土木工程概论PPT课件-15土木工程师设计方法

第十五章

土木工程师设计方法

本章内容

15.1设计的基本理念15.2荷载、应力、应变和弹性15.3结构设计的一般理论与方法15.4结构安全、极限设计和设计过程土木工程结构基本功能

提供良好地为人类生活和生产服务以满足人类使用要求、审美要求。是承受和抵御结构服役过程中可能出现的各种环境作用(环境是广义的，包括结构所承受的各种作用)。15.1设计的基本理念一、好的设计的基本特征:(1)首先要能够完全满足客户的使用需求；(2)其次要有很好的经济效益，不论是在建设资金和今后的保养费用都比较省钱；(3)最后当然要符合审美要求。15.2荷载、应力、应变和弹性

能使土木工程结构产生效应（结构或构件的内力、应力、位移、应变和裂缝等）的各种原因的总称，成为结构上的荷载。荷载在结构上产生的内力（弯矩、扭矩、剪力、压力和拉力等）和变形（挠度、扭转、弯曲、拉伸、压缩和裂缝等）成为荷载效应。15.2.1荷载15.2.1荷载

集中荷载P

均匀分布荷载均匀分布变化荷载15.2.1荷载15.2.2应力、应变和弹性作用于单位面积上的内力强度称之为应力一、应力应力示例二、应变是应变，单位长度的伸长量15.2.2应力、应变和弹性应变示例三、弹性

当有力作用一物体时，物体有变形。当这个力移去后，物体又恢复原来的形状。物体所具有的这种特性，称之为弹性。15.2.2应力、应变和弹性15.3结构设计的一般理论与方法(1)能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用；(2)在正常使用时具有良好的工作性能；(3)在正常维护下具有足够的耐久性能；(4)在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性。

我国目前的《规范》对结构设计制订了明确规定，即建筑结构必须满足下列各项功能要求：15.3.1结构设计的基本理论

15.3.2结构设计的方法(1)建筑结构模型的建立；(2)结构荷载的计算；(3)构件内力计算和构件选择；(4)施工图纸绘制。建筑工程的结构设计步骤：结构模型建立动画一结构模型建立动画二一、结构模型的建立(1)整体结构的简化：为简化计算，可取出其中的一榀框架，将其简化为平面框架进行计算。(2)构件的简化：梁和柱的截面尺寸相对于整个框架来说较小，将其简化为杆件，梁和柱的连接节点可简化为刚性连接。15.3.2结构设计的方法框架结构简化后的平面结构模型二、结构荷载计算

(1)结构荷载计算即计算该模型上的受力。(2)计算受力必须清楚该结构所受的荷载的种类和传力路线。15.3.2结构设计的方法计算模型上的荷载三、计算构件内力计算和构件选择

(1)先依据经验估计梁柱的截面尺寸，然后即可进行该模型的受力计算。(2)计算出构件的内力后，再依据内力，进行梁柱配筋的计算和梁柱的强度、稳定、变形的计算。(3)这个阶段有一个反复的过程，即当选定的梁柱截面尺寸无法满足要求时，需重新选择截面，重新计算，直至满足要求。15.3.2结构设计的方法四、施工图纸的绘制

构件的截面尺寸和配筋确定后，下一步即是将其反映至施工图纸这个阶段。15.3.2结构设计的方法施工图纸15.4结构安全、极限设计和设计过程

设计的结构必须是安全的。那么怎样算达到