毕业设计—建筑结构设计

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/10/8,#,土木工程毕业设计,建筑结构设计,2024/11/13,1,明确几个问题：,为什么土木工程专业的毕业设计应该做建筑结构设计？,毕业设计难不难？做结构设计的目的和意义是什么？,2024/11/13,2,1,、毕业设计思路,倒过来分析,（从最终成果追本溯源）,结构设计的最终目的,施工图,主要内容：梁配筋、柱配筋,（绘制平法施工图）,怎么算？,混凝土结构设计原理,（单筋、双筋、第一类,T,形、第二类,T,形,小偏压、大偏压、箍筋）,给定,截面积,，知道了,内力,，就可以根据,混凝土基本原理知识把配筋算出来,2024/11/13,3,梁配筋,截面积,按经验预估,箍筋,已知,bxh,，已知混凝土强度（,C30,），,箍筋强度（,HPB300,），已知,V,，求解,Asv/s,纵筋,已知,bxh,，已知混凝土强度（,C30,），,箍筋强度（,HRB400,），已知,M,，求解,As,，,A,s,2024/11/13,4,柱,配筋,截面积,按,轴压比,预估，再计算验证。,箍筋,已知,BxH,，已知混凝土强度（,C30,），,箍筋强度（,HPB300,），已知,V,，求解,Asv/s,纵筋,已知,BxH,，已知混凝土强度（,C30,），,箍筋强度（,HRB400,），已知,M,、,N,，,已知计算长度,L,0,，求解,As,，,A,s,2024/11/13,5,求解过程中一个重要内容,内力（,M,、,N,、,V,）,主要问题：怎样得出梁柱杆件上的内力？,结构设计全过程,求内力,效应组合或内力组合,各工况效应计算,各工况荷载大小,地震工况,风荷载工况,恒载工况,活载工况,剪重比调整、侧移计算,恒载工况：分层法、弯矩二次分配法,、位移法、力学求解器,活载工况：同上,地震荷载工况：,D,值法、位移法、结,构力学求解器,风荷载工况,各种内力的不利组合,（培养设计思路和概念的过程）,怎么求？,2024/11/13,6,恒载工况,恒载计算（面荷载、线荷载、集中荷载）,哪些属于恒载？,如何计算恒载？,活载工况,同上。,风荷载工况,风荷载含义？,如何计算？,风荷载如何施加给结构？,2024/11/13,7,地震,工况,地震作用是惯性力,将动力问题转化为静力问题,如何计算地震惯性力？,地震作用是加速度，用加速度,去乘以质量（重力荷载代表值），,就,可以得到惯性力。,把惯性力施加在结构之上，就可以,变成一个静力问题。,g=N/kg F=,（,N/kg,）,x kg=N,底部剪力法,如何求加速度？,如何求质量？,2024/11/13,8,2,、设计的开始,熟悉任务书,任务书给定了基本设计资料。,主要成果,（,1,）建筑施工图的绘制（建筑设计总说明、平面图、立面图、,剖面图、详图等），要求符合制图标准，达到施工图深度。,（,2,）结构施工图的绘制（结构设计总说明、结构平面布置图、,基础平面布置图等），要求同上。,（,3,）手算计算书。,要求,（,1,）熟悉,office,、,CAD,、天正、探索者,（,2,）熟悉规范（混凝土、高规、抗规、荷载规范、地基基础等）,（,2,）、（,3,）是重点。（,1,）是建筑专业的专业内容，不属于我们的。,2024/11/13,9,3,、开题报告,课题设计的目的和意义,课题设计主要内容,设计思路,实施计划,主要参考文献,1,、毕业设计内容贯穿本科所学主线知识。,2,、熟悉常规规范。,3,、毕业设计是一个实践环节，遇到问题往,回追溯课程内容，再倒推回来，整个脉、,络就清晰了。,如何完成建筑施工图、结构施工图、手算计算书。,为什么要手算？,2024/11/13,10,4,、工程概况,工程概况,建筑设计,结构选型,材料选择,任务书给定的各种参数（设防烈度、环境、场地等），需熟悉抗规、,高规范。,例：办公楼。门、窗、门厅、走道、净高。,要有办公室、储物用房、公共用房、设备用房。,应设电梯（每多少平米至少一部电梯）,窗户要求：如首层要防盗，采光，气密水密性等）,门：宽不小于,1m,，高不小于,2.1,米，重要房间门要有防盗措施等。,走道：如走道,=3,）,（,2,）底层反弯点位于,2/3h,，其余层,1/2h,（,3,）梁端弯矩可由平衡条件求出,适用范围：层数较少，楼面荷载较大时（,i,b,/i,c,=3,），可满足精度要求。,2024/11/13,36,20,、水平荷载内力计算,D,值法：改进反弯点法，当框架的高度较大，层数较多时，柱子截面尺寸一般较大，,梁柱线刚度之比往往小于,3,，反弯点法不再适用。,改进内容：抗侧刚度 反弯点位置,基本假定：,1,、假定目标柱与其上下相邻柱线刚度均为,i,c,2,、假定柱与其上下相邻柱的层间水平位移均为,u,3,、假定柱两端节点及其上下左右相邻各个节点的转角均为零,4,、假定柱相邻的横梁线刚度分别为,i,1,、,i,2,、,i,3,、,i,4,即：刚性楼板假定、忽略柱轴线变形、忽略梁、柱剪切变形,2024/11/13,37,21,、活荷载不利布置、弯矩调幅,跨中弯矩求解,梁上是否有横向荷载,有,无,弯矩调幅,概念,如何实现,梁支座负弯矩乘以,0.8,跨,中截面弯矩相应增大,支座边缘内力,计算出来的是轴线内力，实际应取到柱边缘,活荷载不利布置,概念,如何实现,使某截面某一种内力达到峰值的活荷载布置,有多种方法,（活荷载小于,4.0,时，不进行不利布置，满布，,通过跨中弯矩放大,1.11.2,倍近似考虑）,2024/11/13,38,21,、活荷载不利布置、弯矩调幅,弯,矩,调,幅,应力重分布,裂缝产生后，截面上的应力不再服从线弹性分布规律的现象,（构件层面）,内力重分布,（结构层面）,含义：某一杆件开裂后，刚度发生变化，改变了计算简图，,也改变了内力,变形协调,静定结构不存在内力重分布,实现方法,组合前调幅，只能对竖向荷载调幅,确定调幅系数，不宜超过,0.2,支座负弯矩调幅,跨中弯矩,竖向荷载下才能调幅，水平荷载下不能调幅。水平荷载下跨中弯矩小，两端弯矩大，,且异号，要靠梁端弯矩取平衡柱端弯矩，调幅就无法平衡了。,2024/11/13,39,22,、内力组合,“荷载组合”，“荷载效应组合”的异同？,工况与组合的区别？,工况,1,、恒载,D 2,、活载,L 3,、左风,LW 4,、右风,RW,5,、左震,EL 6,、右震,ER 7,、重力荷载代表值,GE,无地震作用参与的内力组合,标准组合,基本组合,有地震作用参与的内力组合,用,Excel,处理数据,荷载：施加于结构之上的直接作用,荷载效应：由荷载引起的结构内力和变形,2024/11/13,40,恒,+,风,恒,+,活,恒,+,活,0.6,风,恒,风,+0.7,活,22,、内力组合,无地震作用参与的内力组合,标准组合,基本组合,有地震作用参与的内力组合,恒载有利,1.0,恒,+1.4,活,1.0,恒,+1.4,活,0.6x1.4,风,1.0,恒,1.4,风,1.0,恒,1.4,风,+0.7x1.4,活,可变荷载,控制,1.2,恒,+1.4,活,1.2,恒,+1.4,活,0.6x1.4,风,1.2,恒,1.4,风,1.2,恒,1.4,风,+0.7x1.4,活,永久荷载,控制,1.35,恒,+0.7x1.4,活,1.35,恒,+0.7x1.4,活,0.6x1.4,风,1.0,恒,0.6x1.4,风,基本组合,重力不利：,1.2,重力代表,+1.3,震,重力有利：,1.0,重力代表,1.3,震,重力代表值：,1.0,恒,+0.5,活,2024/11/13,41,23,、内力调整,柱内力组合,内力调整总结,组合前调整,组合后调整,剪重比调整,弯矩调幅,支座边缘内力调整,强柱弱梁,强剪弱弯（梁、柱）,强柱弱梁调整,概念：不可能所有构件都能保证在大震下游足够的储备，,保证大震不倒，要让塑形铰先出在梁端，让梁先屈服去,耗能，否则柱出铰马上就倒。,如何实现？,强剪弱弯调整,概念：弯曲破坏是延性破坏，剪切破坏是脆性破坏，必须,破坏时，应保证不发生剪切破坏。,如何实现？,放大剪力,2024/11/13,42,24,、最不利内力,梁设计内力,柱设计内力,如何选择？,如何实现？,框架中选择组合中最大的弯矩和剪力，,弯矩和剪力可以来自不同的组合。,因为最大弯矩设计纵筋，最大剪力设计箍筋，,互不,影响。,如何选择？,如何实现？,大偏压时，弯矩越大，越不利,小偏压时，轴力越大，越不利,柱构件中弯矩和轴力是耦合的，必须来自同一种,组合。箍筋则用最大剪力，则可不一定来自同一,组合。,1,个最大的,M,和对应的,N,1,个最大的,N,和对应的,M,应该选择两个组合计算,2024/11/13,43,25,、框架梁设计,纵筋,左支座截面,正弯矩,负弯矩,T,型截面配底筋,矩形双筋截面配梁顶纵筋,跨中截面,跨中正截面结合支座正弯矩、梁底纵筋、,T,型截面,左支座截面,正弯矩,负弯矩,T,型截面配底筋,矩形双筋截面配梁顶纵筋,即看跨中正弯矩算出的底筋,和支座正弯矩算出的底筋哪个大,箍筋,选最大剪力配置箍筋,构造要求,详见规范,注意加密区与非加密区的要求,抗剪计算的箍筋应该是非加密区配筋，加密区是为了加强梁端塑形铰转动能力，是抗震的构造要求。次梁不参与抗震，因此没有加密区。,即结合“强剪弱弯”的概念，箍筋加密可防止纵筋屈服后过早屈曲破坏，,使它能变形地更大，延性更好，塑形转动能力也就越好。,2024/11/13,44,26,、框架柱设计,纵筋,设计特点：弯矩与轴力耦合,弯矩与轴力必须来自同一种组合,取两种组合中最不利的,大偏压还是小偏压？,箍筋,选取最大剪力配箍,构造要求,见规范,2024/11/13,45,27,、楼盖设计,楼板的分类,单向板,长宽比,=3.0,双向板,2.0,长宽比,3.0,宜按双向板考虑,长宽比,2.0,都按单向板计算,板的计算简图,板厚,板的计算简图,板的荷载（恒、活）,板的边界条件,内力计算方法,弹性理论查表法,配筋计算,构造要求,负筋长度要求,最小配筋率,2024/11/13,46,