結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和過程

1、 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和過程結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容和過程本章內(nèi)容1 建筑結(jié)構(gòu)的概念和分類2 結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程和內(nèi)容3 混凝土結(jié)構(gòu)分析1 建筑結(jié)構(gòu)的一般概念及分類一. 建筑物和構(gòu)筑物： 一般具備、包含或提供人類居住功能的人工建造物稱為建筑物。比如民用建筑、工業(yè)建筑等。 構(gòu)筑物就是不具備、不包含或不提供人類居住功能的人工建造物，比如水塔、水池、過濾池、澄清池、沼氣池等二. 建筑結(jié)構(gòu)： 將建筑物自身及其在使用中所產(chǎn)生的作用（直接作用、間接作用）傳遞給地基的一種設(shè)施 由構(gòu)件組成（梁、板、柱、墻、桿、殼等） 構(gòu)件之間連接可靠 承受和傳遞作用（自然、人為） 形成使用空間的受力承重骨架三. 建筑結(jié)構(gòu)的分類：1. 按用途分:

2、 工業(yè)建筑（廠房等） 民用建筑（住宅、商業(yè)、公共等）2. 按材料分: 混凝土結(jié)構(gòu) 鋼結(jié)構(gòu) 砌體結(jié)構(gòu) 木結(jié)構(gòu) 混合結(jié)構(gòu)3. 按結(jié)構(gòu)形式: 排架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu) 筒體結(jié)構(gòu) 拱結(jié)構(gòu) 網(wǎng)架結(jié)構(gòu) 殼體結(jié)構(gòu) 索結(jié)構(gòu) 膜結(jié)構(gòu)四. 建筑結(jié)構(gòu)的組成 豎向承重結(jié)構(gòu)體系： 柱、墻體 水平承重結(jié)構(gòu)體系： 屋蓋、樓蓋、樓梯 下部結(jié)構(gòu)體系： 基礎(chǔ)、地基 對于水平承重結(jié)構(gòu)體系（屋蓋、樓蓋） 可以是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（現(xiàn)澆、裝配式、裝配整體式） 也可以是壓型鋼板-混凝土組合，鋼梁-混凝土組合對于豎向承重結(jié)構(gòu)體系（框架，剪力墻，筒體等） 可以采用各種材料形式對于下部結(jié)構(gòu)體系（基礎(chǔ)） 一般都采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)五. 混凝土結(jié)

3、構(gòu)： 以混凝土為主要材料 包括素混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)、纖維混凝土結(jié)構(gòu) 素混凝土結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)，擋土墻，地面 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：廣泛應(yīng)用于各種受力構(gòu)件 預(yù)應(yīng)力混凝土：用于大跨而對變形、裂縫控制嚴(yán)格的構(gòu)件 纖維混凝土：改善混凝土的抗拉、抗裂、變形能力 混凝土結(jié)構(gòu)可以和鋼結(jié)構(gòu)組合形成組合結(jié)構(gòu)2 結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程和內(nèi)容一、 工程項目的建設(shè)程序 三條線： 勘察設(shè)計施工主線 投資的控制 質(zhì)量和進(jìn)度的監(jiān)控二、建筑工程的設(shè)計 初步設(shè)計：確定規(guī)模，重要工藝，投資 技術(shù)設(shè)計：解決重大技術(shù)問題及協(xié)調(diào)各專業(yè)施工圖設(shè)計：解決全部技術(shù)問題及施工預(yù)算三、結(jié)構(gòu)設(shè)計1、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 結(jié)構(gòu)選型 結(jié)構(gòu)布置 構(gòu)件截面

4、尺寸的估算（經(jīng)驗、側(cè)移、軸壓比）2、結(jié)構(gòu)分析 確定結(jié)構(gòu)上的作用（荷載和地震作用） 結(jié)構(gòu)在各種作用下的內(nèi)力及變形等作用效應(yīng)計算3、荷載效應(yīng)組合 針對不同的極限狀態(tài)（承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)），將荷載效應(yīng)組合，選取最不利的組合值作為構(gòu)件設(shè)計的依據(jù) 4、構(gòu)件及其連接設(shè)計 根據(jù)控制界面的最不利組合內(nèi)力設(shè)計值來計算配筋（或截面選擇），還需考慮構(gòu)造要求，保證構(gòu)件間連接可靠5、施工圖繪制 設(shè)計工作的最后成果： 結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明 基礎(chǔ)平面圖及剖面圖 樓蓋平面圖 屋蓋平面圖 梁柱等構(gòu)件詳圖樓梯剖面圖四、對結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的要求1、熟悉規(guī)范2、掌握各種結(jié)構(gòu)體系的受力特點，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析 3、重視概念設(shè)計和構(gòu)造要

5、求 4、較高的繪圖水平3 混凝土結(jié)構(gòu)分析一、 基本原則 1、應(yīng)進(jìn)行整體作用效應(yīng)分析，對應(yīng)力集中的局部也應(yīng)該進(jìn)行更詳細(xì)的分析 2、在施工和適用的不同階段有多種受力狀況的，應(yīng)分別進(jìn)行分析 3、所采用的計算簡圖、幾何尺寸、計算參數(shù)、邊界條件、材料的力學(xué)性能、構(gòu)造措施應(yīng)符合實際工作狀況4、根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、材料性能和受力特點選擇合理的受力方法（線彈性分析方法、塑性內(nèi)力重分布分析方法、彈塑性分析方法、塑性極限分析方法、試驗分析方法） 5、對于計算機分析的態(tài)度：計算機分析能大大加速設(shè)計過程，但對于計算機分析的結(jié)果，要利用力學(xué)知識進(jìn)行判斷二、 分析模型 1、宜按空間體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體的分析（對于體型規(guī)則的結(jié)構(gòu)，可

6、分解為不同方向的平面結(jié)構(gòu) ） 2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件考慮彎曲、拉壓、剪切和扭轉(zhuǎn)變形（其中，影響最大的為彎曲變形）3、根據(jù)實際形狀尺寸、構(gòu)件的受力和變形狀況、構(gòu)件間的連接方式和支撐條件及構(gòu)造措施，確定相應(yīng)的計算簡圖三、 分析方法 1、彈性分析方法材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為線彈性變形為小變形此方法偏于安全，較為保守2、塑性內(nèi)力重分布分析方法 對于超靜定結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)塑性鉸后，內(nèi)力分布規(guī)律不同于彈性分析方法計算的結(jié)果 此方法為大多數(shù)國家規(guī)范所采用 此方法認(rèn)為在構(gòu)件上會出現(xiàn)塑性鉸，在塑性鉸出現(xiàn)的區(qū)域，變形較大、裂縫寬度較大，對于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，要求不出現(xiàn)裂縫的結(jié)構(gòu)，處于嚴(yán)重侵蝕環(huán)境的情況下的結(jié)構(gòu)不適用3、彈塑性分析方法 考慮混凝土結(jié)構(gòu)材料的特性，通過建立平衡方程、變性協(xié)調(diào)條件、彈塑性的物理方程來分析 此方法通常需要借助計算機，計算復(fù)雜 一般用于體型或者受力比較復(fù)雜的