土木工程畢業(yè)設(shè)計—建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1土木工程畢業(yè)設(shè)計土木工程畢業(yè)設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計明確幾個問題：為什么土木工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計應(yīng)該做建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計？畢業(yè)設(shè)計難不難？做結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的和意義是什么？力學(xué)、結(jié)構(gòu)沒學(xué)好怎么辦？分層法、D值法完全不懂怎么辦？第1頁/共50頁1、畢業(yè)設(shè)計思路倒過來分析 （從最終成果追本溯源）結(jié)構(gòu)設(shè)計的最終目的施工圖主要內(nèi)容：梁配筋、柱配筋 （繪制平法施工圖）怎么算？混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（單筋、雙筋、第一類T形、第二類T形）給定截面積，知道了內(nèi)力，就可以根據(jù)混凝土基本原理知識把配筋算出來第2頁/共50頁梁配筋截面積按經(jīng)驗預(yù)估箍筋已知bxh，已知混凝土強度（C30），箍筋強度（HPB300），已知V

2、，求解Asv/s 縱筋已知bxh，已知混凝土強度（C30），箍筋強度（HRB400），已知M，求解As，As 第3頁/共50頁柱配筋截面積按軸壓比預(yù)估，再計算驗證。箍筋已知BxH，已知混凝土強度（C30），箍筋強度（HPB300），已知V，求解Asv/s 縱筋已知BxH，已知混凝土強度（C30），箍筋強度（HRB400），已知M、N，已知計算長度L0，求解As，As 第4頁/共50頁求解過程中一個重要內(nèi)容內(nèi)力（M、N、V）主要問題：怎樣得出梁柱桿件上的內(nèi)力？結(jié)構(gòu)設(shè)計全過程求內(nèi)力效應(yīng)組合或內(nèi)力組合各工況效應(yīng)計算各工況荷載大小地震工況風(fēng)荷載工況恒載工況活載工況剪重比調(diào)整、側(cè)移計算恒載工況：分層法、

3、彎矩二次分配法 、位移法、力學(xué)求解器活載工況：同上地震荷載工況：D值法、位移法、結(jié) 構(gòu)力學(xué)求解器風(fēng)荷載工況各種內(nèi)力的不利組合（培養(yǎng)設(shè)計思路和概念的過程）怎么求？第5頁/共50頁恒載工況恒載計算（面荷載、線荷載、集中荷載）哪些屬于恒載？如何計算恒載？活載工況同上。風(fēng)荷載工況風(fēng)荷載含義？如何計算？風(fēng)荷載如何施加給結(jié)構(gòu)？第6頁/共50頁地震工況地震作用是慣性力將動力問題轉(zhuǎn)化為靜力問題如何計算地震慣性力？地震作用是加速度，用加速度去乘以質(zhì)量（重力荷載代表值），就可以得到慣性力。把慣性力施加在結(jié)構(gòu)之上，就可以變成一個靜力問題。 g=N/kg F=（N/kg） x kg=N底部剪力法如何求加速度？如何求質(zhì)

4、量？第7頁/共50頁2、設(shè)計的開始熟悉任務(wù)書任務(wù)書給定了基本設(shè)計資料。主要成果（1）建筑施工圖的繪制（建筑設(shè)計總說明、平面圖、立面圖、 剖面圖、詳圖等），要求符合制圖標(biāo)準，達到施工圖深度。（2）結(jié)構(gòu)施工圖的繪制（結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明、結(jié)構(gòu)平面布置圖、 基礎(chǔ)平面布置圖等），要求同上。（3）手算計算書。要求（1）熟悉office、CAD、天正、探索者、廣廈出圖（2）熟悉規(guī)范（混凝土、高規(guī)、抗規(guī)、荷載規(guī)范、地基基礎(chǔ)等）（2）、（3）是重點。（1）是建筑專業(yè)的專業(yè)內(nèi)容，不屬于我們的。第8頁/共50頁3、開題報告課題設(shè)計的目的和意義課題設(shè)計主要內(nèi)容設(shè)計思路實施計劃主要參考文獻1、畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容貫穿本科所學(xué)主線知

5、識。2、熟悉常規(guī)規(guī)范。3、畢業(yè)設(shè)計是一個實踐環(huán)節(jié)，遇到問題往 回追溯課程內(nèi)容，再倒推回來，整個脈、 絡(luò)就清晰了。如何完成建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖、手算計算書。為什么要手算？第9頁/共50頁4、工程概況工程概況建筑設(shè)計結(jié)構(gòu)選型材料選擇任務(wù)書給定的各種參數(shù)（設(shè)防烈度、環(huán)境、場地等），需熟悉抗規(guī)、高規(guī)范。例：辦公樓。 門、窗、門廳、走道、凈高。要有辦公室、儲物用房、公共用房、設(shè)備用房。應(yīng)設(shè)電梯（每多少平米至少一部電梯）窗戶要求：如首層要防盜，采光，氣密水密性等）門：寬不小于1m，高不小于2.1米，重要房間門要有防盜措施等。走道：如走道=3） （2）底層反彎點位于2/3h，其余層1/2h （3）梁端彎矩

6、可由平衡條件求出適用范圍：層數(shù)較少，樓面荷載較大時（ ib/ic=3 ），可滿足精度要求。第35頁/共50頁20、水平荷載內(nèi)力計算D值法：改進反彎點法，當(dāng)框架的高度較大，層數(shù)較多時，柱子截面尺寸一般較大， 梁柱線剛度之比往往小于3，反彎點法不再適用。改進內(nèi)容：抗側(cè)剛度 反彎點位置基本假定：1、假定目標(biāo)柱與其上下相鄰柱線剛度均為ic 2、假定柱與其上下相鄰柱的層間水平位移均為u 3、假定柱兩端節(jié)點及其上下左右相鄰各個節(jié)點的轉(zhuǎn)角均為零 4、假定柱相鄰的橫梁線剛度分別為i1、i2、i3、i4即：剛性樓板假定、忽略柱軸線變形、忽略梁、柱剪切變形第36頁/共50頁21、活荷載不利布置、彎矩調(diào)幅跨中彎矩求

7、解梁上是否有橫向荷載有無彎矩調(diào)幅概念如何實現(xiàn)梁支座負彎矩乘以0.8跨中截面彎矩相應(yīng)增大支座邊緣內(nèi)力計算出來的是軸線內(nèi)力，實際應(yīng)取到柱邊緣活荷載不利布置概念如何實現(xiàn)使某截面某一種內(nèi)力達到峰值的活荷載布置有多種方法（活荷載小于4.0時，不進行不利布置，滿布，通過跨中彎矩放大1.11.2倍近似考慮）第37頁/共50頁21、活荷載不利布置、彎矩調(diào)幅彎矩調(diào)幅應(yīng)力重分布裂縫產(chǎn)生后，截面上的應(yīng)力不再服從線彈性分布規(guī)律的現(xiàn)象（構(gòu)件層面）內(nèi)力重分布（結(jié)構(gòu)層面）含義：某一桿件開裂后，剛度發(fā)生變化，改變了計算簡圖，也改變了內(nèi)力變形協(xié)調(diào)靜定結(jié)構(gòu)不存在內(nèi)力重分布實現(xiàn)方法組合前調(diào)幅，只能對豎向荷載調(diào)幅確定調(diào)幅系數(shù)，不宜超

8、過0.2支座負彎矩調(diào)幅跨中彎矩豎向荷載下才能調(diào)幅，水平荷載下不能調(diào)幅。水平荷載下跨中彎矩小，兩端彎矩大，且異號，要靠梁端彎矩取平衡柱端彎矩，調(diào)幅就無法平衡了。第38頁/共50頁22、內(nèi)力組合“荷載組合”，“荷載效應(yīng)組合”的異同？工況與組合的區(qū)別？工況1、恒載D 2、活載L 3、左風(fēng)LW 4、右風(fēng)RW5、左震EL 6、右震ER 7、重力荷載代表值GE無地震作用參與的內(nèi)力組合標(biāo)準組合基本組合有地震作用參與的內(nèi)力組合用Excel處理數(shù)據(jù)S荷載：施加于結(jié)構(gòu)之上的直接作用R荷載效應(yīng)：由荷載引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形第39頁/共50頁恒+風(fēng)恒+活恒+活0.6風(fēng)恒風(fēng)+0.7活22、內(nèi)力組合無地震作用參與的內(nèi)力組合

9、標(biāo)準組合基本組合有地震作用參與的內(nèi)力組合恒載有利1.0恒+1.4活1.0恒+1.4活0.6x1.4風(fēng)1.0恒1.4風(fēng)1.0恒1.4風(fēng)+0.7x1.4活可變荷載控制1.2恒+1.4活1.2恒+1.4活0.6x1.4風(fēng)1.2恒1.4風(fēng)1.2恒1.4風(fēng)+0.7x1.4活永久荷載控制1.35恒+0.7x1.4活1.35恒+0.7x1.4活0.6x1.4風(fēng)1.0恒0.6x1.4風(fēng)基本組合重力不利：1.2重力代表+1.3震重力有利：1.0重力代表1.3震重力代表值：1.0恒+0.5活第40頁/共50頁23、內(nèi)力調(diào)整柱內(nèi)力組合內(nèi)力調(diào)整總結(jié)組合前調(diào)整組合后調(diào)整剪重比調(diào)整彎矩調(diào)幅支座邊緣內(nèi)力調(diào)整強柱弱梁強剪弱彎

10、（梁、柱）強柱弱梁調(diào)整概念：不可能所有構(gòu)件都能保證在大震下游足夠的儲備，保證大震不倒，要讓塑形鉸先出在梁端，讓梁先屈服去耗能，否則柱出鉸馬上就倒。如何實現(xiàn)？強剪弱彎調(diào)整概念：彎曲破壞是延性破壞，剪切破壞是脆性破壞，必須破壞時，應(yīng)保證不發(fā)生剪切破壞。如何實現(xiàn)？放大剪力第41頁/共50頁24、最不利內(nèi)力梁設(shè)計內(nèi)力柱設(shè)計內(nèi)力如何選擇？如何實現(xiàn)？框架中選擇組合中最大的彎矩和剪力，彎矩和剪力可以來自不同的組合。因為最大彎矩設(shè)計縱筋，最大剪力設(shè)計箍筋，互不影響。如何選擇？如何實現(xiàn)？大偏壓時，彎矩越大，越不利小偏壓時，軸力越大，越不利柱構(gòu)件中彎矩和軸力是耦合的，必須來自同一種組合。箍筋則用最大剪力，則可不一

11、定來自同一組合。1個最大的M和對應(yīng)的N1個最大的N和對應(yīng)的M應(yīng)該選擇兩個組合計算第42頁/共50頁25、框架梁設(shè)計縱筋左支座截面正彎矩負彎矩T型截面配底筋矩形雙筋截面配梁頂縱筋跨中截面跨中正截面結(jié)合支座正彎矩、梁底縱筋、T型截面左支座截面正彎矩負彎矩T型截面配底筋矩形雙筋截面配梁頂縱筋即看跨中正彎矩算出的底筋和支座正彎矩算出的底筋哪個大箍筋選最大剪力配置箍筋構(gòu)造要求詳見規(guī)范注意加密區(qū)與非加密區(qū)的要求抗剪計算的箍筋應(yīng)該是非加密區(qū)配筋，加密區(qū)是為了加強梁端塑形鉸轉(zhuǎn)動能力，是抗震的構(gòu)造要求。次梁不參與抗震，因此沒有加密區(qū)。即結(jié)合“強剪弱彎”的概念，箍筋加密一方面抗剪，另一方面可防止縱筋屈服后過早屈曲

12、破壞，使它能變形地更大，延性更好，塑形轉(zhuǎn)動能力也就越好。第43頁/共50頁26、框架柱設(shè)計縱筋設(shè)計特點：彎矩與軸力耦合彎矩與軸力必須來自同一種組合取兩種組合中最不利的大偏壓還是小偏壓？箍筋選取最大剪力配箍構(gòu)造要求見規(guī)范第44頁/共50頁27、樓蓋設(shè)計樓板的分類單向板長寬比=3.0雙向板2.0長寬比3.0宜按雙向板考慮長寬比2.0都按單向板計算板的計算簡圖板厚板的計算簡圖板的荷載（恒、活）板的邊界條件內(nèi)力計算方法彈性理論查表法配筋計算構(gòu)造要求負筋長度要求最小配筋率第45頁/共50頁28、基礎(chǔ)荷載地基的概念基礎(chǔ)的概念地基基礎(chǔ)計算內(nèi)容地基設(shè)計計算基礎(chǔ)底面積軸心荷載作用時Pk=fa偏心荷載作用時Pk，max=1.2fa地基變形計算（甲、乙級）基礎(chǔ)設(shè)計沖切底板配筋計算地基承載力特征值由荷載試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對應(yīng)的壓力值，其最大值為比例界限。地基基礎(chǔ)設(shè)計等級地基規(guī)范3.0.1 （畢業(yè)設(shè)計乙級）作用效應(yīng)與抗力選擇標(biāo)準組合；修正后fa修正后基礎(chǔ)設(shè)計所需荷載標(biāo)準組合基本組合試驗是淺層，而且