结构设计原理.ppt

长沙理工大学备课纸 总 论General Introduction 结构的概念与今后的发展前景; 本课程的特点和学习方法; 本课程的教学内容与学习要求; 工程实例 土木工程的三大飞跃： 人类早期：利用土、石、木等天然材料从事营造活动。 第一次飞跃：公元前113世纪，发明了砖、瓦以承压为主的人工材料，即木、砖（石）结构兴起的年代，例如：万里长城、金字塔、阿房宫； 第二次飞跃：17世纪的生铁、19世纪的熟铁、19世纪中叶优质钢材（人工制造的耐拉、压材料）的出现，即钢结构兴起的年代，例如，高300m的埃菲尔铁塔、主跨512m的福斯海峡等钢结构； 第三次飞跃：19～20世纪，钢筋混凝土结构的出现。钢铁和水泥产生后，直至本世纪初，解决了钢筋混凝土结构计算理论以及预应力混凝土结构的应力损失、锚固，配筋混凝土结构有了蓬勃发展，并在土木工程中占据了统治地位。 2、结构：在工程中，由建筑材料制作的若干构件连接而成的承受作用的空间或平面体系。（构造物的承重骨架部分） 例如：桥梁的桥跨、墩（台）及基础组成了桥的承重体系，它们就被称为桥梁结构。 梁式桥（受弯为主） 拱式桥（受压为主） 刚架桥（梁柱组合） 悬索桥（受拉为主） 斜拉桥（组合受力） 对于建筑结构按照承重结构类型来分 砖混结构 框架结构 框架—剪力墙结构 剪力墙结构 筒体结构 大跨结构 排架结构 4、钢筋混凝土结构： 定义:由钢筋、混凝土两种性能不同的材料组成，能发挥各自优越性的一种建筑材料。 适用范围： 中小跨径梁、板，墩台，拱，塔;工业或民业建筑、烟囱、水塔等特种结构。 优缺点 5、预应力混凝土结构： 定义：预先人为地给混凝土引入一个应力，以改善混凝土在使用期间的应力状态； 适用范围：跨径＞50m的桥梁； 优缺点: 6、砌体结构 定义：将砖石等块材按照一定砌筑规则建筑而成的结构。 适用范围：以受压为主的构件（墩台、护坡）；房屋结构中的竖向承重结构（墙、柱等） 优缺点: 7、钢结构： 自重轻； 易建特大跨径桥梁； 轻钢住宅等材质均匀； 弹性模量大，是理想的弹性材料； 施工方便，速度快。 造价高； 需经常维修； 耐火性差（钢材在500℃～600℃软化）。 一、本课程的主要任务 学习钢筋混凝土、预应力混凝土结构的基本概念、基本理论 学习各种工程材料设计计算原则； 学习钢筋混凝土结构的受力特点、破坏形态、计算方法和连接部位的设计； 学习预应力混凝土结构受力特点、破坏形态、计算方法和连接部位的设计； 5. 通过学习，掌握钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、砖石结构和钢结构在各种受力状态下的工作性能、破坏形态、计算原理、设计和构造要求等问题 ，最后通过一周的课程设计，掌握梁的整个设计，为毕业设计和以后的工程设计打下基础。 1、本课程为专业过渡课程，由基础课过渡到专业课，研究方法既有继承，又要注意其中本质的区别。 材料力学：研究单一、匀质、连续的弹性材料，侧重于构件的应力分析和变形计算，它们中问题的解答是唯一的。 配筋混凝土结构：研究两种材料组成、非匀质、非连续的弹塑性材料，它不同于《材料力学》研究的范畴，不仅研究强度和变形的计算问题，更主要是结构构件的设计，包括方案、截面形式及材料的选择，配筋构造等。 钢筋混凝土构件的设计方法是建立在试验基础上的 钢筋混凝土构件的设计方法对试验的 依赖性很强，应注意各理论分析的适 用范围和应用条件 设计具有多方案性 结构设计是一个综合性的问题，需要遵循“安全、用、经济、合理”的原则。当给定荷载时，同一构件的设计答案往往不是唯一的，需进行综合分析比较，才能做出合理的选择。 了解分析过程和步骤 《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001) 《砌体结构设计规范》（GB50003-2001) 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002) 《钢结构设计规范》（GB50017-2003） 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） 三、本课程要解决的问题 选择结构的材料类型； 选择截面形式； 拟定截面尺寸； 配筋设计计算； 进行各项验算（强度条件、刚度、稳定性、抗裂性） 认真学好课堂内容，把握内容体系的内在联系和细微差别； 注意理论联系实际，重视试验、经验和规范的规定； 深入掌握材料性能。因为结构的许多特性都是由材料性能决定