《多层建筑结构设计》课件

多层建筑结构设计课程介绍与学习目标课程概述学习目标12本课程涵盖多层建筑结构设计完成本课程后，您将能够理的各个方面，包括结构体系选解建筑结构设计的基本原则；择、荷载计算、材料特性、抗掌握各种荷载的计算方法；熟震设计、基础设计以及结构优悉不同结构材料的特性；能够化设计我们将理论与实践相选择合适的结构体系；具备多结合，通过案例分析和实际项层建筑的抗震设计能力；掌握目，帮助您掌握结构设计的核结构计算软件的应用；了解最心技能新的建筑结构技术课程安排现代建筑结构设计的重要性安全保障经济效益功能实现结构设计是建筑安全的首要保障一个优合理的结构设计可以降低建筑成本通过结构设计是实现建筑功能的重要手段不秀的结构设计能够确保建筑物在各种荷载优化结构体系和材料用量，可以减少不必同的结构体系可以满足不同的功能需求作用下保持稳定，避免发生倒塌等安全事要的浪费，提高资源利用率同时，结构例如，大跨度结构可以提供更大的空间，故现代结构设计采用先进的计算方法和设计还可以延长建筑物的使用寿命，降低悬挑结构可以创造独特的建筑造型结构材料，进一步提高了建筑物的安全性维护成本设计为建筑师提供了更多的创作空间建筑结构设计的基本原则安全性经济性适用性安全性是结构设计的第经济性是结构设计的重适用性是结构设计的基一要务结构设计必须要考虑因素结构设计本要求结构设计必须确保建筑物在各种荷载应在满足安全要求的前满足建筑物的使用功能作用下不会发生破坏或提下，尽可能降低建筑不同的建筑物有不同的倒塌，保障人员和财产成本结构设计应优化功能需求，结构设计应安全结构设计应充分结构体系和材料用量，根据不同的功能需求选考虑各种不利因素，采减少不必要的浪费，提择合适的结构体系和材取可靠的安全措施高资源利用率料多层建筑结构的分类框架结构1框架结构由梁、柱组成的框架体系承受竖向和水平荷载框架结构具有灵活的平面布局和较大的空间，适用于办公楼、住宅等建筑剪力墙结构2剪力墙结构由剪力墙承受水平荷载，框架承担竖向荷载剪力墙结构具有较好的抗侧力性能，适用于高层建筑、住宅等建筑框架剪力墙结构-3框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点，具有良好-的抗侧力性能和灵活的平面布局，适用于高层建筑、综合性建筑建筑结构设计的基本要求强度要求结构构件应具有足够的强度，能够承受各种荷载作用，不发生破坏强度设计应根据不同的材料和荷载类型，采用相应的计算方法刚度要求结构构件应具有足够的刚度，能够限制变形，保证建筑物的使用功能刚度设计应根据不同的结构体系和荷载类型，采用相应的计算方法稳定性要求结构构件应具有足够的稳定性，能够防止失稳破坏稳定性设计应根据不同的结构体系和荷载类型，采用相应的计算方法结构安全性概述施工阶段在施工阶段，应严格按照设计图纸和施工2规范进行施工施工质量应符合要求，确设计阶段保结构的安全性能在设计阶段，应充分考虑各种不利因素，1采取可靠的安全措施设计应符合国家规范和标准，采用先进的计算方法和材使用阶段料在使用阶段，应定期进行检查和维护，及时发现和处理安全隐患不得擅自改变结3构，避免影响结构的安全性能荷载类型及计算偶然荷载1地震作用、爆炸荷载可变荷载2活载、风载、雪载永久荷载3自重、固定设备荷载是作用在结构上的各种力结构设计必须考虑各种荷载的作用，确保结构的安全性能荷载可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载永久荷载是指在结构使用期间始终存在的荷载，如结构自重、固定设备等可变荷载是指在结构使用期间可能变化的荷载，如活载、风载、雪载等偶然荷载是指在结构使用期间偶然发生的荷载，如地震作用、爆炸荷载等结构设计应根据不同的荷载类型，采用相应的计算方法恒载与活载分析恒载活载恒载是指在结构使用期间始终存在的荷载，如结构自重、固定设备活载是指在结构使用期间可能变化的荷载，如人员、家具、设备等等恒载的计算应根据实际情况进行，力求准确可靠恒载的取值活载的计算应根据建筑物的使用功能进行，力求合理安全活载的应符合国家规范和标准取值应符合国家规范和标准恒载和活载是结构设计中最重要的两种荷载类型准确计算恒载和活载是保证结构安全的关键结构设计师应充分了解建筑物的结构组成和使用功能，合理确定恒载和活载的取值风载荷与地震作用风载荷地震作用风载荷是指风作用在建筑物上的力风载荷的计算应根据建筑地震作用是指地震作用在建筑物上的力地震作用的计算应根物的形状、高度、地理位置等因素进行风载荷的取值应符合据建筑物的抗震设防烈度、场地类别、结构类型等因素进行国家规范和标准对于高层建筑和大型结构，风载荷是重要的地震作用的取值应符合国家规范和标准对于地震多发地区，控制荷载地震作用是重要的控制荷载结构材料选择材料强度1选择强度高的材料耐久性2选择耐久性好的材料经济性3选择经济性好的材料结构材料是结构设计的基础选择合适的结构材料是保证结构安全和经济性的关键结构材料的选择应综合考虑材料的强度、刚度、耐久性、经济性、施工性等因素常用的结构材料包括混凝土、钢材、砖石、木材等混凝土结构基本特性优点缺点混凝土具有良好的抗压强度、耐久性和耐火性，且价格低廉，易于混凝土的抗拉强度较低，易于开裂混凝土结构自重大，抗震性能施工混凝土结构适用于各种类型的建筑物，特别是高层建筑和大较差混凝土的施工周期较长，受气候影响较大型结构混凝土结构是由混凝土和钢筋组成的结构混凝土承受压力，钢筋承受拉力，共同作用，使结构具有良好的承载能力混凝土结构是目前应用最广泛的结构形式之一钢结构材料性能高强度轻自重12钢材具有很高的强度，是混凝钢材的自重较轻，仅为混凝土土的数倍钢结构可以承受更的1/3左右钢结构可以减少结大的荷载，适用于大跨度结构构的自重，降低地震作用的影和高层建筑响良好的延性3钢材具有良好的延性，可以吸收地震能量，提高结构的抗震性能钢结构适用于地震多发地区结构体系选择框架结构剪力墙结构框架剪力墙结构-适用于平面布局灵活、空间较大的建筑物，适用于抗侧力要求较高的建筑物，如高层建适用于抗侧力要求较高、平面布局灵活的建如办公楼、住宅等筑、住宅等筑物，如高层建筑、综合性建筑框架结构设计荷载计算计算结构的恒载、活载、风载、地震作用等内力分析计算结构的梁、柱等构件的内力构件设计设计结构的梁、柱等构件的截面尺寸和配筋剪力墙结构设计剪力墙布置抗震设计剪力墙应布置在结构的周边，形成封闭的筒体，提高结构的抗侧力剪力墙结构应进行抗震设计，提高结构的抗震性能抗震设计应根性能剪力墙的布置应均匀对称，避免结构产生扭转据建筑物的抗震设防烈度、场地类别、结构类型等因素进行框架剪力墙结构综合-框架承担竖向荷载1框架结构主要承担竖向荷载，提供结构的竖向承载能力剪力墙承担水平荷载2剪力墙结构主要承担水平荷载，提高结构的抗侧力性能共同作用3框架和剪力墙共同作用，使结构具有良好的承载能力和抗侧力性能结构抗侧力设计提高结构的刚度提高结构的强度增加剪力墙的数量和厚度，提高结采用高强度的材料，提高结构的抗构的抗侧力刚度侧力强度改善结构的延性采用合理的构造措施，提高结构的延性，使其能够吸收地震能量水平力分配原则面积分配法2根据构件的面积大小，分配水平力刚度分配法1根据构件的刚度大小，分配水平力经验分配法根据经验，分配水平力3结构整体稳定性构件稳定1节点稳定2整体稳定3基础设计基本原则地基承载力沉降控制防水措施基础设计应确保地基承基础设计应控制建筑物基础设计应采取防水措载力满足要求，避免地的沉降，避免建筑物产施，避免地下水侵蚀基基失稳生过大的变形础浅基础类型条形基础适用于墙下基础独立基础适用于柱下基础筏板基础适用于地基承载力较低的建筑物深基础设计桩基础沉井基础适用于地基承载力很低的建筑物适用于地下水位较高的建筑物地基承载力计算理论计算现场试验根据地基的土性指标，采用理论公通过现场试验，测定地基承载力式计算地基承载力经验估算根据经验，估算地基承载力结构变形控制控制裂缝2限制结构的裂缝宽度，保证结构的耐久性控制挠度1限制结构的挠度，保证建筑物的使用功能控制振动限制结构的振动，保证建筑物的舒适性3钢筋混凝土构件设计梁设计1梁是结构中承受弯矩的主要构件柱设计2柱是结构中承受轴力的主要构件板设计3板是结构中承受面荷载的主要构件梁的受力与配筋受弯梁受剪梁主要承受弯矩，配筋应根据弯矩的大小进行计算主要承受剪力，配筋应根据剪力的大小进行计算柱的受力与配筋轴心受压柱偏心受压柱主要承受轴向压力，配筋应根据轴同时承受轴向压力和弯矩，配筋应向压力的大小进行计算根据轴向压力和弯矩的大小进行计算受拉柱主要承受拉力，配筋应根据拉力的大小进行计算楼板设计单向板双向板主要承受一个方向的弯矩主要承受两个方向的弯矩楼梯与电梯井设计楼梯设计应满足安全、舒适、美观的要求电梯井设计应满足电梯安装和运行的要求结构连接节点设计焊接连接螺栓连接钢筋连接适用于钢结构连接适用于钢结构和混凝土结构连接适用于钢筋混凝土结构连接构件连接类型刚性连接连接节点能够传递弯矩铰接连接连接节点不能传递弯矩焊接连接对接焊角焊1用于连接两个构件的端部用于连接两个构件的侧面2螺栓连接普通螺栓1高强度螺栓2钢筋连接搭接焊接机械连接通过搭接连接钢筋通过焊接连接钢筋通过机械连接器连接钢筋结构防震设计选址结构体系构造措施选择地质条件良好的场地选择抗震性能好的结构体系采取合理的抗震构造措施抗震等级划分一级二级三级抗震设防要求最高的建筑物抗震设防要求较高的建筑物抗震设防要求一般的建筑物抗震构造措施加强连接设置抗震缝加强构件之间的连接，提高结构的设置抗震缝，减小地震作用对结构整体性的影响增加延性增加结构的延性，使其能够吸收地震能量位移角控制1弹性位移角弹塑性位移角2结构计算与模拟手算1软件计算2有限元分析基础单元节点边界条件结构计算软件介绍ANSYSSAP2000ETABS技术在结构设计中的应用BIM可视化协同优化结构优化设计拓扑优化尺寸优化形状优化材料用量控制合理选择材料21优化结构设计精细化施工3造价经济性分析材料成本1施工成本2维护成本3绿色建筑与可持续设计节能节水资源循环利用结构耐久性设计材料选择构造措施维护措施防腐蚀与保护外加电流阴极保护涂层保护结构维护与检测定期检查及时维护专业检测建筑结构失效案例分析施工质量问题21设计失误使用不当3结构安全事故预防加强管理1提高意识2规范操作3新型建筑结构技术打印建筑机器人建造预制建筑3D装配式建筑结构预制构件现场组装高效快速超高层建筑结构设计抗风设计抗震设计稳定设计结构设计标准与规范国家标准行业标准地方标准国家建筑结构设计规范材料规范21荷载规范抗震规范3国际建筑结构设计标准美国ACI1欧洲2EC英国3BS课程总结理论知识实践技能职业发展多层建筑结构设计的关键点安全第一经济合理功能适用结构设计必须确保建筑物的安全结构设计应在满足安全要求的前提下，尽结构设计必须满足建筑物的使用功能可能降低建筑成本。