结构设计的内容和过程

1、 结构设计的内容和过程结构设计的内容和过程本章内容1 建筑结构的概念和分类2 结构设计的过程和内容3 混凝土结构分析1 建筑结构的一般概念及分类一. 建筑物和构筑物： 一般具备、包含或提供人类居住功能的人工建造物称为建筑物。比如民用建筑、工业建筑等。 构筑物就是不具备、不包含或不提供人类居住功能的人工建造物，比如水塔、水池、过滤池、澄清池、沼气池等二. 建筑结构： 将建筑物自身及其在使用中所产生的作用（直接作用、间接作用）传递给地基的一种设施 由构件组成（梁、板、柱、墙、杆、壳等） 构件之间连接可靠 承受和传递作用（自然、人为） 形成使用空间的受力承重骨架三. 建筑结构的分类：1. 按用途分:

2、 工业建筑（厂房等） 民用建筑（住宅、商业、公共等）2. 按材料分: 混凝土结构 钢结构 砌体结构 木结构 混合结构3. 按结构形式: 排架结构 框架结构 剪力墙结构 筒体结构 拱结构 网架结构 壳体结构 索结构 膜结构四. 建筑结构的组成 竖向承重结构体系： 柱、墙体 水平承重结构体系： 屋盖、楼盖、楼梯 下部结构体系： 基础、地基 对于水平承重结构体系（屋盖、楼盖） 可以是钢筋混凝土结构（现浇、装配式、装配整体式） 也可以是压型钢板-混凝土组合，钢梁-混凝土组合对于竖向承重结构体系（框架，剪力墙，筒体等） 可以采用各种材料形式对于下部结构体系（基础） 一般都采用钢筋混凝土结构五. 混凝土结

3、构： 以混凝土为主要材料 包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、纤维混凝土结构 素混凝土结构：基础，挡土墙，地面 钢筋混凝土结构：广泛应用于各种受力构件 预应力混凝土：用于大跨而对变形、裂缝控制严格的构件 纤维混凝土：改善混凝土的抗拉、抗裂、变形能力 混凝土结构可以和钢结构组合形成组合结构2 结构设计的过程和内容一、 工程项目的建设程序 三条线： 勘察设计施工主线 投资的控制 质量和进度的监控二、建筑工程的设计 初步设计：确定规模，重要工艺，投资 技术设计：解决重大技术问题及协调各专业施工图设计：解决全部技术问题及施工预算三、结构设计1、结构方案设计 结构选型 结构布置 构件截面

4、尺寸的估算（经验、侧移、轴压比）2、结构分析 确定结构上的作用（荷载和地震作用） 结构在各种作用下的内力及变形等作用效应计算3、荷载效应组合 针对不同的极限状态（承载能力极限状态和正常使用极限状态），将荷载效应组合，选取最不利的组合值作为构件设计的依据 4、构件及其连接设计 根据控制界面的最不利组合内力设计值来计算配筋（或截面选择），还需考虑构造要求，保证构件间连接可靠5、施工图绘制 设计工作的最后成果： 结构设计总说明 基础平面图及剖面图 楼盖平面图 屋盖平面图 梁柱等构件详图楼梯剖面图四、对结构设计人员的要求1、熟悉规范2、掌握各种结构体系的受力特点，进行结构分析 3、重视概念设计和构造要

5、求 4、较高的绘图水平3 混凝土结构分析一、 基本原则 1、应进行整体作用效应分析，对应力集中的局部也应该进行更详细的分析 2、在施工和适用的不同阶段有多种受力状况的，应分别进行分析 3、所采用的计算简图、几何尺寸、计算参数、边界条件、材料的力学性能、构造措施应符合实际工作状况4、根据结构类型、材料性能和受力特点选择合理的受力方法（线弹性分析方法、塑性内力重分布分析方法、弹塑性分析方法、塑性极限分析方法、试验分析方法） 5、对于计算机分析的态度：计算机分析能大大加速设计过程，但对于计算机分析的结果，要利用力学知识进行判断二、 分析模型 1、宜按空间体系进行结构整体的分析（对于体型规则的结构，可

6、分解为不同方向的平面结构 ） 2、结构构件考虑弯曲、拉压、剪切和扭转变形（其中，影响最大的为弯曲变形）3、根据实际形状尺寸、构件的受力和变形状况、构件间的连接方式和支撑条件及构造措施，确定相应的计算简图三、 分析方法 1、弹性分析方法材料应力应变关系为线弹性变形为小变形此方法偏于安全，较为保守2、塑性内力重分布分析方法 对于超静定结构，出现塑性铰后，内力分布规律不同于弹性分析方法计算的结果 此方法为大多数国家规范所采用 此方法认为在构件上会出现塑性铰，在塑性铰出现的区域，变形较大、裂缝宽度较大，对于直接承受动力荷载的结构，要求不出现裂缝的结构，处于严重侵蚀环境的情况下的结构不适用3、弹塑性分析方法 考虑混凝土结构材料的特性，通过建立平衡方程、变性协调条件、弹塑性的物理方程来分析 此方法通常需要借助计算机，计算复杂 一般用于体型或者受力比较复杂的