第十五篇 土木工程师设计方法.ppt

第十五章土木工程师设计方法 土木工程结构基本功能 提供良好地为人类生活和生产服务以满足人类使用要求、审美要求。 是承受和抵御结构服役过程中可能出现 的各种环境作用(环境是广义的，包括结构所承受的各种作用)。 15.1 设计的基本理念 (1)首先要能够完全满足客户的使用需求； (2)其次要有很好的经济效益，不论是在建设资金和今后的保养费用都比较省钱； (3)最后当然要符合审美要求。 15.2 荷载、应力、应变和弹性 能使土木工程结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变和裂缝等）的各种原因的总称，成为结构上的荷载。 荷载在结构上产生的内力（弯矩、扭矩、剪力、压力和拉力等）和变形（挠度、扭转、弯曲、拉伸、压缩和裂缝等）成为荷载效应。 15.2.1 荷载 均匀分布变化荷载 15.2.2 应力、应变和弹性 二、应变 三、弹性 15.3 结构设计的一般理论与方法 15.3.2 结构设计的方法 一、结构模型的建立 二、结构荷载计算 三、计算构件内力计算和构件选择 四、施工图纸的绘制 15.4 结构安全、极限设计和设计过程 课外检索 (1)土木工程的设计、施工和管理三者的和谐关系应是怎样的？ (2)谈对结构安全与合理造价的认识。 土木工程概论 本章内容 15.1 设计的基本理念 15.2 荷载、应力、应变和弹性 15.3 结构设计的一般理论与方法 15.4 结构安全、极限设计和设计过程 一、好的设计的基本特征: 15.2.1 荷载 集中荷载P 均匀分布荷载 15.2.1 荷载 作用于单位面积上的内力强度称之为应力 一、应力 应力示例 是应变，单位长度的伸长量 15.2.2 应力、应变和弹性 应变示例 当有力作用一物体时，物体有变形。当这个力移去后，物体又恢复原来的形状。物体所具有的这种特性，称之为弹性 。 15.2.2 应力、应变和弹性 (1)能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用； (2)在正常使用时具有良好的工作性能； (3)在正常维护下具有足够的耐久性能； (4)在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。 我国目前的《规范》对结构设计制订了明确规定，即建筑结构必须满足下列各项功能要求： 15.3.1结构设计的基本理论 (1)建筑结构模型的建立； (2)结构荷载的计算； (3)构件内力计算和构件选择； (4)施工图纸绘制。 建筑工程的结构设计步骤： 结构模型建立动画一 结构模型建立动画二 (1)整体结构的简化：为简化计算，可取出其中的一榀框架，将其简化为平面框架进行计算。 (2)构件的简化：梁和柱的截面尺寸相对于整个框架来说较小，将其简化为杆件，梁和柱的连接节点可简化为刚性连接。 15.3.2 结构设计的方法 框架结构简化后的平面结构模型 (1)结构荷载计算即计算该模型上的受力。 (2)计算受力必须清楚该结构所受的荷载的种类和传力路线。 15.3.2 结构设计的方法 计算模型上的荷载 (1)先依据经验估计梁柱的截面尺寸，然后即可进行该模型的受力计算。 (2)计算出构件的内力后，再依据内力，进行梁柱配筋的计算和梁柱的强度、稳定、变形的计算。 (3)这个阶段有一个反复的过程，即当选定的梁柱截面尺寸无法满足要求时，需重新选择截面，重新计算，直至满足要求。 15.3.2 结构设计的方法 构件的截面尺寸和配筋确定后，下一步即是将其反映至施工图纸这个阶段。 15.3.2 结构设计的方法 施工图纸 设计的结构必须是安全的。那么怎样算达到安全了呢？ 15.4.1 结构安全