《建筑结构设计方法》课件.pptVIP

*****************目录建筑结构设计基础结构功能，设计要求，流程结构荷载与作用自重，活荷载，风荷载，震荷载结构力学基础应力应变，力的平衡，材料性能建筑结构设计基础建筑结构设计是建筑设计的重要组成部分，它直接影响建筑物的安全性和耐久性。1.1建筑结构的功能和作用承重结构的主要功能是承受各种荷载，例如建筑自重、人员、家具、风力、地震力等，并将其安全传递到基础。稳定性结构应具有足够的稳定性，能够抵抗各种外力的作用，防止倾倒或坍塌，保证建筑物的安全使用。刚度结构的刚度是指抵抗变形的能力，避免建筑物在使用过程中产生过大的变形，影响使用功能和美观。1.2结构设计的基本要求1安全可靠结构设计应满足安全和可靠性的要求，确保建筑物在各种荷载作用下不发生破坏。2经济合理结构设计应符合经济合理的原则，在满足安全可靠性的前提下，尽可能降低造价。3使用功能结构设计应满足建筑物使用功能的要求，如空间布局、采光通风等。4美观耐久结构设计应考虑建筑物的整体美观和耐久性，使其经久耐用，并与建筑环境相协调。1.3结构设计的流程1方案设计确定建筑结构类型，并进行初步的结构设计。2技术设计对结构方案进行详细的设计，包括材料选型、截面尺寸等。3施工图设计绘制施工图纸，用于指导施工。2.结构荷载与作用结构荷载是指作用于建筑结构的各种外力，这些外力会引起建筑结构的变形和内力。自重荷载建筑结构自身重量，包括墙体、楼板、屋顶、门窗等构件的重量。活荷载使用过程中可能出现的可变荷载，例如人员、家具、设备等。风荷载风力对建筑结构的作用力，主要影响高层建筑和屋顶结构。地震荷载地震引起的地面运动对建筑结构的作用力，对建筑结构安全影响很大。2.1自重荷载建筑材料重量包括混凝土、钢材、砖石等材料的重量。结构构件重量包括梁、柱、板、墙等结构构件的重量。屋面及装饰层重量包括屋面防水层、保温层、装饰层等重量。2.2活荷载定义活荷载是指作用于建筑物上的可变荷载，如人员、家具、设备等。活荷载的大小和位置会随时间而变化，需要根据建筑物的使用功能和使用情况进行确定。分类活荷载可以分为以下几种类型：集中荷载：如单台设备的重量分布荷载：如人员、家具的重量移动荷载：如车辆、起重机的重量2.3风荷载风压风对建筑物表面的压力，受风速、建筑物形状和周围环境影响。风力风对建筑物产生的力，包括风压和风吸力，影响结构稳定性。2.4震荷载地震烈度地震烈度是指地震对地面和建筑物的影响程度，通常用地震震级和震中距离来确定。地震波类型地震波分为纵波、横波和面波，其中横波对建筑物破坏力最大。地震荷载计算地震荷载的计算方法根据地震烈度、建筑物类型和地质条件等因素进行。结构力学基础应力与应变材料在受力时产生的内部抵抗力称为应力，而材料在受力变形时产生的形变称为应变。力的平衡结构物在受力后保持静止状态，需要满足力的平衡条件，即合力为零，力矩之和也为零。3.1应力与应变应力物体内部各部分之间相互作用的内力，通常用单位面积上的内力来表示。应变物体在外力作用下，其形状和尺寸发生改变，称为变形。应变是指变形量与原尺寸之比。3.2力的平衡1力的平衡概念当作用于物体上的所有力的合力为零时，物体处于力的平衡状态。2平衡条件物体处于平衡状态的条件是所有力的合力为零，且所有力矩的合力矩为零。3平衡方程力的平衡方程可以用牛顿定律来表达，即物体在静止或匀速直线运动状态下的合力为零。3.3材料性能强度材料抵抗破坏的能力，如抗压强度、抗拉强度。弹性材料在受力变形后能恢复原状的能力，如弹性模量。延展性材料在断裂前能承受较大形变的能力，如断裂伸长率。结构受力分析静定结构结构受力分析是建筑结构设计中的重要环节，通过分析结构在荷载作用下的受力状态，判断结构的安全性。多余约束结构静定结构是指结构的内力可以直接由平衡方程求解，而多余约束结构需要考虑结构的变形和材料特性。4.1静定结构定义静定结构是指结构中各部分的内力可以仅由静力平衡方程求得，而不需要考虑结构的变形。特点静定结构具有结构简单、计算方便、抗震性能较好的优点，但其承载能力有限。4.2多余约束结构1静不定结构多余约束结构是指结构中约束条件多于结构平衡所需的约束条件。2结构力学分析这类结构需要考虑约束力对结构内部力的影响。3计算方法常用的计算方法包括力法、位移法等。4.3框架结构框架结构由柱、梁和楼板组成。框架结构的抗侧力主要依靠梁柱节点的刚性连接来实现。框架结构具有良好的抗震性能，可以抵抗地震