《建筑结构设计教案》课件

建筑结构设计教案本教案旨在帮助学生深入理解建筑结构设计的基本原理，并掌握常用的结构形式设计方法。教学目标知识目标掌握建筑结构类型、受力分析、材料特性、框架结构、剪力墙结构、砖混结构、装配式结构等基本知识。能力目标能够运用结构设计的基本原理，进行简单的结构设计计算和方案分析。教学内容大纲1建筑结构设计基础涵盖建筑结构类型、受力分析、材料特性等基础知识。2框架结构设计重点讲解柱、梁设计、连接节点以及地震作用分析。3剪力墙结构设计介绍剪力墙布置、抗弯抗剪设计以及开洞影响分析。4砖混结构设计包括荷载计算、墙体构造和基础形式选择等内容。5装配式结构设计讲解构件选型、连接节点设计和施工工艺要求。6结构设计案例分析通过典型案例分析，深入理解结构设计流程和优化设计要点。7教学小结回顾重点知识点，并提出拓展学习建议。1.建筑结构设计基础结构类型介绍常见的建筑结构类型，如框架结构、剪力墙结构、砖混结构等。受力分析讲解建筑结构的受力原理，包括荷载类型、力学模型和结构计算方法。材料特性探讨常用建筑材料的力学性能，如强度、弹性模量、抗剪强度等。1.1建筑结构类型框架结构由柱、梁、楼板等构件组成，具有抗震性能好、空间利用率高等特点。剪力墙结构采用承重墙体来承受竖向荷载，抗震性能强，适用于高层建筑。砖混结构由砖墙和混凝土构件共同承重，造价低，但抗震性能较差。1.2受力分析荷载类型包括永久荷载、活荷载、风荷载、地震荷载等。力学模型将建筑结构简化为力学模型，进行受力分析和结构计算。计算方法介绍常用的结构计算方法，如静力分析、动力分析等。1.3材料特性1强度材料抵抗破坏的能力。2弹性模量材料受力变形的能力。3抗剪强度材料抵抗剪切力的能力。2.框架结构设计1柱、梁设计根据荷载和材料特性进行柱、梁截面尺寸和配筋设计。2连接节点设计柱脚、梁端连接节点，保证结构整体的承载能力。3地震作用分析考虑地震荷载对框架结构的影响，进行抗震设计。2.1柱、梁设计1荷载计算计算柱、梁所承受的荷载。2截面尺寸确定柱、梁的截面尺寸。3配筋设计根据荷载和材料特性，设计柱、梁的配筋方案。2.2柱脚、梁端连接刚性连接采用焊接或螺栓连接，连接节点具有较高的刚度。铰接连接采用铰链连接，节点具有较低的刚度。半刚性连接介于刚性连接和铰接连接之间，节点刚度可根据需要调整。2.3地震作用分析地震荷载根据建筑物所在地的地震烈度确定地震荷载。结构响应分析分析框架结构在地震作用下的响应，评估结构的抗震性能。抗震设计根据分析结果进行抗震设计，提高结构的抗震能力。3.剪力墙结构设计1剪力墙布置根据建筑物平面布置和荷载分布确定剪力墙的位置和数量。2抗弯、抗剪设计对剪力墙进行抗弯、抗剪强度设计，保证结构的承载能力。3开洞影响分析考虑剪力墙开洞对结构承载力的影响，进行结构优化设计。3.1剪力墙布置3.2抗弯、抗剪设计抗弯设计计算剪力墙抵抗弯曲荷载的能力。抗剪设计计算剪力墙抵抗剪切荷载的能力。3.3开洞影响分析1开洞尺寸根据结构受力特点确定开洞尺寸和位置。2结构分析对剪力墙开洞后的结构进行分析，评估结构的承载能力。3加强措施采取加强措施，如增加钢筋或改变墙体构造，确保结构安全。4.砖混结构设计荷载计算计算砖混结构所承受的荷载，包括永久荷载和活荷载。墙体构造设计砖墙的砌筑方式、砂浆配比和构造做法，保证墙体强度和稳定性。基础形式选择根据地基条件和荷载大小选择合适的砖混结构基础形式。4.1荷载计算永久荷载建筑物自身重量，包括墙体、楼板、屋顶等。活荷载建筑物使用过程中产生的荷载，如人员、家具、设备等。风荷载风力对建筑物产生的荷载。地震荷载地震时对建筑物产生的荷载。4.2墙体构造单排砖墙墙体厚度为120mm，适用于非承重墙体。双排砖墙墙体厚度为240mm，适用于承重墙体。三排砖墙墙体厚度为370mm，适用于高层建筑的承重墙体。4.3基础形式选择1独立基础适用于单柱或少量荷载的建筑。2条形基础适用于承重墙体或墙体较多的建筑。3筏形基础适用于荷载较大或地基较差的建筑。5.装配式结构设计1构件选型根据建筑物的荷载和功能选择合适的装配式构件。2连接节点设计设计装配式构件之间的连接节点，保证结构的整体性。3施工工艺要求制定严格的施工工艺要求，确保装配式结构的质量和安全。5.1构件选型预制混凝土构件包括预制柱、预制梁、预制板等。钢结构构件包括钢柱、钢梁、钢板等。5.2连接节点设计1连接方式包括焊接、螺栓连接、灌浆连接等。2节点强度保证连接节点的强度和刚度，满足结构整体的承载要求。3节点尺寸根据连接方式和荷载确定连接节点的尺寸。5.3施工工艺要求构件运输确保构件运输过程中的安全和完整性。构件吊装使用专业设备进行构件吊装，确保构件准确就位。连接施工按照设计要求进行连接施工，保证连接节点的质量。6.结构设计案例分析典型结构设计分析不同结构形式的典型案例，如框架结构、剪力墙结构等。优化设计要点讲解结构设计的优化策略，如减轻重量、降低成本、提高抗震性能等。6.1典型结构设计高层建筑分析高层建筑的框架结构设计，重点关注抗风抗震设计。桥梁结构讲解桥梁的结构设计，包括桥墩、桥台和桥面等。大型体育场介绍大型体育场结构设计，重点关注空间跨度和荷载分布。6.2优化设计要点1节约材料选择合理的材料，优化结构设计，减少材料用量。2降低成本采用经济合理的结构形式和施工方法，降低工程成本。3提高效率优化设计方案，提高施工效率，缩短工期。4增强安全加强结构设计，提高结构的抗震性能和安全性。7.教学小结重点知识点回顾回顾本课程的重点知识点，如建筑结构类型、受力分析、常用结构形式的设计方法等。拓展学习建议