结构设计中的力学和构造基本原理 (2).pptVIP

结构设计中的力学和构造基本原理 力学分析中需要考虑的三种条件 平衡条件 结构处于平衡的条件 物理条件（本构关系） 固、液体的界定 松弛和蠕变的力学定义 松弛时间 传统固、液体力学的部分共性 传统固、液体力学的部分异性 固体力学中的本构关系 几何条件 变形协调 结构研究和设计中的一些考虑 解决科学问题的两个方面 事物的相对性 设计计算与构造 斜截面承载力的保证 抗弯承载力的保证 锚固、搭接的概念 构造做法与材料特性有关 强度和稳定设计 边界条件对稳定的影响 正常使用极限状态设计 变形控制设计 抗震设计的一般性概念 保证结构抗震性能的基本原理 混凝土耐久性设计 防火设计 结构专业的学习建议 谢谢大家！ 1、三水准设防原则：小震不倒、中震可修、大震不倒。 2、小震情况下结构处于弹性状态，进行弹性设计，确保结构在水平荷载作用下具有一定的承载力。验算罕遇地震作用下的弹塑性变形并加以限值，同时通过延性材料的采用、合理化构造措施，保证结构进入弹塑性状态以后具有足够的变形能力。 3、结构耗散的能量，在广义上为力和位移的乘积。刚柔相济的结构方为抗震性能良好的结构。（结构内力的调幅，框架与排架，剪力墙连梁的刚度调整系数不能小于0.55, 风荷载作用下该系数不能小于0.8） 1、材料选用：对水泥品种、骨料级配等有要求。 2、配比有要求：最大水灰比、最小水泥用量。 3、对构件表面保护措施有要求：混凝土的保护层厚度、必要时需粘贴耐腐面砖或者涂刷专用涂料。 4、特殊情况下，对混凝土的密实性有要求，一般要求单方密度。 遇特殊环境，必须查阅相关的规范及技术标准，进行针对性设计。一般均涉及强制性条文。 1、根据建筑防火需要，选用符合《建筑防火设计规范》,《高层建筑防火设计规范》要求的结构材料，确定构件的混凝土保护层厚度。 2、对于不满足相应耐火极限要求的材料，采取措施。（涂装保护、外侧包裹等） 3、钢结构工程中使用防火涂料，必须对防火涂料及防锈涂料的相容性进行试验） * * 昆明市建筑设计研究院 2008年7月16日 1、平衡条件：遵守经典物理世界运动基 本原理, 牛顿三大运动定律 2、物理条件： 本构关系（应力应变等） 3、几何条件：几何构成、变形协调 4、边界条件 1、不受外力作用的物体，永远将保持静止或匀速直线运动。 牛顿第三运动定律：F＝ma 2、物体处于静止状态的必要条件，所受合力为零： F＝0 3、动力学平衡条件：达朗贝尔原理 F-ma＝0 1、截取任一结构部件，作用于其上的荷载的合力 在任一方向上均为零。 2、据此，力学分析可以采用任意坐标系（但坐标 分量需要相互独立），力系合成和分析可以在 任意方向上进行。 3、满足平衡条件要求的内力，不一定是结构所受 的真实内力。故满足力学平衡条件条件。只是结构 真实内力的必要条件。 1、在经典物理世界，任何物质的运动均遵守牛顿三大运动定律。但各种介质表现出来的物理现象千差万别，主要原因在于介质的本构关系不同。 2、一般地，本构关系大体可以归于两类: 1) 麦氏（麦克斯威尔）体 2）开氏（开尔文）体 详细可参考：《辛弹性力学》（中国科学技术大学出版社）或者粘弹性力学方面的教材。 1、传统认识中的这两类物质，其性状与荷载作用于其上的时间密切相关。 2、任何物质都有蠕变和松弛特性，但各种物质的松弛时间各不相同。（Maxwell） 3、举例：水下核爆炸、地质变迁 4、现代力学统一将流体和固体称之为流变体。 松弛：材料在固定位移加载情况下，其应力随时间而减下的现象。 蠕变：材料在固定应力荷载作用下，其应变随时间而增加的现象。 上述两种非线性现象，还与与温度、应力水平等因素有密切关系。 松弛时间：定义为材料实际应力减小为初始应力的37%时，所需要的时间。 几种典型材料的松弛时间： 1、坚硬岩石： 2、水： 3、沥青： 1、两者动力学均遵守经典力学中的质量守恒和牛顿三大运动定律。它们的动力学平衡控制方程在形式上完全相同。 两种物质遵守相同的客观运动物理规律 1、在荷载作用时间很长的情况下，固体可能表现出液体的性状， 2、而当荷载作用时间足够短时，液体也可表现出固体的性状。 3、在荷载作用下，两者都会表现出平衡分叉现象，也可认为是混沌现象。 固体力学中的失稳：稳定