AutoCAD 2016中文版土木工程设计实例教程全套PPT课件.pptx

AutoCAD2016中文版

土木工程设计实例教程;一个建筑物的落成，首先要经过建筑设计，然后是土木工程设计，最后才是施工和验收。土木工程设计的主要任务是确定结构的受力形式、配筋构造、细部构造等。施工时要根据土木工程设计施工图进行施工。因此，绘制明确详细的施工图是十分重要的工作。我国规定了土木工程设计图的具体绘制方法及专业符号。本章将结合相关标准，对土木工程施工图的绘制方法及基本要求做简单的介绍。

;1.1土木工程设计基本知识;1.1.2结构功能的极限状态

整个结构或者结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求。这个特定状态称为该功能的极限状态。能完成预定的各项功能时，结构处于有效状态；反之，则处于失效状态。有效状态和失效状态的分界，称为极限状态，是结构开始失效的标志。

极限状态可以分为以下两类。

1．承载能力极限状态

2．正常使用极限状态

;1．承载能力极限状态

结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态，称为承载能力极限状态。超过承载能力极限状态后，结构或构件就不能满足安全性的要求。

2．正常使用极限状态

结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。超过了正常使用极限状态，结构和构件就不能保证适用性和耐久性的功能要求。

;1.1.3土木工程设计方法的演变

随着结构效应及计算方法的进步，土木工程设计方法也从最初的简单考虑安全系数法发展到考虑各种因素的概率设计方法。

1．容许应力设计方法

对于在弹性阶段工作的构件，容许应力方法有一定的设计可靠性，例如钢结构。在设计具有明显非线性的钢筋混凝土结构时，仍然采用材料力学的方法。

2．破损阶段设计方法

破损阶段设计方法相对于容许应力设计方法的最大贡献就是：通过大量的钢筋混凝土构件试验，建立了钢筋混凝土构件抗力的计算表达式。

;3．极限状态设计方法

相对于前两种设计方法，极限状态设计方法的创新点如下。

（1）首次提出两类极限状态

（2）提出了不同功能工程的荷载观测值的概念

（3）提???了材料强度的实测值和取用值的概念

（4）提出了裂缝及挠度的计算方法和控制标准。

也存在某些缺点：

（1）荷载的离散度未给出。（2）材料强度的离散度未给出。

（3）荷载及强度系数仍为经验值。

;4．半概率半经验设计法

半概率半经验设计方法的本质是极限状态设计法，但是与极限状态设计方法相比，又有一定的改进，如下。

（1）对荷载在观测值的基础上通过统计给出标准值。

（2）对材料强度在观测的基础上通过统计分析给出材料强度标准值。

但是对于荷载及材料系数仍然是人为经验所定。

5．近似概率设计法

近似概率设计法将随机变量R和S的分布只用统计平均值μ和标准值σ来表征，且在运算过程中对极限状态方程进行线性化处理。

;近似概率设计法存在一些缺陷，如下。

（1）根据截面抗力设计出的结构，存在着截面失效不等于构件失效，更不等于结构失效的问题，因此不能很准确地表征结构的抗力效应。

（2）未考虑不可预见的因素的影响。

6．全概率设计方法

全概率设计方法就是全面考虑各种影响因素，并基于概率论的结构优化设计方法。

;1.1.4结构分析方法

结构分析应以结构的实际工作状况和条件为依据，并且在所有的情况下均应对结构的整体进行分析。

所有的结构分析方法的建立都基于3类基本方程，即力学平衡方程、变形协调（几何）条件和本构（物理）关系。

现有的结构分析方法可以归纳为5类。

1．线弹性分析方法

线弹性分析方法是最基本、最成熟的结构分析方法，也是其他分析方法的基础和特例，适用于分析一切形式的结构和验算结构的两种极限状态。

;2．考虑塑性内力重分布的分析方法

考虑塑性内力重分布的分析方法一般用来设计超静定混凝土结构，具有充分发挥结构潜力、节约材料、简化设计和方便施工等优点。

3．塑性极限分析方法

塑性极限分析方法又称塑性分析或极限平衡法。此法在我国主要用于周边有梁或墙等有支承的双向板设计。工程设计和施工实践经验证明，按此法进行计算和构造设计简便易行，可保证安全。

;4．非线性分析方法

非线性分析方法以钢筋混凝土的实际力学性能为依据，引入相应的非线性本构关系后，可准确地分析结构受力全过程的各种荷载效应，而且可以解决一切体形和受力复杂的结构分析问题。

5．试验分析方法

结构或其部分的体形不规则和受力状态复杂，又无恰当的简化分析方法时，可采用试验分析方法。;1.1.5土木工程设计规范及设计软件

在土木工程设计过程中，为了满足结构的各种功能及安全性的要求，必须遵从土木工程设计规范，主要有以下7种。

（1）《混凝土结构设计规范》GB50010－2010

（2）《建筑抗震设计规范（附条文说明）》GB50011－