建筑结构课件-建筑结构基本计算原理

建筑结构基本计算原理本课程将深入探讨建筑结构设计的核心计算原理，为学生提供全面的理论基础和实践指导课程目标掌握基本原理培养计算能力理解建筑结构设计的核心概学会各类构件的力学分析和念和方法设计计算实践应用创新思维能够将理论知识应用于实际培养结构优化和创新设计的工程项目能力建筑结构设计的基本原理安全性1确保结构能承受各种荷载和外力适用性2满足建筑功能和使用要求经济性3在保证安全的前提下实现成本优化美观性4结构设计与建筑美学的和谐统一力学基础知识回顾静力学材料力学结构力学力的平衡、受力分析、约束反力计算应力、应变、强度、刚度、稳定性分析内力计算、变形分析、结构稳定性评估设计荷载的确定恒载活载结构自重、固定设备重量等人员、家具、设备等可变荷载风荷载地震作用根据建筑高度、地理位置确定基于抗震设防烈度计算构件内力计算确定计算模型1简化结构，建立力学模型分析荷载传递2确定荷载传递路径和作用方式应用力学方法3使用力法、位移法等计算内力计算机辅助分析4利用结构分析软件进行复杂计算应力分析正应力剪应力轴向拉伸或压缩产生的应力平行于作用面的切向应力弯曲应力扭转应力构件受弯产生的正应力构件扭转产生的剪应力混凝土构件受压计算确定计算截面根据构件尺寸和配筋确定有效截面计算轴向力考虑各种荷载组合确定设计轴力校核承载力计算极限承载力并与设计轴力比较验算稳定性对细长构件进行稳定性验算混凝土构件受弯计算确定计算模型1分析荷载作用和支承条件计算内力2确定最大弯矩和剪力截面设计3计算所需配筋面积验算裂缝宽度4确保裂缝控制在允许范围内钢结构构件受拉、受压计算受拉构件受压构件•计算有效截面面积•计算压屈临界应力•校核强度和变形•验算稳定性钢结构构件受弯计算1234确定计算模型计算内力校核强度验算刚度分析荷载和支承情况求解最大弯矩和剪力验算正应力和剪应力计算挠度并与允许值比较构件连接计算螺栓连接焊接连接计算螺栓受力和所需数量确定焊缝长度和厚度铆钉连接粘结连接计算铆钉受力和布置确定粘结面积和强度基础计算确定基础类型计算基础荷载12根据地质条件和上部结构选择合适的基础形式汇集上部结构传递的各种荷载地基承载力验算基础构件设计34确保地基能够承受上部结构荷载计算基础尺寸和配筋楼板计算确定计算模型计算内力分析楼板边界条件和荷载分布求解楼板的弯矩和剪力分布配筋设计挠度验算根据内力计算所需钢筋面积确保楼板变形在允许范围内梁计算荷载分析确定作用于梁上的各种荷载内力计算求解梁的弯矩和剪力图截面设计确定梁的尺寸和配筋构造要求满足最小配筋率等规范要求柱计算轴力计算1汇集上部结构传递的竖向荷载弯矩确定2考虑偏心荷载和水平力产生的弯矩截面设计3计算所需混凝土强度和配筋稳定性验算4对细长柱进行稳定性校核剪力墙计算荷载分析内力计算配筋设计确定作用于剪力墙的竖向和水平荷载计算剪力墙的轴力、弯矩和剪力确定竖向、水平钢筋和边缘构件配筋筏板基础计算确定计算模型1建立筏板-土体相互作用模型荷载分析2汇集上部结构传递的各种荷载内力计算3求解筏板的弯矩和剪力分布配筋设计4确定上下层配筋和局部加强桩基础计算确定桩型和布置1选择合适的桩型和平面布置单桩承载力计算2根据地质条件计算单桩极限承载力桩群效应分析3考虑群桩作用下的承载力折减承台设计4计算承台尺寸和配筋挡土墙计算确定土压力稳定性验算计算主动土压力和被动土压力校核抗滑、抗倾覆和地基承载力结构强度计算配筋设计计算墙身各截面的内力确定墙身和基础的配筋预应力构件计算确定预应力大小钢绞线布置应力损失计算正常使用验算计算所需预应力强度设计预应力钢绞线的布置方考虑各种因素导致的预应力校核裂缝宽度和挠度案损失抗震设计理论地震作用分析结构抗震等级确定地震影响系数和设计地震分组根据建筑重要性确定抗震等级延性设计抗震性能目标提高结构的变形能力和能量耗散能确定不同地震水平下的性能要求力抗震构造措施结构布置构件设计保证平面和竖向的规则性提高构件的延性和耗能能力节点加强隔震减震确保节点的连接强度和刚度采用隔震支座或减震装置结构安全评估资料收集1获取结构设计、施工和使用信息现场检测2进行结构实体检测和荷载试验计算分析3建立结构模型，进行承载力计算评估结论4给出结构安全性评价和建议结构加固方法增大截面法粘贴钢板法通过增加构件尺寸提高承载力在构件表面粘贴钢板增强强度外包钢法预应力加固用钢板或型钢包裹构件施加预应力改善构件受力状态常见结构病害分析裂缝腐蚀分析裂缝类型、宽度和发展趋势评估钢筋锈蚀程度和混凝土剥落变形振动测量结构整体和局部变形量分析结构的异常振动和噪声常见结构病害处理裂缝修复混凝土修补防腐处理•灌浆法•局部修补•阴极保护•表面处理法•整体修复•表面涂层综合案例分析项目背景1介绍建筑功能、规模和特点结构方案2分析结构体系选择理由计算过程3展示关键构件的设计计算创新点4讨论项目中的技术创新课程总结理论基础设计流程回顾核心力学原理和计算方总结结构设计的主要步骤和法要点创新思维工程实践强调结构优化和创新的重要强调理论与实践结合的重要性性思考与讨论新材料应用智能结构探讨新型建筑材料对结构设计讨论智能技术在结构设计中的的影响应用前景可持续设计跨学科融合思考如何在结构设计中实现可探讨结构工程与其他学科的交持续发展叉创新参考文献•《混凝土结构设计原理》，第5版，朱彦鹏编著•《钢结构设计原理》，第3版，李国强编著•《建筑抗震设计规范》GB50011-2010•《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010•《建筑结构荷载规范》GB50009-2012。