建筑结构课件-建筑结构基本计算原理

建筑结构基本计算原理本课程将深入探讨建筑结构设计的核心计算原理，为学生提供全面的理论基础和实践指导。课程目标掌握基本原理理解建筑结构设计的核心概念和方法。培养计算能力学会各类构件的力学分析和设计计算。实践应用能够将理论知识应用于实际工程项目。创新思维培养结构优化和创新设计的能力。建筑结构设计的基本原理1安全性确保结构能承受各种荷载和外力。2适用性满足建筑功能和使用要求。3经济性在保证安全的前提下实现成本优化。4美观性结构设计与建筑美学的和谐统一。力学基础知识回顾静力学力的平衡、受力分析、约束反力计算。材料力学应力、应变、强度、刚度、稳定性分析。结构力学内力计算、变形分析、结构稳定性评估。设计荷载的确定恒载结构自重、固定设备重量等。活载人员、家具、设备等可变荷载。风荷载根据建筑高度、地理位置确定。地震作用基于抗震设防烈度计算。构件内力计算1确定计算模型简化结构，建立力学模型。2分析荷载传递确定荷载传递路径和作用方式。3应用力学方法使用力法、位移法等计算内力。4计算机辅助分析利用结构分析软件进行复杂计算。应力分析正应力轴向拉伸或压缩产生的应力。剪应力平行于作用面的切向应力。弯曲应力构件受弯产生的正应力。扭转应力构件扭转产生的剪应力。混凝土构件受压计算确定计算截面根据构件尺寸和配筋确定有效截面。计算轴向力考虑各种荷载组合确定设计轴力。校核承载力计算极限承载力并与设计轴力比较。验算稳定性对细长构件进行稳定性验算。混凝土构件受弯计算1确定计算模型分析荷载作用和支承条件。2计算内力确定最大弯矩和剪力。3截面设计计算所需配筋面积。4验算裂缝宽度确保裂缝控制在允许范围内。钢结构构件受拉、受压计算受拉构件计算有效截面面积校核强度和变形受压构件计算压屈临界应力验算稳定性钢结构构件受弯计算1确定计算模型分析荷载和支承情况。2计算内力求解最大弯矩和剪力。3校核强度验算正应力和剪应力。4验算刚度计算挠度并与允许值比较。构件连接计算螺栓连接计算螺栓受力和所需数量。焊接连接确定焊缝长度和厚度。铆钉连接计算铆钉受力和布置。粘结连接确定粘结面积和强度。基础计算1确定基础类型根据地质条件和上部结构选择合适的基础形式。2计算基础荷载汇集上部结构传递的各种荷载。3地基承载力验算确保地基能够承受上部结构荷载。4基础构件设计计算基础尺寸和配筋。楼板计算确定计算模型分析楼板边界条件和荷载分布。计算内力求解楼板的弯矩和剪力分布。配筋设计根据内力计算所需钢筋面积。挠度验算确保楼板变形在允许范围内。梁计算荷载分析确定作用于梁上的各种荷载。内力计算求解梁的弯矩和剪力图。截面设计确定梁的尺寸和配筋。构造要求满足最小配筋率等规范要求。柱计算1轴力计算汇集上部结构传递的竖向荷载。2弯矩确定考虑偏心荷载和水平力产生的弯矩。3截面设计计算所需混凝土强度和配筋。4稳定性验算对细长柱进行稳定性校核。剪力墙计算荷载分析确定作用于剪力墙的竖向和水平荷载。内力计算计算剪力墙的轴力、弯矩和剪力。配筋设计确定竖向、水平钢筋和边缘构件配筋。筏板基础计算1确定计算模型建立筏板-土体相互作用模型。2荷载分析汇集上部结构传递的各种荷载。3内力计算求解筏板的弯矩和剪力分布。4配筋设计确定上下层配筋和局部加强。桩基础计算1确定桩型和布置选择合适的桩型和平面布置。2单桩承载力计算根据地质条件计算单桩极限承载力。3桩群效应分析考虑群桩作用下的承载力折减。4承台设计计算承台尺寸和配筋。挡土墙计算确定土压力计算主动土压力和被动土压力。稳定性验算校核抗滑、抗倾覆和地基承载力。结构强度计算计算墙身各截面的内力。配筋设计确定墙身和基础的配筋。预应力构件计算确定预应力大小计算所需预应力强度。钢绞线布置设计预应力钢绞线的布置方案。应力损失计算考虑各种因素导致的预应力损失。正常使用验算校核裂缝宽度和挠度。抗震设计理论地震作用分析确定地震影响系数和设计地震分组。结构抗震等级根据建筑重要性确定抗震等级。延性设计提高结构的变形能力和能量耗散能力。抗震性能目标确定不同地震水平下的性能要求。抗震构造措施结构布置保证平面和竖向的规则性。构件设计提高构件的延性和耗能能力。节点加强确保节点的连接强度和刚度。隔震减震采用隔震支座或减震装置。结构安全评估1资料收集获取结构设计、施工和使用信息。2现场检测进行结构实体检测和荷载试验。3计算分析建立结构模型，进行承载力计算。4评估结论给出结构安全性评价和建议。结构加固方法增大截面法通过增加构件尺寸提高承载力。粘贴钢板法在构件表面粘贴钢板增强强度。外包钢法用钢板或型钢包裹构件。预应力加固施加预应力改善构件受力状态。常见结构病害分析裂缝分析裂缝类型、宽度和发展趋势。腐蚀评估钢筋锈蚀程度和混凝土剥落。变形测量结构整体和局部变形量。振动分析结构的异常振动和噪声。常见结构病害处理裂缝修复灌浆法表面处理法混凝土修补局部修补整体修复防腐处理阴极保护表面涂层综合案例分析1项目背景介绍建筑功能、规模和特点。2结构方案分析结构体系选择理由。3计算过程展示关键构件的设计计算。4创新点讨论项目中的技术创新。课程总结理论基础回顾核心力学原理和计算方法。设计流程总结结构设计的主要步骤和要点。创新思维强调结构优化和创新的重要性。工程实践强调理论与实践结合的重要性。思考与讨论新材料应用探讨新型建筑材料对结构设计的影响。智能结构讨论智能技术在结构设计中的应用前景。可持续设计思考如何在结构设计中实现可持续发展。跨学科融合探讨结构工程