《建筑结构设计原理》课件.ppt

建筑结构设计原理欢迎来到建筑结构设计原理课程！在本课程中，我们将深入探讨建筑结构设计的核心原理，并结合实际案例，帮助您掌握结构设计的基本知识和技能。

课程概述与学习目标课程概述本课程旨在帮助学生深入了解建筑结构设计的原理，并掌握基本的结构计算方法，为学生从事建筑结构设计工作奠定坚实的基础。学习目标通过本课程的学习，学生将能够：掌握建筑结构设计的基本原理了解建筑结构的类型和特点运用结构计算软件进行简单的结构分析与设计具备一定的结构施工图识读能力

结构设计基本概念1结构建筑结构是指建筑物中承受各种荷载并保证建筑物安全和使用性能的构件体系。建筑结构的设计目标是确保建筑物的安全、稳定和耐久性，并满足建筑物的功能需求。2荷载荷载是指作用在建筑结构上的各种外力，包括永久荷载、可变荷载、偶然荷载等。结构设计必须考虑各种荷载的作用，并确保结构能够承受这些荷载。3强度结构的强度是指结构抵抗破坏的能力，即结构在承受荷载时不发生断裂或破坏的能力。4刚度结构的刚度是指结构抵抗变形的能力，即结构在承受荷载时不发生过大变形的的能力。5稳定性结构的稳定性是指结构抵抗倾覆或失稳的能力，即结构在承受荷载时不发生倾覆或失稳的能力。

建筑结构的发展历史1古代早期建筑主要采用石材、木材等自然材料，结构形式简单，如石砌建筑、木结构建筑等。2中世纪随着技术的进步，出现了拱券、穹顶等结构形式，例如哥特式建筑的尖拱和飞扶壁。3近代工业革命后，钢铁、混凝土等新型材料开始应用于建筑结构，结构形式更加多样化，例如钢结构建筑、混凝土结构建筑。4现代现代建筑结构设计更加注重科学性和合理性，利用计算机辅助设计软件进行结构分析和优化设计，例如超高层建筑、跨度较大的桥梁等。

结构设计与建筑功能的关系功能决定结构建筑物的功能决定了结构的类型、形式和尺寸。例如，住宅建筑的结构形式可以采用框架结构、剪力墙结构等，而大型体育场馆则需要采用桁架结构或网架结构。结构影响功能结构形式和尺寸也会影响建筑物的功能，例如柱子的间距会影响空间布局，梁的尺寸会影响建筑物的高度和层高。

力学基础知识概述静力学研究物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动时的平衡条件，主要包括力的合成与分解、力矩、力偶等概念。动力学研究物体在力的作用下运动规律的学科，主要包括运动学和动力学两部分，涉及速度、加速度、动量、能量等概念。材料力学研究材料在外力作用下的变形和破坏规律，主要包括应力、应变、弹性模量、屈服强度等概念。

受力分析基础力的概念力是物体间的相互作用，可以使物体发生形变或改变运动状态。力的作用效果力的作用效果包括使物体发生形变和使物体运动状态发生改变。力的分解与合成将一个力分解为几个力的过程称为力的分解，将几个力合成一个力的过程称为力的合成。力矩力矩是力对某一点或轴的转动效应，用力的量值乘以力臂计算。

应力与应变应力应力是指作用在物体内部单位面积上的力，通常用σ表示，单位为帕斯卡（Pa）。应变应变是指物体在受力作用下发生的形变程度，用ε表示，是无量纲量。

材料的力学性能强度材料所能承受的最大应力，即材料发生破坏时的应力值。刚度材料抵抗变形的能力，用弹性模量E表示，单位为帕斯卡（Pa）。延展性材料在断裂前所能承受的塑性变形量，用伸长率表示，是无量纲量。韧性材料在断裂前吸收能量的能力，用冲击韧性表示，单位为焦耳（J）。

结构计算基本原理1受力分析确定结构的受力情况，包括荷载类型、大小、方向等。2平衡条件应用静力学平衡条件，建立结构的平衡方程。3材料力学应用材料力学理论，计算结构内部的应力、应变和变形。4结构计算方法选择合适的结构计算方法，如力法、位移法等，求解结构的内力、变形和稳定性。

荷载与作用概述永久荷载结构自身的重量、永久性设备的重量等，通常是稳定的荷载。1可变荷载随时间变化的荷载，如人员、家具、积雪、风力等，通常是动态的荷载。2偶然荷载可能发生的特殊荷载，如地震、爆炸等，通常需要进行特殊的设计考虑。3

永久荷载分析自重荷载结构自身材料的重量，根据材料的密度和体积计算，通常是主要的永久荷载。固定设备荷载固定在建筑物上的设备的重量，如电梯、空调、水箱等，需要根据设备的类型和规格确定。

可变荷载分析活荷载由于人员、家具等活动造成的荷载，根据使用功能确定，通常采用标准值进行计算。雪荷载积雪造成的荷载，根据地域和气候条件确定，通常采用标准值进行计算。风荷载风力造成的荷载，根据建筑物的高度和形状确定，通常采用标准值进行计算。

偶然荷载分析1地震荷载地震造成的荷载，根据建筑物所在地的地震烈度和建筑物类型确定，需要进行抗震设计。2爆炸荷载爆炸造成的荷载，根据爆炸物的类型和距离确定，需要进行特殊的设计考虑。3撞击荷载车辆、飞机等撞击造成的荷载，根据撞击物体的类型和速度确定，需要进行特殊的设计考虑。

荷载组合原则基本组合考虑永久荷载和可变