建筑結(jié)構(gòu)與力學(xué)分析

演講人：建筑結(jié)構(gòu)與力學(xué)分析日期：目錄建筑結(jié)構(gòu)概述力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)建筑結(jié)構(gòu)荷載與作用建筑結(jié)構(gòu)分析方法建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)原理建筑結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估與加固技術(shù)01建筑結(jié)構(gòu)概述Chapter建筑結(jié)構(gòu)是指在建筑物中，由各種構(gòu)件（如梁、板、柱、墻等）組成的，能夠承受和傳遞荷載的作用，并起到骨架作用的受力體系。根據(jù)材料、形式、受力特點(diǎn)等，建筑結(jié)構(gòu)可分為木結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、組合結(jié)構(gòu)等。定義分類建筑結(jié)構(gòu)定義與分類

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求安全性建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受在正常施工、正常使用和偶然事件（如地震、風(fēng)災(zāi)等）發(fā)生時(shí)可能出現(xiàn)的各種作用，保證建筑物及人員的安全。適用性建筑結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)，應(yīng)具有良好的工作性能，滿足使用要求。耐久性建筑結(jié)構(gòu)在正常使用和維護(hù)條件下，應(yīng)具有足夠的耐久性，滿足設(shè)計(jì)使用年限的要求。01020304輕質(zhì)、強(qiáng)度高、抗震性能好，但易受潮、易燃燒、易變形。木材抗壓強(qiáng)度高、耐久性好、防火性能好，但抗拉、抗剪強(qiáng)度低，自重大。磚石可塑性好、強(qiáng)度高、耐久性好、防火性能好，但抗拉強(qiáng)度低、易開裂?；炷翉?qiáng)度高、塑性好、抗震性能好，但耐火性差、易腐蝕、需定期維護(hù)。鋼材建筑結(jié)構(gòu)材料特性02力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)Chapter03分布力與集中力分析分布力與集中力的區(qū)別，討論它們?cè)诠こ虒?shí)際中的簡(jiǎn)化與應(yīng)用。01力的平衡原理闡述物體在靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力為零的基本原理。02力矩與力偶解釋力矩的概念及其在物體平衡中的應(yīng)用，探討力偶的特性及其對(duì)物體轉(zhuǎn)動(dòng)的影響。靜力學(xué)基本原理闡述材料在受力作用下的彈性與塑性變形行為，探討材料的彈性模量、屈服強(qiáng)度等力學(xué)指標(biāo)。彈性與塑性應(yīng)力與應(yīng)變疲勞與斷裂分析材料內(nèi)部應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系，討論胡克定律在工程實(shí)際中的應(yīng)用。探討材料在交變應(yīng)力作用下的疲勞破壞機(jī)理，以及裂紋擴(kuò)展與斷裂判據(jù)。030201材料力學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用靜定結(jié)構(gòu)與超靜定結(jié)構(gòu)闡述靜定結(jié)構(gòu)與超靜定結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)與計(jì)算方法。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析結(jié)構(gòu)在受壓、受彎等狀態(tài)下的穩(wěn)定性問題，探討提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的措施。結(jié)構(gòu)的幾何組成分析結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)造特性，討論幾何不變體系與幾何可變體系的判別方法。結(jié)構(gòu)力學(xué)基本概念03建筑結(jié)構(gòu)荷載與作用Chapter指在建筑結(jié)構(gòu)使用期間，其值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的荷載，如結(jié)構(gòu)自重、土壓力等。永久荷載指在建筑結(jié)構(gòu)使用期間，其值隨時(shí)間變化，且變化值與平均值相比不可忽略的荷載，如樓面活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載等?？勺兒奢d指在建筑結(jié)構(gòu)使用期間不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大的荷載，如爆炸力、撞擊力等。偶然荷載荷載類型及特點(diǎn)頻遇組合考慮永久荷載和可變荷載的頻遇值，以及一種偶然荷載的代表值進(jìn)行的組合，用于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。基本組合考慮永久荷載和可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值或準(zhǔn)永久值，以及一種偶然荷載的代表值進(jìn)行的組合，用于承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。準(zhǔn)永久組合考慮永久荷載和可變荷載的準(zhǔn)永久值，以及一種偶然荷載的代表值進(jìn)行的組合，用于正常使用極限狀態(tài)中的長(zhǎng)期效應(yīng)設(shè)計(jì)。荷載組合與效應(yīng)分析作用效應(yīng)組合原則承載能力極限狀態(tài)應(yīng)采用基本組合或偶然組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力滿足規(guī)范要求。正常使用極限狀態(tài)應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，分別采用頻遇組合、準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形、裂縫等滿足規(guī)范要求。短期效應(yīng)組合考慮短期作用如施工荷載、風(fēng)荷載等的影響，進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)和承載力驗(yàn)算。長(zhǎng)期效應(yīng)組合考慮長(zhǎng)期作用如自重、土壓力等的影響，進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形和裂縫寬度驗(yàn)算。04建筑結(jié)構(gòu)分析方法Chapter假設(shè)與限制條件基于線性彈性理論，假設(shè)材料在受力過程中保持線性變形，忽略非線性因素如塑性、裂縫等。分析方法采用有限元法、有限差分法等數(shù)值方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)離散化，建立線性方程組求解。適用范圍適用于荷載較小、結(jié)構(gòu)變形較小的情況，如普通住宅、辦公樓等建筑的結(jié)構(gòu)分析。線性靜力分析方法123在分析過程中考慮材料的非線性本構(gòu)關(guān)系、幾何非線性以及邊界條件非線性等因素。考慮非線性因素采用增量法、迭代法等數(shù)值方法進(jìn)行非線性方程組的求解，獲取結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力分布。分析方法適用于荷載較大、結(jié)構(gòu)變形較明顯的情況，如大跨度橋梁、高層建筑等建筑的結(jié)構(gòu)分析。適用范圍非線性靜力分析方法在分析過程中考慮地震、風(fēng)振等動(dòng)態(tài)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。動(dòng)態(tài)荷載考慮采用模態(tài)分析法、直接積分法等數(shù)值方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的計(jì)算，獲取結(jié)構(gòu)的位移、速度和加速度等動(dòng)力響應(yīng)參數(shù)。分析方法適用于需要考慮動(dòng)態(tài)荷載影響的建筑結(jié)構(gòu)，如地震區(qū)的建筑、大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)等。適用范圍動(dòng)力分析方法05建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)原理Chapter采取合理的構(gòu)造措施，如設(shè)置箍筋、彎起鋼筋等，以提高梁板的承載能力和變形能力。根據(jù)受力情況和建筑要求選擇合適的截面形式，如矩形、T形、I形等。主要承受彎矩和剪力作用，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮其抗彎和抗剪承載能力。按照承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。梁板截面形式梁板受力特點(diǎn)梁板配筋要求梁板構(gòu)造措施梁板構(gòu)件設(shè)計(jì)原理柱的構(gòu)造措施加強(qiáng)柱的縱向鋼筋和箍筋的配置，設(shè)置必要的節(jié)點(diǎn)和錨固措施，以提高柱的承載能力和穩(wěn)定性。柱的受力特點(diǎn)主要承受軸向壓力、彎矩和剪力作用，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮其抗壓、抗彎和抗剪承載能力。柱的截面形式根據(jù)受力情況和建筑要求選擇合適的截面形式，如矩形、圓形、多邊形等。柱的配筋要求按照承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。同時(shí)，考慮柱的延性和抗震性能，采取合理的配筋構(gòu)造措施。柱構(gòu)件設(shè)計(jì)原理輸入標(biāo)題墻體的材料選擇墻體的受力特點(diǎn)墻體構(gòu)件設(shè)計(jì)原理主要承受豎向荷載、水平荷載和溫度應(yīng)力作用，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮其承重、圍護(hù)和保溫等功能要求。根據(jù)地震作用的大小和墻體的動(dòng)力特性進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，采取必要的抗震構(gòu)造措施，如設(shè)置抗震縫、加強(qiáng)墻體的連接等，以提高墻體的抗震性能。采取合理的構(gòu)造措施，如設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱等，以提高墻體的整體性和穩(wěn)定性。同時(shí)，加強(qiáng)墻體的防水、防潮和防火等性能設(shè)計(jì)。根據(jù)受力情況和功能要求選擇合適的墻體材料，如磚、石、混凝土等。同時(shí)，考慮材料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性等因素。墻體的抗震設(shè)計(jì)墻體的構(gòu)造措施06建筑結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估與加固技術(shù)Chapter靜力彈塑性分析（Pushover分析）通過逐步增加水平荷載，分析結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈塑性變形和承載能力。動(dòng)力時(shí)程分析輸入地震波，模擬結(jié)構(gòu)在真實(shí)地震作用下的反應(yīng)，評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能。能量法基于能量守恒原理，分析結(jié)構(gòu)在地震作用下的能量吸收和耗散能力，評(píng)估結(jié)構(gòu)的抗震性能?？拐鹦阅茉u(píng)估方法01020304增大截面法通過增大構(gòu)件截面面積或配筋率，提高構(gòu)件的承載能力和剛度。粘貼鋼板加固法在構(gòu)件表面粘貼鋼板或碳纖維復(fù)合材料，提高構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。外包鋼加固法在構(gòu)件外部包裹型鋼或鋼板，提高構(gòu)件的承載能力和穩(wěn)定性。增設(shè)支點(diǎn)加固法通過增設(shè)支點(diǎn)或減少結(jié)構(gòu)跨度，改變結(jié)構(gòu)傳力途徑，減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力。加固技術(shù)分類及特點(diǎn)采用增大截面法、外包鋼加固法等技術(shù)，對(duì)受損框架柱、梁進(jìn)行加固處理，提高整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)加固采用鋼筋網(wǎng)砂漿面層加固技術(shù)，對(duì)墻體進(jìn)行雙面或