《結(jié)構(gòu)技術(shù)終》課件

《結(jié)構(gòu)技術(shù)終》課程介紹課程目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生掌握建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論和基本設(shè)計(jì)方法，并具備運(yùn)用結(jié)構(gòu)知識(shí)解決建筑設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)問題的基本能力。課程內(nèi)容涵蓋建筑結(jié)構(gòu)基本概念、結(jié)構(gòu)形式、受力分析、設(shè)計(jì)方法、以及現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)等內(nèi)容。課程特色理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，并引入現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的最新發(fā)展成果。結(jié)構(gòu)技術(shù)概述結(jié)構(gòu)技術(shù)是建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，它研究建筑物的結(jié)構(gòu)形式、材料性能、受力特性以及設(shè)計(jì)方法，確保建筑物安全、耐久、經(jīng)濟(jì)和美觀。結(jié)構(gòu)技術(shù)是建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是建筑物能否安全、可靠、耐久的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展歷史悠久，從古代的石結(jié)構(gòu)到現(xiàn)代的鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、新型復(fù)合結(jié)構(gòu)，不斷發(fā)展進(jìn)步。隨著建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，結(jié)構(gòu)技術(shù)也面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。基本結(jié)構(gòu)形式梁梁是承受橫向荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，主要用于承載屋頂、樓板、陽臺(tái)等。柱柱是承受豎向荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，主要用于支撐樓板、屋頂?shù)?。墻墻是既能承受豎向荷載又能承受橫向荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，主要用于圍護(hù)建筑空間。基礎(chǔ)基礎(chǔ)是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給地基的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，主要用于支撐整個(gè)建筑?；窘Y(jié)構(gòu)分類承重結(jié)構(gòu)承重結(jié)構(gòu)是指將建筑物荷載傳遞到地基的結(jié)構(gòu)。它包括基礎(chǔ)、柱、梁、樓板、屋架等。承重結(jié)構(gòu)必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證建筑物的安全和穩(wěn)定性。圍護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)結(jié)構(gòu)是指將建筑物內(nèi)部空間與外部環(huán)境隔開的結(jié)構(gòu)。它包括外墻、屋頂、門窗等。圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須具有良好的隔熱、隔聲、防水和防火性能，以保證建筑物的舒適性和安全性。梁的受力分析1軸向力梁承受的沿著其軸線的力。2剪力梁承受的垂直于其軸線的力。3彎矩梁承受的使梁彎曲的力矩。梁的抗彎性檢算抗彎強(qiáng)度彎矩柱的受力分析1軸向壓力主要承受建筑物荷載2彎矩由于橫向荷載引起3剪力由于橫向荷載引起柱的抗壓性檢算1載荷考慮柱子承受的軸向壓力。2截面計(jì)算柱子截面的面積。3強(qiáng)度確定柱子材料的抗壓強(qiáng)度。4安全系數(shù)選擇合適的安全系數(shù)，確保結(jié)構(gòu)安全。桁架的受力分析1節(jié)點(diǎn)法通過平衡每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的力來分析整個(gè)桁架的受力情況。2截面法將桁架切割成若干截面，然后分析每個(gè)截面上的內(nèi)力。3虛擬功法利用虛擬功原理來計(jì)算桁架的內(nèi)力，適用于復(fù)雜桁架的分析。桁架的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類型桁架種類繁多，可根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的類型。受力分析對(duì)桁架進(jìn)行精確的受力分析，確保其穩(wěn)定性和安全性。材料選擇根據(jù)桁架的應(yīng)用場(chǎng)景和荷載要求選擇合適的材料，例如鋼材、木材等。設(shè)計(jì)軟件使用專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行桁架的建模、分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。殼體結(jié)構(gòu)概述殼體結(jié)構(gòu)是一種具有曲面的薄壁結(jié)構(gòu)。它具有較高的強(qiáng)度和剛度，能夠承受較大的荷載。常見的殼體結(jié)構(gòu)有球殼、圓筒殼、雙曲拋物殼等。殼體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用非常廣泛，例如：橋梁、體育場(chǎng)館、飛機(jī)機(jī)身、儲(chǔ)罐等。薄壁殼體分類1單層殼體單層殼體由一層連續(xù)的殼體材料構(gòu)成，例如單層鋼板或混凝土殼體。2雙層殼體雙層殼體由兩層或多層殼體材料構(gòu)成，層間通常以一定間距隔開，并在中間填充隔熱、隔音或其他材料。3組合殼體組合殼體由不同材料的殼體組成，例如鋼筋混凝土殼體與鋼板殼體組合。薄壁殼體受力分析膜力薄壁殼體主要承受膜力，這是由于殼體表面所受的壓力而產(chǎn)生的。彎曲力當(dāng)薄壁殼體受到集中荷載或邊界約束時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彎曲力。剪切力薄壁殼體在承受橫向荷載時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生剪切力，影響其穩(wěn)定性。薄壁殼體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化薄壁殼體結(jié)構(gòu)通過合理設(shè)計(jì)，能充分利用材料，減少材料用量，從而降低成本。抗震性能薄壁殼體結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，在地震發(fā)生時(shí)能有效減輕震動(dòng)，保障建筑安全。空間利用薄壁殼體結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)造出更大的空間，并提供更多靈活的設(shè)計(jì)可能性，滿足現(xiàn)代建筑的多樣化需求。索力結(jié)構(gòu)概述懸索橋主要由鋼索、橋塔、橋面組成，鋼索承擔(dān)橋面重量并傳遞給橋塔。斜拉橋橋面通過斜拉索直接連接到橋塔，斜拉索承受橋面重量并傳遞到橋塔。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)由鋼索或鋼管構(gòu)成，通過節(jié)點(diǎn)連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有較高的剛度和輕巧性。索力結(jié)構(gòu)受力分析張力為主索力結(jié)構(gòu)主要依靠索的張力來傳遞荷載。索的張力通常很大，但由于索本身很細(xì)，因此索力結(jié)構(gòu)的重量很輕。受力特點(diǎn)索力結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是：索的張力很大，但索本身很細(xì)，因此索力結(jié)構(gòu)的重量很輕。索力結(jié)構(gòu)的抗彎能力很差，因此需要采用特殊的結(jié)構(gòu)形式來保證其穩(wěn)定性。分析方法索力結(jié)構(gòu)的受力分析方法通常采用有限元方法，即把結(jié)構(gòu)劃分成許多小的單元，然后對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行受力分析。最后，將所有單元的受力情況匯總起來，得到整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力情況。索力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料選擇索力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需考慮材料的強(qiáng)度、彈性、耐久性等因素，選擇合適的鋼索、鋼筋、混凝土等材料。結(jié)構(gòu)計(jì)算根據(jù)荷載條件、結(jié)構(gòu)形式、材料特性等進(jìn)行受力分析和結(jié)構(gòu)計(jì)算，確保結(jié)構(gòu)的安全性。施工工藝索力結(jié)構(gòu)的施工過程復(fù)雜，需要采用先進(jìn)的施工技術(shù)，確保結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全。新型結(jié)構(gòu)概述隨著科技的進(jìn)步和建筑需求的不斷變化，新型結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生，其以獨(dú)特的材料、形式和構(gòu)造方式，開拓了建筑設(shè)計(jì)的新領(lǐng)域。新型結(jié)構(gòu)以其輕巧、高效、環(huán)保等特點(diǎn)，在現(xiàn)代建筑中發(fā)揮著越來越重要的作用，并不斷推動(dòng)著建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展。張拉膜結(jié)構(gòu)1輕質(zhì)自重輕，節(jié)省基礎(chǔ)成本2跨度大可實(shí)現(xiàn)大跨度空間，更具設(shè)計(jì)靈活性3造型多樣可實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜造型，更具美觀性張拉膜結(jié)構(gòu)是一種新型的建筑結(jié)構(gòu)形式，它以其輕質(zhì)、跨度大、造型多樣等特點(diǎn)，在現(xiàn)代建筑中得到越來越廣泛的應(yīng)用。張拉膜結(jié)構(gòu)受力受力方式特點(diǎn)張拉力膜材主要承受張力，具有較高的強(qiáng)度和剛度，抗彎能力差。壓縮力支架承受壓縮力，提供支撐，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。張拉膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1幾何形狀張拉膜結(jié)構(gòu)的幾何形狀決定了其受力狀態(tài)和整體穩(wěn)定性。常見的幾何形狀包括雙曲拋物面、懸鏈線等。2膜材選型膜材的性能指標(biāo)包括強(qiáng)度、剛度、耐久性、耐候性、透光性、自潔性等，根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的膜材。3結(jié)構(gòu)分析采用有限元法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，計(jì)算膜面應(yīng)力、位移、穩(wěn)定性等，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。4節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)是膜材與支撐結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)，需要合理設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)連接方式和強(qiáng)度，保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定。張弛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)1定義張弛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)是一種由鋼索或鋼筋混凝土構(gòu)件組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過預(yù)應(yīng)力拉索的拉力來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并利用鋼索和構(gòu)件的相互作用來抵抗外力。2特點(diǎn)具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、跨度大、造型靈活等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于體育場(chǎng)館、展覽中心、大型公共建筑等。3應(yīng)用張弛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如，體育場(chǎng)館的屋頂、大型展覽中心的遮陽棚、大型購物中心的屋頂?shù)鹊?。張弛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)受力1拉力結(jié)構(gòu)承受拉力，使網(wǎng)殼保持張力狀態(tài)。2壓力結(jié)構(gòu)承受壓力，使網(wǎng)殼保持穩(wěn)定。3彎曲結(jié)構(gòu)承受彎曲力，使網(wǎng)殼產(chǎn)生輕微變形。張弛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)張弛網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要考慮網(wǎng)殼的幾何形狀、材料特性、荷載條件等因素。設(shè)計(jì)過程通常包括結(jié)構(gòu)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、施工方案制定等。結(jié)構(gòu)分析主要通過有限元方法進(jìn)行，以確定網(wǎng)殼的受力狀態(tài)、變形情況和穩(wěn)定性。建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)主要受以下因素驅(qū)動(dòng)：技術(shù)進(jìn)步、可持續(xù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)效益和審美需求。未來建筑結(jié)構(gòu)將朝著更高效、更安全、更環(huán)保、更美觀的方向發(fā)展，并不斷融合新材料、新技術(shù)和新理念。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則安全可靠確保結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，能夠承受設(shè)計(jì)荷載和各種環(huán)境因素的影響。經(jīng)濟(jì)合理在滿足功能和安全要求的前提下，盡量降低結(jié)構(gòu)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。施工可行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮施工工藝和技術(shù)條件，確保結(jié)構(gòu)能夠順利施工。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法1力學(xué)分析計(jì)算結(jié)構(gòu)的受力和變形2材料性能確定材料的強(qiáng)度和剛度3結(jié)構(gòu)分析評(píng)估結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀5施工圖紙?zhí)峁┰敿?xì)的施工指南結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)1材料優(yōu)化選擇合適的材