東南大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件-單層排 架建筑

東南大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件-單層排架本課件將深入探討單層排架結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括：1.單層排架結(jié)構(gòu)概述，包括定義、特點(diǎn)、應(yīng)用場景等。2.單層排架結(jié)構(gòu)的受力分析，包括靜力分析、動力分析等。3.單層排架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，包括荷載計(jì)算、構(gòu)件截面選擇、節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)等。課程導(dǎo)言課程目標(biāo)本課程旨在幫助學(xué)生掌握單層排架結(jié)構(gòu)的基本概念、設(shè)計(jì)方法以及相關(guān)規(guī)范要求。通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生能夠獨(dú)立完成單層排架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并能夠熟練運(yùn)用相關(guān)軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容課程內(nèi)容涵蓋單層排架結(jié)構(gòu)的類型、受力特點(diǎn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、計(jì)算方法以及工程實(shí)例分析等方面。重點(diǎn)介紹單層排架結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算、結(jié)構(gòu)分析、承載力驗(yàn)算以及連接細(xì)部設(shè)計(jì)等內(nèi)容。單層結(jié)構(gòu)概述單層結(jié)構(gòu)是指建筑物只有一層樓的結(jié)構(gòu)形式。常見于廠房、倉庫、體育館等建筑類型。單層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是層高較高、平面布置靈活、施工方便、造價較低。由于沒有樓板，結(jié)構(gòu)簡單，抗震性能也相對較好。結(jié)構(gòu)形式與特點(diǎn)平面布置平面布置靈活，適合大跨度、開敞空間的建筑?？臻g利用率高柱子間距大，可最大限度地利用空間。施工便捷構(gòu)件預(yù)制，現(xiàn)場拼裝，速度快，效率高?？拐鹦阅芎媒Y(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗震能力高，適合地震多發(fā)地區(qū)。基本構(gòu)件柱柱子是支撐建筑物重量的重要組成部分，承受來自上部樓層和屋頂?shù)暮奢d，并將其傳遞到基礎(chǔ)。柱子通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有高強(qiáng)度和耐久性，可以滿足建筑結(jié)構(gòu)的安全要求。梁梁是連接柱子的橫向構(gòu)件，主要作用是承載來自屋頂或樓板的荷載，并將荷載傳遞到柱子。梁通常也采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其截面形狀和尺寸根據(jù)荷載大小和跨度進(jìn)行設(shè)計(jì)。基礎(chǔ)基礎(chǔ)是將建筑物與地基連接的構(gòu)件，負(fù)責(zé)承受來自建筑物的全部荷載，并將其傳遞到地基土中?；A(chǔ)的類型和尺寸根據(jù)建筑物的重量、地基土的承載力以及其他因素進(jìn)行設(shè)計(jì)。柱柱是單層排架結(jié)構(gòu)的主要豎向承重構(gòu)件。柱承受屋架傳遞下來的荷載并將其傳遞至基礎(chǔ)。柱的截面形狀通常為矩形或圓形。柱的材料一般為鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)。梁梁的類型梁是承受彎矩和剪力的主要構(gòu)件，常見的類型包括：簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁、組合梁等。梁的材料梁的材料主要有鋼材、混凝土、木材等。單層排架結(jié)構(gòu)中，鋼梁和混凝土梁較為常用。梁的連接梁與柱的連接方式多種多樣，例如：焊接、螺栓連接、鉸接等，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)要求選擇不同的連接方式。梁的施工梁的施工過程包括：吊裝、焊接或螺栓連接、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)等?；A(chǔ)單層排架的基礎(chǔ)通常采用獨(dú)立基礎(chǔ)形式，可以根據(jù)具體情況選擇不同的基礎(chǔ)類型，例如獨(dú)立柱基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)等。獨(dú)立柱基礎(chǔ)適用于荷載較輕、地基承載力較好的情況，條形基礎(chǔ)適用于荷載較大、地基承載力較差的情況。主要計(jì)算指標(biāo)與設(shè)計(jì)要求荷載包括恒荷載、活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載等。材料強(qiáng)度包括混凝土強(qiáng)度、鋼筋強(qiáng)度等。規(guī)范要求滿足《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范要求。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性考慮整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。荷載組合荷載組合是指將各種荷載按照一定的規(guī)律進(jìn)行組合，以確定結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的內(nèi)力和變形。荷載組合應(yīng)考慮各種荷載的性質(zhì)、大小、作用方向和時間變化規(guī)律。常見荷載組合方式包括永久荷載與可變荷載的組合、可變荷載與風(fēng)荷載的組合、可變荷載與地震荷載的組合等。荷載組合的設(shè)計(jì)依據(jù)是結(jié)構(gòu)安全性和耐久性。荷載組合的設(shè)計(jì)應(yīng)符合國家有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。材料參數(shù)1混凝土強(qiáng)度等級：C30-C50，抗壓強(qiáng)度為30-50MPa，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)選擇。2鋼筋HRB335、HRB400、HRB500，抗拉強(qiáng)度為335-500MPa，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)選擇。3鋼結(jié)構(gòu)Q235、Q345，屈服強(qiáng)度為235-345MPa，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)選擇。4基礎(chǔ)根據(jù)土壤類型，選擇合適的基礎(chǔ)類型，如獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)等。整體穩(wěn)定性分析單層排架的整體穩(wěn)定性分析，對于確保結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。分析時需要考慮多種因素，包括荷載作用方式、支座條件、結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)等。1結(jié)構(gòu)形式排架的幾何形狀和尺寸2荷載組合永久荷載、可變荷載和風(fēng)荷載3材料參數(shù)鋼材強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度4支座條件基礎(chǔ)類型、支承方式柱、梁承載力驗(yàn)算1計(jì)算模型根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、材料性質(zhì)和荷載情況建立計(jì)算模型。包括柱子、梁的截面尺寸、材料強(qiáng)度和邊界條件。2荷載組合根據(jù)規(guī)范規(guī)定，將各種作用組合成不同的荷載工況，并確定每個工況下的最大荷載值。3驗(yàn)算方法采用規(guī)范規(guī)定的方法和公式，分別對柱子和梁進(jìn)行承載力驗(yàn)算，確保結(jié)構(gòu)能夠安全承載各種荷載?；A(chǔ)承載力驗(yàn)算1確定荷載計(jì)算基礎(chǔ)所承受的總荷載，包括建筑物自重、活荷載、風(fēng)荷載等。2選擇基礎(chǔ)類型根據(jù)荷載大小、地質(zhì)條件、建筑物類型等因素選擇合適的類型，如獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等。3計(jì)算基礎(chǔ)尺寸根據(jù)基礎(chǔ)類型和荷載大小計(jì)算基礎(chǔ)的寬度、長度、深度等尺寸。4驗(yàn)算承載力根據(jù)土壤的物理力學(xué)性質(zhì)和基礎(chǔ)尺寸驗(yàn)算基礎(chǔ)的承載力，確?；A(chǔ)能夠安全可靠地承受荷載?；A(chǔ)承載力驗(yàn)算需要考慮多種因素，確?；A(chǔ)能夠安全可靠地承受建筑物的荷載。連接細(xì)部設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造柱、梁連接形式，如剛接、鉸接等，影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，需仔細(xì)設(shè)計(jì)。連接材料鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常采用鋼筋混凝土連接，注意連接形式、鋼筋規(guī)格，確保連接強(qiáng)度。連接細(xì)節(jié)連接處需注意防水、防腐、防銹，避免后期出現(xiàn)滲漏、腐蝕，影響結(jié)構(gòu)耐久性。施工可行性細(xì)部設(shè)計(jì)需考慮施工可行性，避免過于復(fù)雜或難以施工，影響工程進(jìn)度和質(zhì)量。構(gòu)造詳圖詳細(xì)展示單層排架結(jié)構(gòu)的各個組成部分，包括柱子、梁、基礎(chǔ)和屋頂?shù)?。這些構(gòu)造圖是根據(jù)實(shí)際工程設(shè)計(jì)和施工要求繪制的，包含了詳細(xì)的尺寸標(biāo)注和材料選擇信息。構(gòu)造詳圖有助于理解單層排架結(jié)構(gòu)的整體布置和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)連接方式，為施工人員提供精準(zhǔn)的施工依據(jù)，確保工程質(zhì)量和安全。構(gòu)造要點(diǎn)鋼材選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)的荷載和使用要求，選擇合適的鋼材種類和強(qiáng)度等級?？紤]鋼材的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延展性等性能。焊接排架結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)嚴(yán)格遵守焊接規(guī)范要求。螺栓連接采用高強(qiáng)螺栓連接，可提高連接強(qiáng)度，便于安裝和拆卸?；炷翝仓偶芙Y(jié)構(gòu)的混凝土澆筑應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范，保證混凝土質(zhì)量，并及時養(yǎng)護(hù)。設(shè)計(jì)實(shí)例展示本節(jié)展示一個單層鋼結(jié)構(gòu)排架建筑的案例，包括建筑平面圖、立面圖、剖面圖和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造詳圖。通過案例分析，可以更深入地理解單層排架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并學(xué)習(xí)實(shí)際工程的設(shè)計(jì)方法。屋面形式11.坡屋頂排水效果好，但增加屋頂面積和材料成本。22.平屋頂結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但排水需精心設(shè)計(jì)。33.拱形屋頂美觀，但施工難度較高。44.懸挑屋頂可增加建筑面積，但需要加固結(jié)構(gòu)。屋頂排水排水系統(tǒng)屋頂排水系統(tǒng)主要由雨水溝、雨水管、排水口組成。保證屋頂排水暢通，防止積水，延長建筑壽命。排水方式常見的有內(nèi)排水和外排水兩種方式。內(nèi)排水將雨水收集到屋面內(nèi)部，通過管道排出；外排水將雨水直接排放到屋頂外部。柱基礎(chǔ)形式獨(dú)立基礎(chǔ)適用于單根柱，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。樁基礎(chǔ)適用于地基承載力較低，或需傳遞較大荷載的情況。組合基礎(chǔ)適用于相鄰柱間距較小，或荷載較大的情況。筏板基礎(chǔ)適用于地基承載力較低，或基礎(chǔ)面積較大的情況。墻體結(jié)構(gòu)墻體材料磚混結(jié)構(gòu)常見材料包括粘土磚、水泥砂漿、鋼筋等。墻體材料的選擇取決于建筑功能、經(jīng)濟(jì)性、抗震性能等因素。墻體類型單層排架結(jié)構(gòu)中常用砌體墻，包括承重墻和非承重墻。承重墻承擔(dān)建筑物自身重量和樓層荷載，非承重墻僅用于隔斷或裝飾。施工工藝墻體施工過程包括砌筑、抹灰、粉刷等步驟。確保墻體平整、垂直、牢固，并嚴(yán)格控制墻體厚度和材料質(zhì)量。連梁設(shè)計(jì)連接重要構(gòu)件連梁是連接柱和梁的重要構(gòu)件，通過承載上部荷載來提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。增強(qiáng)抗震性能連梁在結(jié)構(gòu)中形成封閉的框架體系，可以有效增強(qiáng)房屋的抗震性能。提高結(jié)構(gòu)整體剛度連梁的加入可以提高結(jié)構(gòu)的整體剛度，減少由于荷載變化產(chǎn)生的變形。防震設(shè)計(jì)地震荷載考慮地震力對結(jié)構(gòu)的影響。確定地震區(qū)劃，選擇相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度。結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)抗震措施，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下能夠安全可靠地運(yùn)行?？拐饦?gòu)造措施采用合理的構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。例如，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度、延性、抗剪強(qiáng)度等。構(gòu)件尺寸優(yōu)化11.結(jié)構(gòu)合理性選擇合適的構(gòu)件尺寸，確保結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。22.材料利用率優(yōu)化構(gòu)件尺寸，提高材料利用率，降低成本。33.施工可行性考慮施工條件，選擇合適的構(gòu)件尺寸，方便施工和運(yùn)輸。44.建筑美觀性優(yōu)化構(gòu)件尺寸，使建筑外觀更美觀，符合設(shè)計(jì)要求。經(jīng)濟(jì)性分析成本分析材料成本人工成本機(jī)械成本效益分析使用壽命維護(hù)成本經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化方案材料選型施工工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性能評價11.結(jié)構(gòu)安全單層排架結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。22.使用功能結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足使用功能需求，例如荷載承載能力、變形控制和振動控制。33.經(jīng)濟(jì)性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮成本、材料使用和施工工藝，尋求最佳經(jīng)濟(jì)效益。44.可持續(xù)性考慮材料環(huán)保性、施工效率和建筑壽命，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻(xiàn)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017-2017《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-