工程结构-第一章绪论课件.ppt
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- 工程 结构 第一章 绪论 课件
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1、大大 纲纲工程结构工程结构第一章第一章 绪绪 论论(绪论、项目二)(绪论、项目二)第二章第二章 混凝土结构(项目一、三混凝土结构(项目一、三十)十)第三章第三章 砌体结构(项目十一)砌体结构(项目十一)第四章第四章 钢结构(项目十二)钢结构(项目十二)第五章第五章 工程结构抗震(项目十四)工程结构抗震(项目十四)第一章第一章 绪绪 论论工程结构工程结构一、引言1.工程结构工程结构:土木工程工程结构:土木工程(房屋、桥梁、铁路、公路、水工、房屋、桥梁、铁路、公路、水工、港口等港口等)建筑物及构筑物的空间受力骨架体系,建筑物及构筑物的空间受力骨架体系,由竖向承重结构、水平承重结构和下部结构组由竖向
2、承重结构、水平承重结构和下部结构组 成。成。工程结构的功能:满足使用和美观的需求,并且抵御自然工程结构的功能:满足使用和美观的需求,并且抵御自然 界的各种作用界的各种作用 一、引言2.工程结构基本构件拉杆、压杆:桁架中的杆件,通常受轴心拉力和压力。拉杆、压杆:桁架中的杆件,通常受轴心拉力和压力。一、引言2.工程结构基本构件板:平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件,通常水平放置。板:平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件,通常水平放置。一、引言2.工程结构基本构件梁:受弯构件,通常水平放置。梁:受弯构件,通常水平放置。按截面形式分:矩形梁、按截面形式分:矩形梁、T形梁、倒形梁、倒T形梁、形梁、L形梁、形梁
3、、Z形形 梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。梁、槽形梁、箱形梁、空腹梁、叠合梁等。钢梁钢梁混凝土梁混凝土梁按支承方式分:简支梁,连续梁,悬臂梁。按支承方式分:简支梁,连续梁,悬臂梁。一、引言2.工程结构基本构件柱:压弯构件,竖向受力构件。柱:压弯构件,竖向受力构件。混凝土柱混凝土柱一、引言2.工程结构基本构件柱:压弯构件,竖向受力构件。柱:压弯构件,竖向受力构件。钢柱钢柱一、引言2.工程结构基本构件拱:为曲线,主要承受轴向压力。拱:为曲线,主要承受轴向压力。河北赵州桥河北赵州桥美国贝永桥美国贝永桥一、引言3.工程结构的种类按工程结构所使用按工程结构所使用的主要工程材料的主要工程材料混凝土结
4、构混凝土结构砌体结构砌体结构钢结构钢结构木结构木结构组合结构组合结构(混凝土、钢混凝土、钢)混合结构混合结构(砌体、混凝土砌体、混凝土)一、引言3.工程结构的种类按用途按用途建筑结构建筑结构桥梁工程结构桥梁工程结构港口工程结构港口工程结构地下工程结构地下工程结构海洋与海岸工程结构海洋与海岸工程结构水利工程结构水利工程结构特种工程结构特种工程结构一、引言4.建筑结构的种类按用途按用途工业厂房结构工业厂房结构民用建筑结构民用建筑结构一、引言4.建筑结构的种类按建筑体型和高度按建筑体型和高度单层建筑结构单层建筑结构多层建筑结构多层建筑结构高层建筑结构高层建筑结构大跨建筑结构大跨建筑结构一、引言4.建
5、筑结构的种类按主要结构形式按主要结构形式墙体结构墙体结构(剪力墙、抗震墙剪力墙、抗震墙)框架结构框架结构筒体结构筒体结构排架结构排架结构拱结构拱结构网架结构网架结构空间薄壁结构空间薄壁结构天窗架屋架屋架下弦水平支撑排架柱基础围护墙屋面板天沟板连系梁天窗架垂直支撑托架抗风柱屋架端部垂直支撑吊车梁柱间支撑基础梁混凝土单层工业厂房结构混凝土单层工业厂房结构一、引言4.建筑结构的种类单层混合结构房屋单层混合结构房屋一、引言4.建筑结构的种类砌体砌体钢筋混凝钢筋混凝土屋盖土屋盖门式钢架结构门式钢架结构一、引言4.建筑结构的种类多层混合结构房屋多层混合结构房屋一、引言4.建筑结构的种类多层混合结构房屋多层
6、混合结构房屋一、引言4.建筑结构的种类砌体砌体钢筋混凝钢筋混凝土楼盖土楼盖钢筋混凝土多层结构钢筋混凝土多层结构一、引言4.建筑结构的种类钢筋混凝土剪力墙结构钢筋混凝土剪力墙结构一、引言4.建筑结构的种类钢筋混凝土框支剪力墙结构钢筋混凝土框支剪力墙结构一、引言4.建筑结构的种类钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架-剪力墙结构剪力墙结构一、引言4.建筑结构的种类框架框架-芯筒结构芯筒结构一、引言4.建筑结构的种类实腹筒实腹筒一、引言4.建筑结构的种类框筒框筒筒中筒结构筒中筒结构一、引言4.建筑结构的种类束筒结构束筒结构一、引言4.建筑结构的种类芝加哥西尔斯大厦芝加哥西尔斯大厦一、引言5.工程结构实例纽约世
7、贸中心纽约世贸中心一、引言5.工程结构实例一、引言5.工程结构实例办办公公层层平平面面客客房房平平面面第第88层层平平面面剖面剖面上海金茂大厦上海金茂大厦上海环球金融中心上海环球金融中心一、引言5.工程结构实例 RC核心筒核心筒+外伸桁架和巨型(型钢)柱外伸桁架和巨型(型钢)柱(三重结构体系三重结构体系),101层,高层,高492m,7度抗震设防度抗震设防核芯筒核芯筒底部底部剪力墙剪力墙台北台北101金融大厦金融大厦一、引言5.工程结构实例 大楼历时大楼历时5 5年多,耗资年多,耗资600600亿台币。总面积亿台币。总面积7 7万多万多平方米,共容纳了平方米,共容纳了160160多家多家商店。
8、商店。(包括地下包括地下5 5层、其层、其中中B2B2到到B5B5为地下停车场、为地下停车场、地上地上101101层,其中有层,其中有7878层是层是办公大楼办公大楼 ,裙楼部分则是,裙楼部分则是购物中心。购物中心。迪拜塔迪拜塔一、引言5.工程结构实例哈利法塔(Burj Khalifa Tower)(原名迪拜塔,又称迪拜大厦或比斯迪拜塔)是韩国三星公司负责营造,有162层,总高828米。2004年9月21日开始动工,2010年1月4日竣工,为当前世界第一高楼与人工构造物,造价达15亿美元。哈利法塔总共使用33万立方米混凝土、3.9万公吨钢材及14.2万平方米玻璃。大厦那么高,当然需要先进的运输
9、设备。大厦内设有56部升降机,速度最高达每秒17.4米,另外还有双层的观光升降机,每次最多可载42人。史无前例地把混凝土垂直泵上逾606米的地方,打破上海金融环球中心大厦建造时的492米纪录。底层-顶层有 10的温差。北京国家大剧院北京国家大剧院一、引言5.工程结构实例悉尼歌剧院悉尼歌剧院一、引言5.工程结构实例北京鸟巢北京鸟巢一、引言5.工程结构实例河南嵩岳寺塔河南嵩岳寺塔一、引言5.工程结构实例西安大雁塔西安大雁塔一、引言5.工程结构实例南京无梁殿后走廊南京无梁殿后走廊一、引言5.工程结构实例古希腊神庙古希腊神庙一、引言5.工程结构实例圣索菲亚大教堂(土耳其)圣索菲亚大教堂(土耳其)一、引
10、言5.工程结构实例山西应县木塔山西应县木塔一、引言5.工程结构实例上海东方明珠上海东方明珠广州电视塔广州电视塔(小蛮腰小蛮腰)多伦多电视塔多伦多电视塔一、引言5.工程结构实例核电站安全壳核电站安全壳上海杨浦大桥上海杨浦大桥一、引言5.工程结构实例厦门海沧大桥厦门海沧大桥一、引言5.工程结构实例北京西直门立交桥北京西直门立交桥一、引言5.工程结构实例三峡大坝三峡大坝一、引言5.工程结构实例海上石油钻井平台海上石油钻井平台一、引言5.工程结构实例厦门翔安海底隧道厦门翔安海底隧道一、引言5.工程结构实例隧隧道道入入口口隧隧道道剖剖面面图图施工中的隧道施工中的隧道隧道联络线隧道联络线二、结构的设计准则
11、 1.设计理论允许应力允许应力设计法设计法破坏阶段破坏阶段设计法设计法极限状态极限状态设计法设计法半经验半概率法半经验半概率法近似概率法近似概率法全概率法全概率法生命全过程设计法生命全过程设计法材料力学的方法材料力学的方法按经验法确定安全系数按经验法确定安全系数结构工程结构工程基于概率的极限状态设计法基于概率的极限状态设计法二、结构的设计准则 2.结构设计规范常用的规范常用的规范混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范 GB50010工程结构可靠性设计统一标准工程结构可靠性设计统一标准 GB50153 钢结构设计规范钢结构设计规范 GB50017砌体结构设计规范砌体结构设计规范GB50003建筑地
12、基基础设计规范建筑地基基础设计规范 GB50007建筑结构荷载规范建筑结构荷载规范 GB50009建筑结构抗震设计规范建筑结构抗震设计规范 GB50011高层建筑混凝土结构设计规程高层建筑混凝土结构设计规程 JGJ3三、结构设计的基本内容 1.建筑工程设计内容建筑工程建筑工程设计内容设计内容建筑设计建筑设计结构设计结构设计给排水设计给排水设计暖通设计暖通设计电气设计电气设计建筑设备建筑设备工艺设计工艺设计三、结构设计的基本内容 2.工程设计的基本要求工程设计工程设计基本要求基本要求功能要求功能要求美观要求美观要求经济要求经济要求环保要求环保要求三、结构设计的基本内容 3.结构设计的过程方案设计
13、方案设计结构分析结构分析构件设计构件设计绘施工图绘施工图三、结构设计的基本内容 3.结构设计的过程n结构选结构选型型上部结构类型上部结构类型下部结构选型下部结构选型(1).方案设计方案设计三、结构设计的基本内容 3.结构设计的过程(1).方案设计方案设计n结构布置结构布置定位轴线定位轴线构件布置构件布置设置变形缝设置变形缝n主要构件截面尺寸估算主要构件截面尺寸估算水平构件水平构件竖向构件竖向构件伸缩缝伸缩缝沉降缝沉降缝防震缝防震缝三、结构设计的基本内容 3.结构设计的过程(1).方案设计方案设计立面图立面图1-11-1剖面图剖面图平面图平面图1 11 1竖向承重构件:墙体竖向承重构件:墙体 材
14、料:砌体材料:砌体 水平承重构件:梁、板水平承重构件:梁、板 材料:混凝土材料:混凝土 混合结构方案混合结构方案 结构平面布置图结构平面布置图梁梁板板初步确定构件截面尺寸初步确定构件截面尺寸三、结构设计的基本内容 3.结构设计的过程(1).方案设计方案设计立面图立面图1-11-1剖面图剖面图平面图平面图1 11 1竖向承重构件:柱竖向承重构件:柱 材料:混凝土材料:混凝土 水平承重构件:梁、板水平承重构件:梁、板 材料:混凝土材料:混凝土 混凝土框架结构方案混凝土框架结构方案 板板初步确定构件截面尺寸初步确定构件截面尺寸结构平面布置图结构平面布置图柱柱梁梁三、结构设计的基本内容 3.结构设计的
15、过程(2).结构分析结构分析n计算简计算简图图简化三原则简化三原则尽可能反映实际受力特性尽可能反映实际受力特性偏于安全偏于安全简单简单n荷载荷载竖向荷载竖向荷载水平荷载水平荷载三、结构设计的基本内容 3.结构设计的过程(2).结构分析结构分析n计算理论计算理论线弹性线弹性塑性塑性非线性非线性材料非线性材料非线性几何非线性几何非线性n数学方法数学方法解析解解析解数值解数值解三、结构设计的基本内容 3.结构设计的过程(3).构件设计构件设计n截面设截面设计计n节点设计节点设计(4).绘制施工图绘制施工图n正确正确n规规范范n简简洁洁n美美观观四、结构设计方法四、结构设计方法 1.结构设计基准期与设
16、计使用年限结构设计基准期与设计使用年限 “设计设计”与与“分析分析”是两个不同角度的问题,是两个不同角度的问题,“分析分析”是研究定值是研究定值问题,问题,“设计设计”是处理非确定性问题。是处理非确定性问题。结构设计基准期:结构设计基准期:结构设计所采用的荷载统计参数及材料性能取值均与时间有关,结构设计所采用的荷载统计参数及材料性能取值均与时间有关,都需要选定一个时间参数,它就是结构设计基准期。我国采用的设计都需要选定一个时间参数,它就是结构设计基准期。我国采用的设计基准期为基准期为50年。年。结构设计使用年限:结构设计使用年限:设计使用年限,是指结构在正常设计使用年限,是指结构在正常设计、使
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