高層建筑結(jié)構(gòu)-第1章 概論課件

1、簡 介2011年10月王亞軍課程簡介本課程是一門理論和實踐并重的專業(yè)課程。主要包括：混凝土結(jié)構(gòu)樓蓋、單層廠房、以及混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、構(gòu)造。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與構(gòu)造的基本方法，具有一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，并為今后學(xué)習(xí)后續(xù)課程和畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。先修課程理論力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)材料力學(xué)土木工程材料混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材及參考資料參考資料作者沈蒲生 東南、同濟、天津大學(xué) 朱彥鵬第一章 概論2011年10月王亞軍章節(jié)內(nèi)容1.1 概述1.2 建筑混凝土結(jié)構(gòu)的形式1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序和內(nèi)容1.4 混凝土建筑結(jié)構(gòu)的分析方法1.5 本課程的主要內(nèi)容及特點1.1 概述結(jié)構(gòu)

2、：廣義上指房屋建筑和土木工程的建筑物、 構(gòu)筑物及其相關(guān)組成部分的實體。狹義上指各種工程實體的承重骨架。 混凝土結(jié)構(gòu)：以混凝土為主要材料制作而成的結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)：組成工業(yè)與民用房屋建筑包括基礎(chǔ)在內(nèi)的承重骨架體系。房屋建筑的空間受力骨架體系，由豎向承重結(jié)構(gòu)、水平承重結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)組成。1.1 概述建筑結(jié)構(gòu)的功能良好地服務(wù)于人類生活、生產(chǎn)的要求和人類對美觀的需要。能抵御自然界各種作用力充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)所采用材料的性能1.2 建筑混凝土結(jié)構(gòu)的形式層數(shù)單層結(jié)構(gòu)和多高層結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)和民用建筑結(jié)構(gòu)一般為單層結(jié)構(gòu)用途一般為多高層結(jié)構(gòu)1.2 建筑混凝土結(jié)構(gòu)的形式常用的混凝土結(jié)構(gòu)形式多層混凝土建筑結(jié)構(gòu)磚混結(jié)構(gòu)板柱

3、結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)底部框架砌體結(jié)構(gòu)1.2 建筑混凝土結(jié)構(gòu)的形式常用的混凝土結(jié)構(gòu)形式高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)板柱剪力墻結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)1.2 建筑混凝土結(jié)構(gòu)的形式鋼筋混凝土樓蓋結(jié)構(gòu)多、高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋基本上都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。主要是梁板結(jié)合而成。1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序和內(nèi)容建筑工程的建設(shè)程序1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序和內(nèi)容建筑工程的設(shè)計階段1、初步設(shè)計階段2、技術(shù)設(shè)計階段3、施工圖設(shè)計階段 結(jié)構(gòu)方案的確定：確定結(jié)構(gòu)形式 確定結(jié)構(gòu)體系 是結(jié)構(gòu)設(shè)計中最重要的一項工作，關(guān)系著結(jié)構(gòu)設(shè)計成敗的關(guān)鍵。1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序和內(nèi)容結(jié)構(gòu)分析在各種作用下的內(nèi)力和變形等作用效應(yīng)分析，其核心問題是確

4、定結(jié)構(gòu)計算模型，包括確定結(jié)構(gòu)力學(xué)模型、計算簡圖和采用的計算方法。 構(gòu)件設(shè)計對鋼筋混凝土構(gòu)件，根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析結(jié)果，選取對配筋起控制作用的控制截面進行不利內(nèi)力組合，選取最不利內(nèi)力進行截面的配筋計算，且應(yīng)滿足構(gòu)造要求。1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計的程序和內(nèi)容施工圖繪制施工圖是全部設(shè)計工作的最后成果，是進行施工主要依據(jù)是設(shè)計意圖的最準(zhǔn)確、最完整的體現(xiàn)，是保證工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)施工圖在施工過程中，根據(jù)情況變化，還需不斷修改設(shè)計建筑物交付使用后，經(jīng)過最關(guān)鍵的實踐檢驗后，做出工程總結(jié)，設(shè)計工作才算最后完成?；炷两ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計步驟準(zhǔn)備工作確定結(jié)構(gòu)方案結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)計算簡圖結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計計算了解工程背景掌握設(shè)計所需原始資料

5、收集設(shè)計參考資料制定工作計劃上部結(jié)構(gòu)樓蓋基礎(chǔ)荷載計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析荷載效應(yīng)組合構(gòu)件截面設(shè)計構(gòu)造要求結(jié)構(gòu)設(shè)計說明結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙1.4 混凝土建筑結(jié)構(gòu)的分析方法1.4.1 基本原則按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的作用及其組合，進行作用效應(yīng)分析；結(jié)構(gòu)在施工和使用期的不同階段有多種受力狀況時，應(yīng)分別進行結(jié)構(gòu)分析；結(jié)構(gòu)分析所采用的計算圖形、邊界條件、荷載的取值與組合、材料性能的計算指標(biāo)、初始應(yīng)力和變形狀況等，應(yīng)符合實際情況并有相應(yīng)的構(gòu)造措施；結(jié)構(gòu)分析方法基于三類基本方程：平衡方程、變形協(xié)調(diào)方程和材料本構(gòu)方程；宜根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、構(gòu)件布置、材料性能和受力特點選擇合理的分析方法；電算結(jié)果應(yīng)判斷和校核。1.4.2 分析

6、模型2、結(jié)構(gòu)的功能要求與可靠度滿足的功能要求：安全性、適用性和耐久性可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，稱為極限狀態(tài)，分為正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)。1.4.2 分析模型3、實用的設(shè)計表達式采用作用、抗力標(biāo)準(zhǔn)值，相應(yīng)的分項系數(shù)和組合系數(shù)表示的實用設(shè)計表達式分項系數(shù)是按目標(biāo)可靠指標(biāo)，并考慮工程經(jīng)驗確定的，使兩種方法具有相同或相近的可靠性。1.4.2 分析模型3、實用的設(shè)計表達式1.4.3 各種分析方法（1）線彈性分析方法線彈性分析方法假定結(jié)構(gòu)材料為理想的彈性體，是最基本和最成熟的結(jié)構(gòu)分析方法，也

7、是其他分析方法的基礎(chǔ)和特例，可用于結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)下作用效應(yīng)的分析。（2）考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法混凝土結(jié)構(gòu)在一定條件下可以采用考慮塑性內(nèi)力重分布的分析方法，該方法具有充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)潛力、節(jié)約材料、簡化設(shè)計和方便施工等優(yōu)點。彎矩調(diào)幅法是鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)考慮塑性內(nèi)力重分布方法中的一個，該方法計算簡便，已在我國廣泛應(yīng)用多年。1.4.3 各種分析方法（3）塑性極限分析方法混凝土結(jié)構(gòu)（板、連續(xù)梁、框架）的承載能力極限狀態(tài)設(shè)計可采用塑性極限分析方法。特別是對承受均布荷載周邊支撐的雙向矩形板，可采用塑性鉸線法或條帶法等塑性極限分析方法進行設(shè)計，工程設(shè)計和實踐經(jīng)驗證明，按此方法

8、進行計算和構(gòu)造設(shè)計，簡便易行，可保證安全。但仍應(yīng)滿足正常使用極限狀態(tài)的要求。1.4.3 各種分析方法（4）非線性分析方法非線性分析方法以鋼筋混凝土的實際力學(xué)性能為依據(jù)，通過引入相應(yīng)的非線性本構(gòu)關(guān)系，可準(zhǔn)確地分析結(jié)構(gòu)受力全過程的各種荷載效應(yīng)，詳盡地描述結(jié)構(gòu)受力-破壞各個階段的內(nèi)力、變形和裂縫發(fā)展，適用于任意形式和受力復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析。（5）試驗分析方法對體形復(fù)雜或受力狀況特殊的結(jié)構(gòu)或部分，如不規(guī)則的空間殼體、異形框架等，或采用了新型的材料及構(gòu)造，對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)分析方法的結(jié)算結(jié)果沒有充分把握，可采用試驗方法對結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)進行分析和復(fù)核。1.5 本課程的主要內(nèi)容及特點主要內(nèi)容樓蓋結(jié)構(gòu)：單向板肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋、樓梯及懸挑結(jié)構(gòu)等。單層廠房結(jié)構(gòu)：單層廠房的組成和布置，構(gòu)件選型，排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、內(nèi)力組合，排架柱、牛腿、柱下獨立基礎(chǔ)的受力性能和設(shè)計方法，抗風(fēng)柱、屋架和吊車梁的設(shè)計要點，節(jié)點的連接及預(yù)埋件的設(shè)計方法等?？蚣芙Y(jié)構(gòu)：混凝土框架結(jié)構(gòu)的承重方案，結(jié)構(gòu)布置，構(gòu)件截面尺寸估算，計算簡圖，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析方法，梁柱構(gòu)件配筋與構(gòu)造，柱下條形基礎(chǔ)的設(shè)計等。1.5 本課程的主要內(nèi)容及特點本課程的特點具有很強的