建筑结构安全专篇课件

建筑结构安全专篇第一章建筑结构安全概述结构安全的定义可靠性设计理念建筑结构必须满足安全性、适用性、结构可靠性设计采用概率论和数理统耐久性三大功能要求，这是确保建筑计方法，通过科学的安全系数和极限物长期稳定运行的基础三者相互关状态设计法，确保结构在设计使用年联、缺一不可，共同构成完整的结构限内满足各项功能要求，实现经济性可靠性体系与安全性的最佳平衡典型事故警示建筑结构安全的三大功能要求安全性适用性耐久性承载能力的核心正常使用的保障长期性能的维持•承受各种设计荷载而不发生破坏•有效控制结构变形在允许范围内•满足设计使用年限要求（通常50年）•偶然事件后保持整体稳定性•裂缝宽度满足规范限值要求•防止材料老化、锈蚀和劣化•关键构件具备足够的承载力储备•避免过大振动影响使用舒适度•采取有效的防护措施•满足极限状态设计要求•保证正常使用条件下的性能表现•定期检查维护保持性能重点提示三大功能要求相互联系、相互影响安全性是基础，适用性是保障，耐久性是持续在实际工程中必须统筹考虑、全面把控第二章建筑结构体系与选型建筑结构体系的选择直接影响建筑的安全性能、经济指标和施工难度不同的结构体系具有各自的力学特点和适用范围，需要根据建筑功能、高度、抗震要求等因素综合确定12框架结构剪力墙结构优点平面布置灵活，适合大空间需求优点侧向刚度大，抗震性能好缺点侧向刚度较小，层数受限缺点平面布置受限，空间灵活性差适用多层办公、商业建筑适用高层住宅建筑34框架-剪力墙结构筒体结构优点综合两者优势，性能均衡优点侧向刚度最大，适用超高层缺点设计施工较复杂缺点造价较高，施工要求严格适用高层综合建筑适用超高层建筑、地标建筑此外，还有桁架结构、网架结构、拱式结构、悬索结构等特殊结构体系，适用于大跨度、异形等特殊建筑需求典型结构体系示意不同结构体系的力学特性和构造形式各具特色框架结构以梁柱为主要承重体系，剪力墙结构依靠竖向墙体抵抗水平力，筒体结构将核心筒与外框筒有机结合，桁架结构通过三角形几何不变体系实现大跨度覆盖第三章建筑结构荷载分类与作用荷载是作用在结构上的各种力的统称，是结构设计的基本依据准确确定荷载的类型、大小和作用方式，对于保证结构安全至关重要可变荷载楼面活荷载、屋面活荷载、雪荷载、风荷载、吊车荷载等在设计使用年限内可能变化的荷载永久荷载结构自重、固定设备重量、土压力等在设计使用年限内基本保持不变的荷载偶然荷载地震作用、爆炸力、撞击力等在设计使用年限内不一定出现，一旦出现持续时间很短但量值较大的荷载按作用形式分类按作用面与方向分类静态荷载作用时间长、变化缓慢•面荷载、线荷载、集中荷载动力荷载地震、风振、机器振动等随时间快速变化的荷载•垂直荷载与水平荷载荷载设计中的关键规范与取值《建筑结构荷载规范》GB荷载组合原则50009-2012结构设计需考虑多种荷载同时作用的该规范是我国建筑结构荷载设计的核不利组合基本组合用于承载能力极心依据，规定了各类荷载的标准值、限状态验算，标准组合、频遇组合、组合方法和安全系数设计人员必须准永久组合用于正常使用极限状态验严格遵守规范要求，确保荷载取值的算分项系数反映荷载的不确定性合理性和安全性施工与使用阶段考虑施工阶段可能出现超常规荷载，如大型设备、材料堆载等，需专项验算使用阶段应考虑功能改变、增加设备等情况动态荷载需进行疲劳验算和动力分析安全系数的意义荷载分项系数和材料分项系数共同构成结构安全储备，考虑了荷载和材料强度的不确定性、计算模式的误差以及结构重要性等因素第四章混凝土结构设计与构造要求钢筋混凝土结构是我国应用最广泛的结构形式，具有整体性好、耐久性强、可塑性好、耐火性能优良等特点正确的设计计算和构造措施是保证混凝土结构安全的关键01受弯构件设计梁板等受弯构件需进行正截面承载力计算和斜截面承载力计算合理配置纵向受力钢筋和箍筋，控制裂缝宽度和挠度注意最小配筋率要求02受压构件设计柱等轴心或偏心受压构件需考虑长细比影响，进行稳定验算大偏心受压破坏优于小偏心受压箍筋间距和配箍率直接影响延性03裂缝与变形控制裂缝宽度限值根据环境类别确定挠度验算采用荷载准永久组合通过合理配筋、提高混凝土强度等级、增大截面高度等措施控制04现浇与装配式构造现浇结构整体性好，节点构造简单装配式结构施工速度快，但节点连接是关键，需保证连接可靠性和整体协同工作性能第五章砌体结构设计与构造要求砌体结构力学性能砌体由块材和砂浆砌筑而成，属于脆性材料抗压强度较高，但抗拉、抗剪、抗弯强度很低受力时易产生裂缝，需通过合理构造措施提高整体性无筋砌体仅依靠砌体自身承载配筋砌体配置钢筋提高承载力和延性高厚比验算墙柱高厚比是稳定性的重要指标，超过规范限值需采取加厚墙体、增设壁柱或构造柱等措施构造措施要点圈梁与构造柱圈梁沿外墙及主要内墙设置,与构造柱形成约束体系,提高整体性和抗震性能过梁设计第六章钢结构设计与构造要求钢结构具有强度高、自重轻、施工速度快、抗震性能好等优点,广泛应用于大跨度、高层和工业建筑钢材的塑性和韧性好,但需注意防火防腐常用钢材焊缝连接螺栓连接Q

235、Q

345、Q390等结构钢高强度螺栓对接焊缝和角焊缝焊缝质量等级分为一二三普通螺栓和高强度螺栓高强螺栓靠预拉力产生用20MnTiB性能要求包括屈服强度、抗拉强级焊缝检验采用外观检查、无损探伤等方法,摩擦力传递剪力,承载力高,施工方便,应用广泛度、伸长率、冲击韧性等指标确保连接可靠性轴心受力构件受弯构件钢屋盖结构轴心受拉构件按强度和刚度设计轴心受压构梁的设计包括强度、整体稳定、局部稳定和刚门式刚架、网架、桁架等跨度大、自重轻、件需考虑整体稳定和局部稳定,长细比是关键参度验算腹板高厚比和翼缘宽厚比应满足限值,造型美观需注意支座构造、节点设计和整体数,影响稳定系数防止局部失稳稳定性第七章建筑结构抗震设计基础地震是对建筑结构威胁最大的自然灾害之一我国是地震多发国家,抗震设防是结构设计的重要内容抗震设计的根本目标是小震不坏、中震可修、大震不倒抗震设防标准根据建筑所在地区的地震基本烈度、场地类别、建筑重要性类别确定设防烈度,进而确定地震作用和抗震构造措施多高层混凝土房屋合理选择结构体系,控制高宽比和层间位移加强薄弱部位,如底层、顶层、转换层关键节点如梁柱节点需满足强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件原则砌体房屋抗震设置钢筋混凝土构造柱和圈梁形成约束体系墙体砂浆强度不低于M5控制房屋高度和层数加强楼梯间等竖向交通空间的构造《建筑抗震设计规范》GB50011-2010核心要点明确了不同烈度区、不同结构类型的抗震措施场地类别对地震作用有放大效应,软弱场地需特别注意隔震减震技术是提高抗震性能的有效手段地震破坏与抗震加固对比加固改造措施震害典型特征•增设剪力墙或支撑提高刚度•粘贴碳纤维布或钢板加固构件•框架结构梁柱节点破坏•增大截面提高承载力•填充墙与框架脱开或倒塌•外包钢加固柱提高延性•砌体结构墙体开裂、倒塌•隔震支座减小地震作用•楼梯间等局部破坏严重•软弱层发生层间位移集中通过对比震害现象和加固技术,我们深刻认识到抗震设计和构造措施的重要性预防胜于补救,在设计施工阶段就应严格执行抗震规范要求第八章结构施工图识读与安全控制结构施工图是施工的直接依据,准确识读施工图是保证结构安全的前提施工图包括结构设计总说明、基础平面图、各层结构平面图、构件详图等1图纸内容识读设计总说明包含工程概况、设计依据、材料要求、施工要求等平面图标注轴线、构件编号、配筋等详图表达节点构造和配筋详情2钢筋标注规则钢筋符号、级别、直径、数量、间距的标注方法梁的上部筋、下部筋、腰筋、箍筋标注柱的角筋、侧筋、箍筋标注熟练掌握平法标注体系3施工安全控制模板支撑系统设计验算钢筋绑扎位置准确、保护层厚度达标混凝土浇筑振捣密实、养护到位施工荷载不超过设计值4常见隐患防范钢筋漏放、错放、移位保护层过小导致钢筋锈蚀混凝土强度不足模板支撑失稳倒塌擅自改动结构这些都是严重的安全隐患第九章结构安全设计中的关键技术极限状态设计法构造措施与节点设计以概率理论为基础,用分项系数设计表达式进行计算分为承载能力极限状态和正常使用极限状态科学合构造措施是保证结构安全的重要手段最小配筋率、箍筋加密区、锚固长度等构造要求不可忽视节点是力理,国际通用的传递枢纽,设计施工必须精细结构稳定性刚度与变形控制整体稳定和局部稳定都很重要压杆失稳、梁的整体失稳、板的局部失稳都可能导致突然破坏通过合结构刚度决定变形大小刚度过小会导致过大变形,影响使用甚至危及安全通过增大截面、提高材料强理设计长细比、加设支撑、增加厚度等措施防治度、优化结构布置等方法提高刚度,控制变形在规范允许范围内第十章结构安全管理与维护建筑结构的安全不仅依赖于设计和施工,更需要全生命周期的管理和维护定期检查、及时维修、科学加固是保障结构长期安全使用的必要措施定期安全检查维护保养措施建立结构安全检查制度,重点检查裂缝、变形、锈及时修补裂缝防止扩展钢结构定期涂刷防锈蚀等病害检查周期根据结构类型和使用环境确漆混凝土表面防护涂层定期更新排水设施保定,一般每年至少一次持畅通避免渗漏结构加固技术装修影响控制当结构出现安全隐患或需要改变用途提高承载力装饰装修不得擅自拆改承重结构、开洞打孔增时,可采用加固技术常用方法包括增大截面法、加楼面荷载需验算承载力管线穿越构件需经设粘钢加固法、碳纤维加固法等计许可,严禁随意切断钢筋使用年限与耐久性我国建筑结构设计使用年限一般为50年到达设计使用年限后需进行安全性鉴定,根据实际状况决定继续使用、加固或拆除耐久性设计是保证达到设计使用年限的基础典型案例分析某高层建筑结构安全设计工程概况某城市核心区30层商住综合楼,建筑高度

99.6米,抗震设防烈度7度,场地类别II类本案例全面展示了高层建筑结构安全设计的完整流程和关键控制点结构体系选型荷载分析采用框架-剪力墙结构体系剪力墙沿外围和电梯间布置,承担大部分水平力框商业楼层活荷载

3.5kN/㎡,住宅

2.0kN/㎡考虑风荷载作用,风压高度变化系架柱距8米,满足商业大空间和住宅灵活布局需求经计算高宽比、刚度特征值均数、风振系数按规范取值地震作用采用振型分解反应谱法计算,考虑扭转耦联满足规范要求效应抗震设计方案施工安全控制框架抗震等级二级,剪力墙抗震等级一级框架柱箍筋加密区范围、间距严格按基础大体积混凝土采取分层浇筑、埋设冷却管等措施控制温度裂缝高支模专项规范执行剪力墙边缘构件采用约束边缘构件,配置足够箍筋保证延性梁柱节方案经专家论证钢筋连接采用机械连接,接头位置错开混凝土强度等级C30-点核心区配置复合箍筋C40,严格控制坍落度和养护关键风险点应对转换层采用厚板转换,转换层上下刚度比控制在合理范围裙房与主楼连接处设置防震缝避免碰撞地下室外墙抗浮验算通过,设置抗拔桩基础沉降差通过加强基础刚度和上部结构刚度控制在允许范围结构安全事故警示某建筑倒塌事故剖析事故背景某地一栋在建6层住宅楼在施工过程中突然整体倒塌,造成多人伤亡,损失惨重事故引起社会广泛关注,经调查组深入调查,揭示了一系列严重的设计施工问题设计缺陷分析设计单位资质不足,设计人员经验欠缺结构布置不合理,底层柱网过大导致刚度不足框架柱截面尺寸偏小,配筋量不足未按抗震要求设置构造措施计算书存在明显错误,荷载取值偏低设计图纸审查流于形式,未能发现问题施工质量问题施工单位违规分包,现场管理混乱混凝土强度不达标,取样送检弄虚作假钢筋数量和直径不符合设计要求,多处漏放、错放保护层厚度严重不足模板支撑系统不稳定,拆模过早施工荷载超载,堆放大量材料施工方案未经审批,违章指挥、冒险作业监理监管缺失监理单位未履行职责,未发现明显质量问题旁站监理流于形式,关键工序无人监督质量检测报告未认真审核建设单位盲目压缩工期,忽视质量安全政府监管部门监督检查不到位,未能及时发现隐患事故教训与改进建议必须加强设计质量管理,严格资质审查和图纸审查施工现场必须建立严格的质量保证体系,关键工序实行样板引路监理单位要切实履行职责,发现问题坚决制止建设单位不得盲目赶工期,确保必要的施工时间政府部门要加大监督执法力度,严厉打击违法违规行为全行业要吸取教训,时刻绷紧安全这根弦,把人民生命安全放在首位现代建筑结构安全新趋势随着科技进步和信息化发展,建筑结构安全管理正在经历深刻变革新技术、新材料、新理念不断涌现,为提升结构安全水平提供了强大支撑BIM与结构安全智能监测技术应绿色建筑与结构新材料新技术影管理用安全响建筑信息模型BIM结构健康监测系统绿色建筑强调全寿高强度材料、纤维技术实现了设计施通过传感器实时采命周期的资源节约复合材料拓展了结工全过程的数字集结构响应数据和环境保护结构构设计空间隔震化、可视化三维监测内容包括应力设计优化减少材料减震技术显著提高模型直观展示结构应变、位移变形、用量,降低碳排放抗震性能预应力布置,碰撞检测避免裂缝宽度、振动频采用高性能混凝技术实现大跨度结设计错误施工模率等大数据分析土、高强钢筋等绿构3D打印技术应拟优化施工方案,4D识别异常状态,预警色材料装配式建用于复杂构件制进度管理提高效潜在风险物联网筑减少现场湿作造新技术带来新率运维阶段数字技术实现远程监控,业绿色与安全并机遇,但也需要深入化档案支持全生命及时掌握结构安全重,实现可持续发研究确保安全可周期管理状况展靠复习与思考通过系统学习建筑结构安全专题,我们全面掌握了结构设计的基本原理、规范要求和实践要点现在让我们回顾核心知识,巩固学习成果1结构安全的核心要点安全性、适用性、耐久性三位一体荷载准确确定,材料合理选用,计算科学严谨构造措施不可忽视,节点设计至关重要抗震设防贯穿始终,施工质量决定成败2设计阶段关注要点结构体系选型合理,布置均匀规则荷载计算准确,组合全面承载力验算充分,变形控制达标构造措施完善,图纸表达清晰设计依据充分,计算书完整可追溯3施工阶段安全细节图纸会审认真,技术交底到位材料进场检验,试验见证取样钢筋绑扎准确,保护层控制严格混凝土浇筑振捣,养护措施落实模板支撑稳固,拆模时机恰当隐蔽工程验收,质量记录完整讨论题案例思考

1.如何在保证安全的前提下实现经济合理的设计结合本地实际工程案例,分析其结构体系选型是否合理,构造措施是否到位,施工质量是否达标提出改

2.施工中遇到设计变更,应该如何处理进建议,总结经验教训

3.既有建筑结构安全性鉴定的流程是什么结构安全责任如山建筑结构安全是生命线每一道计算、每一根钢筋、每一方混凝土,都关系着人民群众的生命财产安全我们肩负的是沉甸甸的责任,容不得半点马虎持续学习严守标准共筑安全规范标准不断更新,新技术新材料层出不穷设计与施工必须严格遵守国家规范标准,这是底建设、设计、施工、监理各方要协同配合,形我们要保持学习热情,及时掌握最新知识,不断线也是红线任何时候都不能心存侥幸,不能降成安全管理合力,共同筑牢建筑安全防线提升专业能力低标准让我们牢记使命,不忘初心,以精益求精的工匠精神,创造更多安全可靠、品质优良的建筑精品,为保障人民生命财产安全贡献我们的力量!感谢大家的学习与参与!。