《建筑結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計》課件

建筑結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計課程簡介目標掌握建筑結(jié)構(gòu)的基本原理，熟悉各種結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計方法。內(nèi)容課程目標了解建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計流程和規(guī)范。能夠進行簡單結(jié)構(gòu)的受力分析和設(shè)計計算。課程內(nèi)容安排1結(jié)構(gòu)工程的基本概念2材料力學(xué)基礎(chǔ)3靜定結(jié)構(gòu)分析4梁的設(shè)計5柱的設(shè)計6墻體設(shè)計7基礎(chǔ)設(shè)計8屋頂結(jié)構(gòu)9鋼結(jié)構(gòu)10預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)11裝配式建筑12未來趨勢結(jié)構(gòu)工程的基本概念定義研究建筑物、橋梁等工程結(jié)構(gòu)的受力、變形、穩(wěn)定性等問題的學(xué)科。作用確保工程結(jié)構(gòu)安全、可靠、經(jīng)濟、美觀。建筑物的作用和分類居住滿足人們生活居住需求。商業(yè)用于商業(yè)活動，如商場、酒店等。工業(yè)用于生產(chǎn)活動，如工廠、倉庫等。公共服務(wù)于社會公共需求，如學(xué)校、醫(yī)院等。建筑物的荷載類型恒載：結(jié)構(gòu)本身的重量，如墻體、樓板、屋頂?shù)取；钶d：可變的荷載，如家具、人員、雪等。風(fēng)載：風(fēng)力作用在建筑物上的荷載。地震載：地震作用在建筑物上的荷載。結(jié)構(gòu)受力分析確定結(jié)構(gòu)中各部分的內(nèi)力。1分析結(jié)構(gòu)的變形和穩(wěn)定性。2評估結(jié)構(gòu)的安全性。3材料力學(xué)基礎(chǔ)應(yīng)力材料內(nèi)部抵抗外力的能力，單位為帕斯卡（Pa）。應(yīng)變材料在外力作用下的變形程度，單位為無量綱。彈性模量材料抵抗形變的能力，單位為帕斯卡（Pa）。幾何特性的計算截面面積截面的大小，單位為平方米（m2）。截面慣性矩截面抵抗彎曲的能力，單位為米?（m?）。截面極慣性矩截面抵抗扭轉(zhuǎn)的能力，單位為米?（m?）。正應(yīng)力和剪應(yīng)力正應(yīng)力：垂直于截面的應(yīng)力，單位為帕斯卡（Pa）。剪應(yīng)力：平行于截面的應(yīng)力，單位為帕斯卡（Pa）。變形分析計算結(jié)構(gòu)的位移和轉(zhuǎn)角。評估結(jié)構(gòu)的變形是否符合規(guī)范要求。根據(jù)變形情況調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計。靜定結(jié)構(gòu)的分析1定義結(jié)構(gòu)中內(nèi)力可以通過平衡方程直接求解的結(jié)構(gòu)。2特點結(jié)構(gòu)受力簡單，分析方便。3應(yīng)用簡單的梁、桁架等。靜不定結(jié)構(gòu)的分析定義結(jié)構(gòu)中內(nèi)力無法通過平衡方程直接求解的結(jié)構(gòu)。特點結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，需要運用位移法、力法等方法分析。應(yīng)用復(fù)雜的框架結(jié)構(gòu)、拱結(jié)構(gòu)等。梁的彎曲分析1彎矩梁受到彎曲作用時產(chǎn)生的內(nèi)力。2剪力梁受到剪切作用時產(chǎn)生的內(nèi)力。3變形梁在外力作用下發(fā)生的彎曲變形。梁的剪力和彎矩剪力彎矩梁的設(shè)計原則1滿足強度要求，防止梁斷裂。2滿足剛度要求，防止梁過度變形。3滿足穩(wěn)定性要求，防止梁失穩(wěn)。柱的受力分析軸向力垂直于柱截面的力，單位為牛頓（N）。彎矩柱受到彎曲作用時產(chǎn)生的內(nèi)力。柱的設(shè)計1確定柱的截面尺寸。2選擇合適的鋼筋和混凝土強度等級。3計算柱的承載力。4檢查柱的穩(wěn)定性。墻體的受力分析垂直荷載墻體自身重量和上部荷載的合力。水平荷載風(fēng)載、地震載等水平方向的荷載。墻體的設(shè)計1材料根據(jù)墻體所處位置和荷載情況選擇合適的材料。2厚度根據(jù)墻體所承受的荷載確定墻體的厚度。3加固對于高層建筑或承受較大荷載的墻體，需要進行加固處理?；A(chǔ)的作用和類型作用將建筑物的重量傳遞到地基上，保證建筑物的穩(wěn)定性和安全性。類型條形基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等?；A(chǔ)的受力分析荷載傳遞建筑物的重量通過基礎(chǔ)傳遞到地基。1地基反力地基對基礎(chǔ)的反作用力。2基礎(chǔ)的受力基礎(chǔ)承受的荷載和地基反力的合力。3基礎(chǔ)的設(shè)計原則滿足強度要求，防止基礎(chǔ)破壞。滿足沉降要求，防止基礎(chǔ)發(fā)生過大的沉降。滿足穩(wěn)定性要求，防止基礎(chǔ)發(fā)生傾覆或滑移。屋頂結(jié)構(gòu)的分類坡屋頂具有傾斜屋面的屋頂，有利于排水和隔熱。平屋頂屋面平坦，適用于現(xiàn)代建筑，需要進行防水處理。屋頂結(jié)構(gòu)的受力分析1自重屋頂結(jié)構(gòu)自身的重量。2雪載積雪對屋頂產(chǎn)生的荷載。3風(fēng)載風(fēng)力對屋頂產(chǎn)生的荷載。屋頂結(jié)構(gòu)的設(shè)計木結(jié)構(gòu)屋頂適用于小型建筑，經(jīng)濟實惠，但抗火性差。鋼結(jié)構(gòu)屋頂適用于大型建筑，抗震性能好，但造價較高?；炷廖蓓斶m用于高層建筑，耐久性強，但施工難度大。鋼結(jié)構(gòu)概述特點強度高、重量輕、加工方便、易于回收利用。應(yīng)用橋梁、高層建筑、工業(yè)廠房等。鋼材的力學(xué)性能屈服強度抗拉強度鋼結(jié)構(gòu)受力分析1確定鋼結(jié)構(gòu)的受力方式。2計算鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力。3分析鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和變形。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計1選擇合適的鋼材和截面形式。2計算鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。3設(shè)計連接節(jié)點。4進行防腐處理。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)概述特點強度高、耐久性強、抗裂性好、可減少混凝土用量。應(yīng)用橋梁、高層建筑、工業(yè)廠房等。預(yù)應(yīng)力的作用和分類作用在混凝土構(gòu)件中引入預(yù)應(yīng)力，提高構(gòu)件的承載能力和抗裂性。分類預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉法、預(yù)應(yīng)力鋼筋壓漿法。預(yù)應(yīng)力混凝土梁的設(shè)計確定預(yù)應(yīng)力鋼筋的類型和數(shù)量。選擇合適的混凝土強度等級。計算梁的承載力、變形和抗裂性。預(yù)應(yīng)力混凝土柱的設(shè)計1確定柱的截面尺寸。根據(jù)荷載情況和設(shè)計要求確定柱的截面尺寸。2選擇預(yù)應(yīng)力鋼筋。根據(jù)柱的受力情況選擇合適的預(yù)應(yīng)力鋼筋類型和數(shù)量。3計算柱的承載力。根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置和混凝土強度等級計算柱的承載力。裝配式建筑結(jié)構(gòu)概述定義將建筑物分成若干個預(yù)制構(gòu)件，在工廠生產(chǎn)，運至現(xiàn)場進行拼裝的建筑方式。特點施工速度快、質(zhì)量高、工期短、減少現(xiàn)場濕作業(yè)。裝配式建筑結(jié)構(gòu)特點1節(jié)約資源和能源，減少建筑垃圾。2提高建筑質(zhì)量，降低施工成本。3縮短工期，加快建設(shè)進度。裝配式建筑結(jié)構(gòu)分類框架結(jié)構(gòu)由預(yù)制柱、梁、樓板等構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)由預(yù)制墻板、樓板等構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)。混合結(jié)構(gòu)結(jié)合了框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則保證構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性。設(shè)計方便快捷的連接方式，確保結(jié)構(gòu)的整體性。考慮運輸和吊裝的可行性，避免構(gòu)件尺寸過大。裝配式結(jié)構(gòu)的連接方式1鋼筋連接：利用預(yù)留鋼筋進行連接。2焊接連接：利用焊接技術(shù)將構(gòu)件連接在一起。3螺栓連接：利用螺栓將構(gòu)件連接在一起。4嵌固連接：將構(gòu)件直接嵌固在基座或墻體中。課程總結(jié)本課程介紹了建筑結(jié)構(gòu)的基本原理和設(shè)計方法，希望同學(xué)們能夠通過學(xué)習(xí)掌握相關(guān)知識和技能，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。