土木工程毕业设计—建筑结构设计PPT课件

1、明确几个问题：为什么土木工程专业的毕业设计应该做建筑结构设计？毕业设计难不难？做结构设计的目的和意义是什么？力学、结构没学好怎么办？分层法、D值法完全不懂怎么办？第1页/共50页1、毕业设计思路倒过来分析 （从最终成果追本溯源）结构设计的最终目的施工图主要内容：梁配筋、柱配筋 （绘制平法施工图）怎么算？混凝土结构设计原理（单筋、双筋、第一类T形、第二类T形）给定截面积，知道了内力，就可以根据混凝土基本原理知识把配筋算出来第2页/共50页梁配筋截面积按经验预估箍筋已知bxh，已知混凝土强度（C30），箍筋强度（HPB300），已知V，求解Asv/s 纵筋已知bxh，已知混凝土强度（C30），箍筋

2、强度（HRB400），已知M，求解As，As 第3页/共50页柱配筋截面积按轴压比预估，再计算验证。箍筋已知BxH，已知混凝土强度（C30），箍筋强度（HPB300），已知V，求解Asv/s 纵筋已知BxH，已知混凝土强度（C30），箍筋强度（HRB400），已知M、N，已知计算长度L0，求解As，As 第4页/共50页求解过程中一个重要内容内力（M、N、V）主要问题：怎样得出梁柱杆件上的内力？结构设计全过程求内力效应组合或内力组合各工况效应计算各工况荷载大小地震工况风荷载工况恒载工况活载工况剪重比调整、侧移计算恒载工况：分层法、弯矩二次分配法 、位移法、力学求解器活载工况：同上地震荷载工况：

3、D值法、位移法、结 构力学求解器风荷载工况各种内力的不利组合（培养设计思路和概念的过程）怎么求？第5页/共50页恒载工况恒载计算（面荷载、线荷载、集中荷载）哪些属于恒载？如何计算恒载？活载工况同上。风荷载工况风荷载含义？如何计算？风荷载如何施加给结构？第6页/共50页地震工况地震作用是惯性力将动力问题转化为静力问题如何计算地震惯性力？地震作用是加速度，用加速度去乘以质量（重力荷载代表值），就可以得到惯性力。把惯性力施加在结构之上，就可以变成一个静力问题。 g=N/kg F=（N/kg） x kg=N底部剪力法如何求加速度？如何求质量？第7页/共50页2、设计的开始熟悉任务书任务书给定了基本设计

4、资料。主要成果（1）建筑施工图的绘制（建筑设计总说明、平面图、立面图、 剖面图、详图等），要求符合制图标准，达到施工图深度。（2）结构施工图的绘制（结构设计总说明、结构平面布置图、 基础平面布置图等），要求同上。（3）手算计算书。要求（1）熟悉office、CAD、天正、探索者、广厦出图（2）熟悉规范（混凝土、高规、抗规、荷载规范、地基基础等）（2）、（3）是重点。（1）是建筑专业的专业内容，不属于我们的。第8页/共50页3、开题报告课题设计的目的和意义课题设计主要内容设计思路实施计划主要参考文献1、毕业设计内容贯穿本科所学主线知识。2、熟悉常规规范。3、毕业设计是一个实践环节，遇到问题往 回

5、追溯课程内容，再倒推回来，整个脉、 络就清晰了。如何完成建筑施工图、结构施工图、手算计算书。为什么要手算？第9页/共50页4、工程概况工程概况建筑设计结构选型材料选择任务书给定的各种参数（设防烈度、环境、场地等），需熟悉抗规、高规范。例：办公楼。 门、窗、门厅、走道、净高。要有办公室、储物用房、公共用房、设备用房。应设电梯（每多少平米至少一部电梯）窗户要求：如首层要防盗，采光，气密水密性等）门：宽不小于1m，高不小于2.1米，重要房间门要有防盗措施等。走道：如走道=3） （2）底层反弯点位于2/3h，其余层1/2h （3）梁端弯矩可由平衡条件求出适用范围：层数较少，楼面荷载较大时（ ib/ic

6、=3 ），可满足精度要求。第35页/共50页20、水平荷载内力计算D值法：改进反弯点法，当框架的高度较大，层数较多时，柱子截面尺寸一般较大， 梁柱线刚度之比往往小于3，反弯点法不再适用。改进内容：抗侧刚度 反弯点位置基本假定：1、假定目标柱与其上下相邻柱线刚度均为ic 2、假定柱与其上下相邻柱的层间水平位移均为u 3、假定柱两端节点及其上下左右相邻各个节点的转角均为零 4、假定柱相邻的横梁线刚度分别为i1、i2、i3、i4即：刚性楼板假定、忽略柱轴线变形、忽略梁、柱剪切变形第36页/共50页21、活荷载不利布置、弯矩调幅跨中弯矩求解梁上是否有横向荷载有无弯矩调幅概念如何实现梁支座负弯矩乘以0.

7、8跨中截面弯矩相应增大支座边缘内力计算出来的是轴线内力，实际应取到柱边缘活荷载不利布置概念如何实现使某截面某一种内力达到峰值的活荷载布置有多种方法（活荷载小于4.0时，不进行不利布置，满布，通过跨中弯矩放大1.11.2倍近似考虑）第37页/共50页21、活荷载不利布置、弯矩调幅弯矩调幅应力重分布裂缝产生后，截面上的应力不再服从线弹性分布规律的现象（构件层面）内力重分布（结构层面）含义：某一杆件开裂后，刚度发生变化，改变了计算简图，也改变了内力变形协调静定结构不存在内力重分布实现方法组合前调幅，只能对竖向荷载调幅确定调幅系数，不宜超过0.2支座负弯矩调幅跨中弯矩竖向荷载下才能调幅，水平荷载下不能

8、调幅。水平荷载下跨中弯矩小，两端弯矩大，且异号，要靠梁端弯矩取平衡柱端弯矩，调幅就无法平衡了。第38页/共50页22、内力组合“荷载组合”，“荷载效应组合”的异同？工况与组合的区别？工况1、恒载D 2、活载L 3、左风LW 4、右风RW5、左震EL 6、右震ER 7、重力荷载代表值GE无地震作用参与的内力组合标准组合基本组合有地震作用参与的内力组合用Excel处理数据S荷载：施加于结构之上的直接作用R荷载效应：由荷载引起的结构内力和变形第39页/共50页恒+风恒+活恒+活0.6风恒风+0.7活22、内力组合无地震作用参与的内力组合标准组合基本组合有地震作用参与的内力组合恒载有利1.0恒+1.4

9、活1.0恒+1.4活0.6x1.4风1.0恒1.4风1.0恒1.4风+0.7x1.4活可变荷载控制1.2恒+1.4活1.2恒+1.4活0.6x1.4风1.2恒1.4风1.2恒1.4风+0.7x1.4活永久荷载控制1.35恒+0.7x1.4活1.35恒+0.7x1.4活0.6x1.4风1.0恒0.6x1.4风基本组合重力不利：1.2重力代表+1.3震重力有利：1.0重力代表1.3震重力代表值：1.0恒+0.5活第40页/共50页23、内力调整柱内力组合内力调整总结组合前调整组合后调整剪重比调整弯矩调幅支座边缘内力调整强柱弱梁强剪弱弯（梁、柱）强柱弱梁调整概念：不可能所有构件都能保证在大震下游足够

10、的储备，保证大震不倒，要让塑形铰先出在梁端，让梁先屈服去耗能，否则柱出铰马上就倒。如何实现？强剪弱弯调整概念：弯曲破坏是延性破坏，剪切破坏是脆性破坏，必须破坏时，应保证不发生剪切破坏。如何实现？放大剪力第41页/共50页24、最不利内力梁设计内力柱设计内力如何选择？如何实现？框架中选择组合中最大的弯矩和剪力，弯矩和剪力可以来自不同的组合。因为最大弯矩设计纵筋，最大剪力设计箍筋，互不影响。如何选择？如何实现？大偏压时，弯矩越大，越不利小偏压时，轴力越大，越不利柱构件中弯矩和轴力是耦合的，必须来自同一种组合。箍筋则用最大剪力，则可不一定来自同一组合。1个最大的M和对应的N1个最大的N和对应的M应该

11、选择两个组合计算第42页/共50页25、框架梁设计纵筋左支座截面正弯矩负弯矩T型截面配底筋矩形双筋截面配梁顶纵筋跨中截面跨中正截面结合支座正弯矩、梁底纵筋、T型截面左支座截面正弯矩负弯矩T型截面配底筋矩形双筋截面配梁顶纵筋即看跨中正弯矩算出的底筋和支座正弯矩算出的底筋哪个大箍筋选最大剪力配置箍筋构造要求详见规范注意加密区与非加密区的要求抗剪计算的箍筋应该是非加密区配筋，加密区是为了加强梁端塑形铰转动能力，是抗震的构造要求。次梁不参与抗震，因此没有加密区。即结合“强剪弱弯”的概念，箍筋加密一方面抗剪，另一方面可防止纵筋屈服后过早屈曲破坏，使它能变形地更大，延性更好，塑形转动能力也就越好。第43页

12、/共50页26、框架柱设计纵筋设计特点：弯矩与轴力耦合弯矩与轴力必须来自同一种组合取两种组合中最不利的大偏压还是小偏压？箍筋选取最大剪力配箍构造要求见规范第44页/共50页27、楼盖设计楼板的分类单向板长宽比=3.0双向板2.0长宽比3.0宜按双向板考虑长宽比2.0都按单向板计算板的计算简图板厚板的计算简图板的荷载（恒、活）板的边界条件内力计算方法弹性理论查表法配筋计算构造要求负筋长度要求最小配筋率第45页/共50页28、基础荷载地基的概念基础的概念地基基础计算内容地基设计计算基础底面积轴心荷载作用时Pk=fa偏心荷载作用时Pk，max=1.2fa地基变形计算（甲、乙级）基础设计冲切底板配筋计算地基承载力特征值由荷载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限。地基基础设计等级地基规范3.0.1 （毕业设计乙级）作用效应与抗力选择标准组合；修正后fa修正后基础设计所需荷载标准组合基本组合试验是浅层，而且平板宽度小，实际基础埋深较深，承