得十分必要。在膜系统中，结构梁属于主要受力点，还存在共用一块埋板的情况，首先要对埋板制作反力值进行计算。原设计的钢管尺度较大，钢管长度为7m，重量为132.72kg，在对钢结构进行设计时，必须采用大型设备对钢材进行运输，在一定程度上增加造价，应对该问题进行设计优化。在设计阶段中，采用简支单点结构系统的方式，使立柱构件受力程度受到不良影响，应增加立柱截面面积，满足相应的计算标准。经过计算可知，建筑物结构梁高度为1200mm，如若采用双支点式系统，则结构梁高度可安装两块埋板，其中埋板尺寸为300×400×10mm，间距为600mm，此种设计模式与双支点设计标准相符，采用双支点的设计模式，立柱高度随之提升，达到6.75+0.25m，受力结构更为合理，立柱截面面积得以缩减，形成新的立柱结构。在幕墙设计时，应注重细节设计，使设计更加科学规范。 1.3优化效果 在设计完成后，将立体尺寸调整为160×80×6m，原设计的总体重量为200t，设计后总重量为100t，与设计前相比整体重量降低50%，在设计优化后总成本可节约84万元，有效节省了大量人力资源和资本消耗，具有较强的经济性，优化设计效果如下表1所示。 2.类双层幕墙结构的施工工艺 2.1施工流程 在幕墙施工中应严格按照技术标准，根据规定的施工顺序进行施工，当玻璃幕墙施工完毕后，对成品进行保护，以免因膜结构施工对其产生不良影响，在实际施工中还存在两种交叉工序，其中玻璃幕墙施工流程为：首先，预埋埋板，然后，对转接件和立柱进行安装，在
建筑结构设计 一、选择题（每小题1分，共20分） 1、单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的（ ）。 A 、两端，与上柱柱间支撑相对应的柱间 B 、中间，与屋盖横向支撑对应的柱间 C 、两端，与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间 D 、中间，与上柱柱间支撑相对应的柱间 2、在一般单阶柱的厂房中，柱的（ ）截面为力组合的控制截面。 A 、上柱底部、下柱的底部与顶部 B 、上柱顶部、下柱的顶部与底部 C 、上柱顶部与底部、下柱的底部 D 、上柱顶部与底部、下柱顶部与底部 3、单层厂房柱牛腿的弯压破坏多发生在（ ）情况下。 A 、0.751.0 C 无论何时 q γ＝1.4 D 作用在挡土墙上q γ=1.4 12、与 b ξξ≤意义相同的表达式为（） A 10.5s b γξ≥-B min ρρ≥
玻璃幕墙安装规范 本规范适用于一般民用建筑柜式玻璃幕墙玻璃幕墙相关门窗信息)安装工程即主要承重骨架为垂直向的主龙骨和水平向的次龙骨，中间嵌入玻璃幕的构造形式) 1．材料要求 1空腹式铝合金竖向主龙骨及水平次龙骨：均按设计要求的规格、型号、尺寸加工成型后运至现场。必须有出厂合格证及必要的试验记录，加工精度及表面镀层均要符合设计规定，要求平直规方、无翘曲、无刮痕。 2玻璃一般均为带色(茶色、黑色、蓝色)采光中空玻璃中空玻璃相关门窗信息)及单层非采光玻璃进场时要进行检查验收。要有出厂合格证和必要的试验记录，表面镀膜(单层或双层玻璃一侧均镀有金属膜)不允许有划痕和脱落，进场后存放在铁制箱内或专用棚架上。 3橡胶条(胶条相关门窗信息)橡胶垫：须有老化试验的出厂证明，尺寸正确，符合设计规定，无断裂现象。 4铝合金装饰压条：必须颜色一致、无扭曲、损伤。 5连结主龙骨的紧固铁件，主龙骨与次龙骨之间的连接件(连接件相关门窗信息)主龙骨与主龙骨、主龙骨与次龙骨接头的内外套管(或连接件(连接件相关门窗信息)等等均要进行镀锌处理，材质及规格尺寸要符合设计要求。时场后分类存放。 6螺栓、螺帽、钢钉全部为不锈钢钢材，进场时要有出厂证明，并拆箱抽检。 7密封胶(密封胶相关门窗信息)有出厂合格证，粘结及防水性能应符合设计要求。 8防火、保温材(矿棉或岩棉)导热系数及厚度要符合设计要求。 以上所有材料进场后，均要分规格存放妥当，不得雨淋暴晒。 2．主要机具 塔式起重机、外用电梯、电动吊篮、电动真空吸盘(吸玻璃专用设备(设备相关门窗信息)三爪手动吸盘(抬运玻璃工具)焊钉枪、电动改锥、手枪钻、梅花扳手、活动扳手、经纬仪(或激光经纬仪)水准仪、钢卷尺、铁水平尺、钢板尺、钢角尺、电焊机。 3．作业条件 1混凝土主体结构已完工并办完质量验收手续。 2预先进行完测量放线。
《预应力混凝土梁》课程设计 一?设计资料 （一）主梁跨径和全长 标准跨径：|标30m ;计算跨径：I计29.2m ;主梁全长：I全29.96m。 （二）设计荷载 公路一I级 （三）环境 I类环境 （四）材料 预应力筋均采用ASTMA416 —97a标准的低松弛钢绞线（ 1 X 7标准型），d=15.24mm, A P 140mm2,抗拉强度标准值f pk 1860MP a ,抗拉强度设计值f pd 1260MP a ,弹性模量E p 1.95 105MP a。锚具采用夹片式群锚。 非预应力钢筋采用：R235级钢筋，抗拉强度标准值f sk 235MP a,抗拉强度设计值f sd 195MP a，钢筋弹性模量E s 2.1 105MP a ；HRB335级钢筋，抗拉强度标准值f sk 335MP a，抗拉强度设计值f sd 280MP a，钢筋弹性模量E s 2.0 105MP a。 混凝土：梁体采用C50, E c 3.45 104MP a，抗压强度标准值J 32.4MP a，抗压强度设计 值f cd 22.4MP a ;抗拉强度标准值f tk 2.65MP a，抗拉强度设计值f td 1.83MP a。 （五）施工方法 采用后张法施工，预留孔道采用预埋金属波纹管成型，钢绞线两端同时张拉，张拉控制应力 3 按规范选取。桥面采用沥青混凝土桥面铺装层，厚100mm,重力密度23.0 ~ 24.0 kN/m。 （六）已知内力 汽车荷载效应标准值（弯矩：剪力： I I I II
二?设计成果及要求 （一） 设计计算书一份。内容包括： 1根据正截面抗弯及斜截面抗剪设计预应力筋及腹筋； 2、 梁的正截面抗弯承载力验算 3、 梁的斜截面抗剪承载力验算 4、 施工阶段应力验算 5、 使用阶段应力验算 6、 局部承压验算 7、 变形验算 （二） 施工图1~2张 1梁的一般构造图 2、 预应力钢束构造图 3、 梁的横截面图 4、 其它构造图 三?主梁全截面几何特性 （一） 受压翼缘有效宽度b f 的计算 按《公路桥规》规定， T 形截面受压翼缘有效宽度 b f ，取下列三者中的最小值： 1、 简支梁计算跨径的邑，即土 29200 9733mm ； 3 3 3 2、 相邻两梁的平均间距，对于中梁为 2500mm ; 3、 （ b 2b h 12h f ）,这里 b=160mm , b h 380mm , h 'f 150mm ，又— -，则取 b h 38 3 b 6h n 12h f 160 6 50 12 150 2260mm 。 故取受压翼缘有效宽度为 b f 2260mm 。 （二） 全截面几何特性的计算 跨中及变化点截面计算结果如下： 全截面面积A 774000 mm 2 全截面重心至粱顶的距离九649mm 全截面惯性矩I 383.55 109mm 4 11一 11
（）成人高等教育本科课程考试试卷 （A）卷 一、单项选择题 1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力Nu有哪项提供【】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3．混凝土在空气中结硬时其体积【】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力Mu【】 A. 配筋率大的，Mu大 B. 配筋率小的，Mu大 C. 两者Mu相等
D. 两者Mu接近 5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是【】 A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大 7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9．预应力混凝土在结构使用中【】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 B.C. 有时允许开裂，有时不允许开裂 D. 允许开裂 10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度
1. 图3 a b c d 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： a 2. 图21 a b c d 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： c 3. 图43
b c d 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： b 4. 图74 a b c d 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： a 5. 图98 a b
d 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： b 6. 图6 a b c d 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： d 7. 图11 a b c d 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： a
8. 图99 a b c d 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： a 9. 图88 a b c d 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： d
10. 图25 a b c d 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： c 二判断题 1. 影响线是用于解决活载作用下结构的计算问题，它不能用于恒载作用下的计算 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：错 2. 具有四边支承的板，当板的长边与短边之比较大时，板上的荷载主要沿长跨方向传递 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：错 3. 结构沿高度布置应连续、均匀，使结构的侧向刚度和承载力上下相同，或下大上小，自下而上连续，逐渐减小，避 免有刚度或承载力突然变小的楼层。 错
对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 4. 横向排架结构由横梁、横向柱列及其基础所组成的平面骨架，是厂房的基本承重结构 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 5. 在内力组合时，根据荷载性质不同，荷载效应要乘以各自的分项系数和组合系数。 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 6. 《抗震规范》中抗震设计的原则是“小震不坏、中震可修、大震不倒” 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 7. 当楼面梁的负荷面积很大时，活荷载全部满载的概率比较小，适当降低楼面均布活荷载更能符合实际。因此设计楼 面梁时，应按《荷载规范》对楼面活荷载值乘以折减系数后取用。 错 对
一、选择题： １．下列钢筋中，（）种钢筋是有明显屈服点的钢筋。 A．热轧钢筋 Ｂ．碳素钢丝 Ｃ．热处理钢筋 Ｄ．钢铰线 2．混凝土立方体抗压强度标准值的保证率为（）。 A．50% B．85% C．95% D．75% 3．混凝土的双向受压强度与压应力的比值有关，当横向应力与轴向应力之比为0.5时，双向受压强度最大可提高（） A．25% B．35% C．10% D．16% 4．所谓线性徐变是指（）。 Ａ．徐变与荷载持续时间成线性关系 Ｂ．徐变系数与初应力为线性关系 Ｃ．徐变变形与持续应力为线性关系 Ｄ．瞬时变形和徐变变形之和与初应力成线性关系 5．使混凝土产生非线徐变的主要因素是（）。 A．水泥用量； B．水灰比的大小；
C．应力的作用时间； D．持续作用的应力值与混凝土轴心抗压强度比值的大小。 6．钢筋混凝土梁受力钢筋的混凝土保护层是指（）。 A．箍筋外表面至梁表面的距离； B．受力钢筋截面形心至梁表面的距离； C．受力钢筋外表面至梁表面的距离； D．受力钢筋内表面至梁表面的距离。 7．在受弯构件的适用条件中（）是为了防止少筋破坏。 A． B． C． D．以上都不对 8．无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有三种。对同样的构件，其受剪承载力的关系为（）。 A．斜拉破坏> 剪压破坏> 斜压破坏 B．斜拉破坏< 剪压破坏< 斜压破坏 C．剪压破坏> 斜压破坏> 斜拉破坏 D．剪压破坏= 斜压破坏> 斜拉破坏 9．无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种，这三种破坏的性质（）。 A．都属于脆性破坏 B．都属于塑性破坏 C．剪压破坏属于塑性破坏、斜拉和斜压破坏属于脆性破坏 D．剪压和斜压破坏属于塑性破坏、斜拉破坏属于脆性破坏 10．一般梁的截面限制条件取，其目的在于（）。 A．满足斜截面抗剪承载力
课堂教学结构设计 万家小学徐红丹学生语文素质的提高固然离不开平时勤奋不断的学习积累，但最有效渠道仍须着眼于课堂教学。语文教师根据教学大纲的要求和学生的学习心理对教材内容的筛选加工转化和创造只是为语文教学提供了前提条件，奠定了物质基础。要把死准备转化为活需要，把教师储备转化为学生具备，教给学生独立掌握知识的本领，根本出路是在授—受、传—接方式上下一番苦工夫，即优化教学形式设计。以往人们仅仅把课堂看作知识传递的一种形式，却忽视了教师的策略和真挚情感在其中的作用，致使教学缺乏有效性。好比建大楼，有了土地、材料、工人，还要有图纸协调诸因素。 教育理论与实践都表明，在其他条件相同的情况下，一堂课效果的优劣，直接受课堂学生心理气氛的影响。激趣诱因就是在讲授具体教学内容之前，从学生的兴趣和可接受性出发，从教材实际出发，用极短的时间创造性地设置一种最良好的平等、轻松、和谐、热烈的施教气氛和环境，最大限度地引起学生求知欲望和进一步学习的内动力，顺利完成课堂教学任务。这是一个老师根据学生心理愿望营造的课堂动机激发和积极心向培养的“铺路搭桥”过程。激主动学习之趣，诱自觉探究之因，去除单调枯燥、沉默压抑、死气沉沉、漫不经心的局面。情绪轻松、气氛和谐、思维敏捷是开发智能的最佳期，也是积极参与潜能开发的有效手段和基本保证。这一环节要新颖别致有情趣，可借助贴近生活实际的悬念巧设、感情渲染、新旧衔接、相机诱导、故事过渡、模仿体验等相关观念的组合，造成心理上的渴求，把学生的好奇心转化为求知欲，激情满怀地展开形象思维和逻辑思维。这一阶段的目的是缩小教师与学生之间的空间、情感上的距离，产生教学活动的认同感，以便下一阶段教学工作顺利开展。但要注意，无论采取什么形式激趣诱因，都不可游离教学目标和教学内容，同时要浅易明晰。 设计中要增强教与学的“交互性”，好比打乒乓球，有来有往，寻深入浅出之点，剖共同认知之理。具体方式有：1、师生换位思考，有意识地消解对内容理解接受的悬殊，消解交流障碍。2、要敢舍弃重难点，因为学生并非一无所知。3、运用移觉手段，化难为易。将不直观的费解文字转化为可感的形象。4、选准切入点，精心设疑，引发争议。教师“引而不发、导而弗牵、强而弗抑、开而弗达”
民用建筑玻璃幕墙安装规范 添加日期：2011-1-9 13:28:51浏览次数：167 一般民用建筑柜式玻璃幕墙安装工程(即主要承重骨架为垂直向的主龙骨和水平向的次龙骨，中间嵌入玻璃幕的构造形式)。 1．材料要求 (1) 空腹式铝合金竖向主龙骨及水平次龙骨：均按设计要求的规格、型号、尺 寸加工成型后运至现场。 必须有出厂合格证及必要的试验记录，加工精度及表面镀层均要符合设计规定，要求平直规方、无翘曲、无刮痕。 (2) 玻璃： 一般均为带色(茶色、黑色、蓝色)的采光中空玻璃及单层非采光玻璃，进场时要进行检查验收。要有出厂合格证和必要的试验记录，表面镀膜(单层或双层玻璃的一侧均镀有金属膜)不允许有划痕和脱落，进场后存放在铁制箱内或专用棚架上。 (3) 橡胶条、橡胶垫： 须有老化试验的出厂证明，尺寸正确，符合设计规定，无断裂现象。 (4) 铝合金装饰压条： 必须颜色一致、无扭曲、损伤。 (5) 连结主龙骨的紧固铁件，主龙骨与次龙骨之间的连接件： 主龙骨与主龙骨、主龙骨与次龙骨接头的内外套管(或连接件)等等均要进行镀锌处理，材质及规格尺寸要符合设计要求。时场后分类存放。 (6) 螺栓、螺帽、钢钉全部为不锈钢钢材，进场时要有出厂证明，并拆箱抽 检。
（7）密封胶： 有出厂合格证，粘结及防水性能应符合设计要求。 （8）防火、保温材（矿棉或岩棉）：导热系数及厚度要符合设计要求。 以上所有材料进场后，均要分规格存放妥当，不得雨淋暴晒。 2．主要机具 塔式起重机、外用电梯、电动吊篮、电动真空吸盘（吸玻璃专用设备）、三爪手动吸盘（抬运玻璃的工具）、焊钉枪、电动改锥、手枪钻、梅花扳手、活动扳手、经纬仪（或激光经纬仪）、水准仪、钢卷尺、铁水平尺、钢板尺、钢角尺、电焊机。 3．作业条件 （1）混凝土主体结构已完工并办完质量验收手续。 （2）预先进行完测量放线。 1）选任意层为基准层放出纵、横轴线，用经纬仪（或激光经纬仪）依次定出各层的轴线。在楼板边缘弹出竖向主龙骨的中心线，同时核对预埋件中心线与主龙骨中心线是否相符。测量主龙骨之间尺寸与幕墙之间尺寸是否一致。 2）根据横向轴线找出主龙骨与各层埋件连接的紧固铁件外边线，便于紧固铁件的安装。 3）核实主体结构实际总标高是否与设计总标高相符，并把各层的楼层标高标于楼板边，以便安装时核对。 （3）连结主龙骨的预埋铁件预先剔凿，使其露出混凝土面，弹线后如标高和位置超出允许偏差值时，必须按设计洽商进行处理。 （4）安装好电动吊篮（或外架子），供操作人员安玻璃和安装饰压条时使用，吊篮安装完后要进行各项安全保护装置的运转试验。 （5）吸盘设备、手电钻、焊钉枪等电动机具须做绝缘电压试验。电动吸盘机及手持玻璃吸盘须进行检查吸附玻璃的重量和吸附持续时间是否符合说明书规
20 ~20 学年第学期考试试卷B 卷 课程名称：混凝土结构工程施工命题者：考试方式：闭卷 适用班级：考试班级: 姓名: 学号: （所有答题内容请写在答题纸上并标明题号，写在试卷上无效） 一、单项选择题（每小题2 分，共20 分） 1．当混凝土浇筑高度超过（）时，应采取串筒、溜槽或振动串筒下落 A2m B3m C4m D5m 2．分层浇注大体积混凝土时，第二层混凝土要在第一层混泥土（）浇注完毕。 A.终凝前 B.初凝前 C.水化前 D.硬化前 3．框架结构浇筑前，底部应先填（）厚与混凝土内砂浆相同的水泥砂浆。 A.10－20mm B.20－30mm C.30-50mm D.50-100mm 4．混凝土的自然养护，规范规定：混凝土浇筑完毕后，应在（）以内加以覆盖和浇水。 A.初凝后 B.终凝后 C.12小时 D.24小时 5．预制力混凝土无论是先张法的放张或是后张法的拉张，其混凝土的强度不得低于设计强度标准值的（） A.30% B.50% C.75% D.100% 6．钢筋加工弯曲180°,其每个弯钩的增长值为( )倍的钢筋直径 A.2.5 B.3.5 C.4.9 D.6.25 7．施工规范规定，梁跨度大于或等于（）以上时，底模板应起拱。 A.2m B.4m C.6m D.8m 8．混凝土搅拌时一次投料法投料顺序，宜采用（） A.水泥→砂→石子 B.砂→石子→水泥 C.水泥→石子→砂 D.石子→水泥→砂
9．悬挑构件的主筋布置在构件的（） A.下部 B.中部 C.上部 D.任意部位 10．混凝土分层浇灌时，每层的厚度不应超过振捣棒的（）倍。 A.1.25 B.1.5 C.2 D.2.5 二、多项选择题（每小题3 分，每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得0.5分，共30 分） 1.有关模板设计的叙述正确的是（） A.禁止用木模板 B.构造简单 C.选用模板规格尽量少 D.优先选用大模板 E.优先选用小模板 2.钢筋常用的焊接方法有（）。 A.熔焊 B.钎焊 C.电弧焊 D.电渣压力焊 E.对焊 3.钢筋的加工包括（）。 A.除锈 B.铲边 C.切断、接长 D.气割 E.弯曲成型 4.钢筋锥螺纹连接的主要优点是( )。 A.受气候影响小B．施工速度慢C．应用范围广D．受气候影响大E．施工速度快 5.混凝土柱的施工缝一般留设在( )。 A.基础顶面 B.梁的下面 C.无梁楼板柱帽下面 D.柱高三分之一处 E.吊车梁牛腿下面 6.预应力提高了结构构件的( )。 A.强度 B.刚度 C.抗裂性 D.抗冻性 E.耐久性 7.施工中可能降低混凝土结构强度的因素有( )。 A.水灰比大 B.养护时间短 C.混凝土发生离析 D.振捣时间短 E.养护时洒水太多 8.大体积钢筋混凝土结构浇筑方案有（） A.全面分层 B.分段分层 C.留施工缝 D.局部分层 E.斜面分层
钢筋混凝土简支Ｔ梁桥主梁配筋设计 课程设计 班级1090 学号120090850 姓名 指导教师 成绩 三江学院土木工程学院 2011年12月~2012年1月
钢筋混凝土T形梁桥主梁设计资料 ⒈某公路钢筋混凝土简支梁桥主梁结构尺寸。 标准跨径：20.00m； 计算跨径：19.50m； 主梁全长：19.96m； 梁的截面尺寸如下图（单位mm）： ⒉计算内力 ⑴使用阶段的内力 跨中截面计算弯矩(标准值) 结构重力弯矩：M1/2 恒＝878.72KN·m； ＝6057.28 KN·m (未计入冲击系数)；汽车荷载弯矩：M1/2 汽 人群荷载弯矩：M1/2 人＝75.08 KN·m； 1/4跨截面计算弯矩（设计值） M d,1/4＝1867.00 KN·m；（已考虑荷载安全系数） 支点截面弯矩 M d0=0， 支点截面计算剪力(标准值) ＝230.75KN； 结构重力剪力：V0 恒 汽车荷载剪力：V0 汽＝197.80KN (未计入冲击系数)； 人群荷载剪力：V0 人＝18.60KN； 跨中截面计算剪力（设计值） =76.50KN（已考虑荷载安全系数）；跨中设计剪力：V d ，1/2
主梁使用阶段处于一般大气条件的环境中。结构安全等级为二级。汽车冲击系数，汽车冲击系数1+μ＝1.292。 ⑵施工阶段的内力 简支梁在吊装时，其吊点设在距梁端a=400mm处，而梁自重在跨中截面的弯矩标准值M k =585.90 KN·m，吊点的剪力标准值V0=110.75 KN·m。 ，1/2 ⒊材料 主筋用HRB335级钢筋 f sd＝280N/mm2；f sk＝335N/mm2；E s＝2.0×105N/mm2。 箍筋用R235级钢筋 f sd＝195N/mm2；f sk＝235N/mm2；E s＝2.1×105N/mm2。 采用焊接平面钢筋骨架 混凝土为C30 f cd＝13.8N/mm2；f ck＝20.1N/mm2；f td＝1.39N/mm2； f tk＝2.01N/mm2；E c＝3.00×104N/mm2。
《包装结构设计》教案 第一章绪论 第二章结构设计基础 1、教学目的：是学生对课程有初步认识，掌握基本的包装结构设计交流符号：（1）绘图符号（2） 计算机符号（3）尺寸及尺寸标注方法（4）了解人体工效学的基本思想。 2、教学内容： （1）包装结构设计在包装工程、印刷工程、工业设计、艺术设计中的地位 （2）纸包装结构设计绘图符号及计算机代码
（3）纸板纹向及瓦楞纸板楞向 （4）纸包装设计尺寸与尺寸标注方法 （5）人类工效学对包装的研究 人类工效学（Ergonomics）又称人机工程学，是研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的各种因素；研究人和机器及环境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假时怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科。它是人体科学、环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物。人类工效学在包装工程中的应用是一项较新的课题。
3、难重点 （1）绘图符号应用 （2）纹向及楞向选择 （3）设计尺寸计算 4、教学方法及手段： 绘图及多媒体讲授（4学时） 5、作业 习题1-1 、习题2-1、习题2-2、习题2-3、习题2-4、习题2-8 第三章折叠纸盒结构设计 第一节折叠纸盒 1、教学目的：巩固尺寸计算技能；了解折叠纸盒生产工艺；耐折纸板材料特点；折叠纸盒各部 结构名称；掌握折叠纸盒包装设计“三·三”原则 2、教学内容： （1）尺寸设计与盒型关系 （2）折叠纸盒定义与原材料
（3）折叠纸盒生产工艺简介 （4）折叠纸盒各部结构名称
（5）“三·三”原则 1．整体设计三原则 ①整体设计应满足消费者在决定购买时首先观察纸盒包装的主要装潢面（即包括主体 图案、商标、品牌、厂家名称及获奖标志的主要展示面）的习惯；或者满足经销者在进行橱窗展示、货架陈列及其他促销活动时让主要装潢面面对消费者以给予最强视觉冲击力的习惯。 ②整体设计应满足消费者在观察或取出内装物时由前向后开启盒盖的习惯。 ③整体设计应满足大多数消费者用右手开启盒盖的习惯。 2．结构设计三原则 ①折叠纸盒粘合襟片应连接在后板上，在特殊情况下可连接在能与后板粘合的端板上。 除非万不得已，一般不要连接在前板或能与前板粘合的端板上。 ②纸盒盖板应连接在后板上（粘合封口式与开窗盒盖板除外）。 ③纸盒主要底板一般应连接在前板上。 3．装潢设计三原则 ①纸盒包装的主要装潢面应设计在纸盒前板（管式盒）或盖板（盘式盒）上，说明文字 及次要图案设计在端板或后板上。 ②当纸盒包装需直立展示时，装潢面应考虑盖板与底板的位置，整体图形以盖板为上， 底板为下（此情况适宜于内装物为不宜倒置的各种瓶型的包装），开启位置在上端。 ③当纸盒包装需水平展示时，装潢面应考虑消费者用右手开启的习惯，整体图形以左端 为上，右端为下，但开启位置在右端。 3、难重点 （1）结构名称 （2）“三·三”原则 4、教学方法及手段 绘图及多媒体讲授（2学时） 5、作业 习题3-1 第三章折叠纸盒结构设计 第二节管式折叠纸盒（盒体、盒盖部分）
双层幕墙的分类 双层玻璃幕墙主要分为内循环和外循环体系，有其共同点和不同点，共同特点都是在双层玻璃之间形成温室效应，并将其温室的夏季的过热空气排除室外，冬季把太阳热能有控制排入室内，使冬夏二季节约大量能源。在夏季为防紫外线和强热辐射要遮阳帘办法是必要的，内循环和外循环体系有如下特点： （一）内循环双层幕墙结构主要特点 1.其结构设计可采用框架断热或单元断热形式。 2.一般外层玻璃选用中空钢化，内层玻璃选择单片钢化。 3.采用强制措施，电控管道系统，把夏季的白天将双层封闭热通道大部分热空气排除室外。冬季将温室效应蓄热通过管道回路系统加热将传到室内，达到节能效果。其风外层之间的空腔厚度设计较窄。一般120-200mm之内（个别的有400mm左右）。 4.需要增设自然空气进入室内的窗扇通道。 5.便于清洗双层玻璃之间的灰尘。 6.使用材料较少，因此成本较低。 7.但需用电子驱动抽风，它比外循环结构节能率低一些。 （二）外循环双层玻璃幕墙结构主要特点 1.其结构设计可采用外层框架、单元或点式驳接形式，内层框架断热或单元中空玻璃断热形式。 2.一般外层玻璃选用单片或夹层钢化，内层玻璃选择中空（low-e）钢化。 3.采用自然的“烟筒”效应，夏季的白天将温室的热空气排除室外，注意不同楼层的“烟筒”效应不同。 4.其内外层之间的空腔厚度设计较厚，例于内外层之间的空腔人员进入清洗工作。 5.不需要增设专用设备自然空气进入窗内和屋内，外层幕墙设计有进出风口，内层幕墙设计
有开启门或窗，需要注意的是进出其不意口应防止沙尘土的进入，通道下部设置外空气进入腔体的进风口和上部热空交换后的排风口。 6.双层玻璃之间的灰尘应考虑方便清洗。 7.使用材料较多，因此成本较高。 （三）外循环双层通道设计中的几个问题 1.通道参数设计 双层幕墙之间“通道”高度、“通道”宽度等六个主要方面进行考虑，进出风口面积比应控制在一定比例之间，温度与温差变化、外界风矢、进出风口压力受外界自然环境的影响，“通道”高度与“通道”宽度应进行计算，并通过风洞试验后取得合理的数据，以便应用到设计，“通道”宽度也要考试一个政党人能够进入。构造形式可做单元式或主体箱体结构。 2.防尘与清洗设计 结构的防尘是相对防尘，外循环式结构在欧洲的地区应用较为广泛，由于我国北方大部分地区春秋季节风沙天气较多，尤其可吸入颗粒物和昆虫非常严重，欧洲和外循环体系结构从孩子尘瑟清洗待方向不能完全满足我国北方地区要求。可此用外循环体第结构设计时应充分考虑防尘与清洗形式适合我国实际情况，进出风口用电动调节百叶装置，并在通风装置中设置表面涂“纳米”涂料，减少积尘。双层幕墙之间的过渡网设计应便于室内人的更换，、清洗。 3.节能结构设计 外循环体系的内层玻璃幕墙玻璃，应采用6+12+6mm，外层幕墙尽可能的采用夹胶钢化，内层幕墙采用热断桥铝合金结构，外层可采用点式驳接结构钷铝合金结构，若内外层幕墙选用透明玻璃，就必须考虑冬季与夏季，白天与夜间的气候、温度不同，而对结构设计产生的影响。外层玻璃先用夹胶透明钢化，玻璃即使破损也不会附落，避免对楼底行人造成伤害，选取择透明玻璃可使阳光充分进入双层幕墙之间“通道”，形成温室效应。 夏季考虑方式：由于白天阳光照射，使双层幕墙之间通道空气温度升高，内层幕墙若采用中
透明度：透明的和可持续的 不要把这些新建筑上的高性能的玻璃幕墙当成早期现代主义教科书上的例子 作者Russell Fortmeyer 1929年，当Le Corbusier着手为巴黎City de Refuge 设计双层玻璃幕墙时，他找不到幕墙顾问书写玻璃规范。不过，这也不会有什么关系，因为可能规范只有一句话：透明。两层白玻璃形成了一个腔室，Le Corbusier 本来计划用机械通风系统往里充预热的空气，把它当成透明的隔热层。但是，业主取消了双层幕墙，将单层玻璃密封，并直接向建筑内输送空气。没有空气回流路径，根本起不到预期效果。完全暴露在阳光下的单层玻璃被证明是个非常失败的选择。几年之后，设计师为了减少日照得热量，防止用户过热，加了层百叶窗。 “Le Corbusier 没有EnergyPlus（一种软件），” 幕墙顾问George Loisos（AIA）开玩笑说。Loisos的评价使我们对建筑设计使用的各种专业分析工具有了部分了解。他和同事在加州的伯克利成立了Loisos + Ubbelohde (L+U)公司。EnergyPlus是美国能源部为高性能绿色建筑建模的免费软件，它仅是这许多工具中的一种。 Loisos的合作伙伴，Susan Ubbelohde把他们公司在阿布扎比克利夫兰的新医院（设计院HDR）做的能源建模和采光工作比拟成对Le Corbusier 的方案的技术更新。“建筑科学和能源界很担心玻璃建筑综合症”，她说，并补充说，设计师已经不满足于玻璃盒子，而是对复杂的和多层的幕墙系统越来越感兴趣。 历史证明，至少从Joseph Paxton开始，建筑设计师们已经对透明性着迷了。自从Paxton于1851年在伦敦建了水晶宫和20世纪初，现代主义出现之后，设计师和顾问就不断地用透明度来衡量成功。随着玻璃的演变，它的表达方式也变化着。克利夫兰医院证明了这个变化，它的360个床位的住院部完全体现了鲍豪斯建筑风格，拱肩强调了每层楼板的高度，连续的幕墙系统包裹拐角，鲜明地体现了斜肋构架的幕墙系统。本文只讨论该建筑的结构和幕墙系统，不解释这些系统复杂的性能。
1、我国《混凝土结构设计规范》采用的混凝土的设计强度就是: ( B ) (A) 平均强度值 (B) 在一定保证率下的强度值 (C) 乘以安全系数K后的标准强度值 (D) 除以安全系数K后的标准强度值 2、为提高钢筋混凝土轴心受压构件的极限应变,应该( B ) (A) 采用高强混凝土 (B) 采用高强钢筋 (C) 采用螺旋箍筋 (D) 加大构件截面尺寸 3、旨在充分利用受力主筋的材料性能,钢筋混凝土梁在承受荷载之后,裂缝出现就是不可避免的。A (A) 正确 (B) 错误 4、原设计配有2φ16Ⅱ级主钢筋、满足强度、挠度与裂缝要求的钢筋混凝土梁,现根据等强度原则改为3φ16Ⅰ级主钢筋,钢筋代换后C (A) 仅需验算裂缝宽度 (B) 仅需验算挠度,不必验算裂缝宽度 (C) 二者都不必验算 (D) 替换选项 D 的内容、、、 5、混凝土的棱柱体强度小于立方体强度。A (A) 正确 (B) 错误6、正常使用极限状态与承载能力极限状态相比 ( A ) (A) 允许出现的概率高些 (B) 允许出现的概率小些 (C) 出现概率相同 7、正常使用极限状态的计算中,荷载效应应取标准值。 A (A) 正确 (B) 错误 8、钢筋混凝土结构中,混凝土的收缩与徐变都会引起钢筋与混凝土的应力重分布。A (A) 正确 (B) 错误 9、设计钢筋混凝土受扭构件时,其受扭纵筋与受扭箍筋的强度比ξ应( C )。 (A) 不受限制 (B) <0、5 (C) 在0、6~1、7之间 (D) >2、0 10、钢筋混凝土梁受拉边缘混凝土达到极限抗拉强度时,受拉区开始出现裂缝。B (A) 正确 (B) 错误
11、实验表明,混凝土棱柱体最大抗压强度时的极限应变在0、0033左右。A (A) 正确 (B) 错误 12、混凝土包住钢筋后,钢筋因有良好的保护层而不致锈蚀,所以净保护层逾厚逾好。B (A) 正确 (B) 错误 13、钢筋混凝土偏心受压构件发生受拉破坏的条件就是:( B ) (A) 偏心距较大且受拉一侧钢筋过多 (C) 偏心距较小且受拉一侧钢筋过多 (D) 偏心距较小且受拉一侧钢筋略少 14、无腹筋梁斜截面的破坏形态主要有斜压破坏、剪压破坏与斜拉破坏三种,其破坏性质就是,( A ) (A) 这三种破坏形态都属于脆性破坏 (B) 这三种破坏形态都属于延性破坏 (C) 斜压破坏与斜拉破坏属于延性破坏,剪压破坏属于脆性破坏 (D) 剪压破坏与斜压破坏属于脆性破坏,斜拉破坏属于延性破坏 15、钢筋混凝土偏心受压构件发生受拉破坏的条件就是偏心矩较大,而且受拉一侧的钢筋偏少A (A) 正确(B) 错误 16、纵向钢筋的配筋率越大,梁的抗剪承载力也越大,当其她条件相同时,梁的抗剪承载力与纵向钢筋配筋率大致成线性关系。B (A) 正确 (B) 错误 17、在轴向压力与剪力的共同作用下,混凝土的抗剪强度随轴向压力的增大而减小。B (A) 正确 (B) 错误 18、x≤hf的翼缘宽为bf、高为hf的T形截面梁,因其正截面抗弯强度相当于宽度为bf的矩形截面,所以配筋率按ρ=As/bfho计算。B (A) 正确 (B) 错误 19、研究可靠度问题时,常假定材料强度等参变量服从正态分布或对数起码态分布,亦即假定其频率直方图可用正态分布或对数正态分布的密度曲线加以拟合。 A (A) 正确 (B) 错误 20、规范规定的受拉钢筋锚固长度la B (A) 随混凝土等级的提高而增大 (B) 随混凝土等级的提高而减小,随钢筋等级的提高而增大