结构设计大赛 ppt

三、初步确定构件尺寸
• 楼板面积：22×15=330cm • 总楼板面积：330×4=1320 cm² • 满足要求：1000＜1320＜1800
四、构件内力计算
（1）各层所受力： 330×10=3300g=3.3kg 所承受的力： F=3.3×10=33KN n=3300/(15×10×1×7.8)=3块
6.01
1
0.15
0.15
33
4.95
0.125
0.86
6.78
7、变形计算
层次 4 3 2 1 层间剪 层间刚 力Vi 度Di (KN) 2.58 4.58 6.01 6.78 957.6 957.6 957.6 1702.4 Vi/Di 0.0027 0.0048 0.0063 0.0040 层间相 层高hi 对弹性 层高 转角 0.1 0.1 0.1 0.15 0.027 0.048 0.063 0.027
（5）抗震结构体系的确定 计算简图和传递途径 • 宜有的抗震防线 • 应具备必要的强度，良好的变形性能和耗 能能力 • 合理的强度和刚度分布
（6）结构的布置的一般原则 • 平面布置力求对称（质量、刚度、强度） • 具有较大的抗扭刚度（力臂） • 竖向布置，力求均匀（刚度强度），避免 出现薄弱层、尽可能降低房屋的重力
（2）房屋的高度：一般而言，房屋越高，所 受到的地震作用和倾覆作用越大，破坏的 可能性越大、但房屋越高越危险的概念不 是绝对的，是有条件的。 （3）房屋的高宽比：因为建筑物的高宽比值 越大，即建筑越高越瘦，地震作用下的侧 移越大，地震引起的倾覆作用越严重，所 以需选择合适的高宽比。
（4）从抗震的角度考虑，作为一种好的结构 形式应具备下列性能： • 延性系数高 • 强度/重力比值大 • 均质比好 • 正交各向同性 • 构件的连接具有整体性、连续性和较好的 延性，并能发挥材料的全部延性。
（3）斜支撑 为了能够在两根 柱之间加上交叉 的斜支撑，我们 分别在上下梁的 对角处加上一片 小木片，使得两 根斜支撑可以交 叉连接。
二、设计思想与根据
（1）建筑的平、立面布置，规则，对称，质 量和刚度变化均匀，避免楼层错层，再 设计中优先选用矩形平面；立面也要求 采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的 几何形状，避免立面形状的突然变化， 综上考虑也采用矩形立面。
一、设计理念与创意
1、设计理念 对结构构件采用多道设防，严格按规范要 求保证“强柱弱梁”，“强剪弱弯”， “强节点弱构件”，加强节点连接，加强 梁、柱端头箍筋加密区的箍筋量。所用材 料等级不低于规范要求的最低等级，从而 有效减小材料的脆性，计算中还应严格控 制梁的相对受压区高度。砌体结构应按规 范要求设置圈梁、构造柱等，有效约束砌 体，提高砌体的延性和整体性。非结构构 件比如框架填充墙两端应与柱有效拉结， 附属构件女儿墙、雨篷、挑檐等除保证自 身整体性能外，还应与主体结构有可靠连 接和锚固。
239.4×4=957-6
5、自振周期计算
（ ） 层次 Gi（KN） ∑Gi (KN) 33 66 Di 957.6 957.6 ∆i--∆i--1 0.342 0.308 ∆i (m) 0.342 0.308
4 3
33 33
2
33
99
957.6
0.241
0.241
1
33
132
1702.4
0.138
K
y(m)
4 3 2 1
0.1 0.1 0.1 0.15
Βιβλιοθήκη Baidu
2.58 4.58 6.01 6.78
957.6 957.6 957.6 1702.4
239.4 239.4 239.4 425.6
0.645 1.145 1.503 1.695
0.15 0.15 0.15 0.10
0.50 0.50 0.50 0.63
2、创意 （1）工字柱
• 翼缘宽，侧向刚度大。抗弯能力强 • 相同截面负荷下．工字型结构比一 般结构重量减轻15%-20% 。 • 工字型结构可增大6%的使用面积， 而结构自重减轻20%一30%，减少 结构设计内力
（2）小木片节点 为了使两根木条连接更紧密， 我们在两根木条中间粘了四片 小木片，截面尺寸正好与木条 吻合。而在用梁连接柱与时， 也可以起到一定的固定作用。
（7）由框架和支撑所组成的双重力 体系中、框架的刚度小、承担的地 震力小，而弹性限变形值和延性系 数却较大，竖向支撑刚度大，承担 的地震力大，而弹性极限变形值和 延性系数却较小 。
（8）延性：总体延性、楼层延性、构件 延性、杆件延性、构件截面延性 改善构件延性的六个途径： “强剪弱弯” “强柱弱梁” “强节点，弱构件” “强锚固” 减小柱的轴压比 高强砼的应用范围
8、地震作用下框架的内力分析
B轴柱（边柱） 轴柱（边柱） 轴柱 层次 层高 层间剪 hi(m) 力Vi(KN) 层间 刚度 Di Dim M上 M下 上 下 （KN （KN ·m） ·m） ） ） 0.032 0.057 0.075 0.16 0.032 0.057 0.075 0.094
Vim( KN)
A、B轴边框架边柱
1 0.02×0.02 0.15 1.333×10-8 2.66 0.15 0.2 425.6
2~4
0.02×0.02
0.10
1.333×10-8
3.99
0.11
0.05
239.4
4、各层D值汇总
层次 D 值 柱类型 1（D值×根数） 3 ~ 4（D值×根 数）
角柱
A、B轴
425.6×4=1702.4
学院： 学院：土木工程学院 组别： 组别： 组员： 组员： 指导老师： 指导老师：
每一件作品上都刻录着制作者的辛劳和汗水 无论付出的多与少， 无论付出的多与少，成绩的高与低 我们都愿意去珍惜这段 独家记忆…… 独家记忆
一、设计理念与创意 二、设计思想与根据 三、初步确定构件尺寸 四、构件内力计算
1、梁的线刚度计算
矩形截面惯 性矩 I0 （m4） 边框架梁 Ib=1.5I
0 （m4
中框架梁 Ib=2.0 I0 （ m4 ） 4×109
断面 b×h （㎡）
跨度 l （m）
） 0．003×0 ．020 0．003×0 ．020 0．22 2×10-9 2×10-9 3×109
Kb=EIb⁄l （kN·m ）
0.138
6、横向水平地震作用计算
层次 hi (m) Hi (m) Gi (KN) G iH i GiHi/∑GiHi Fi Vi (KN)
4
0.1
0.45
33
14.85
0.375
2.58
2.58
3
0.1
0.35
33
11.55
0.292
2.00
4.58
2
0.1
0.25
33
8.25
0.208
0.43
Kb=EIb⁄l （kN·m ）
0．41
0．55
0．15
3×109
0．60
4×109
0．80
2、梁的计算剪力图 计算剪力图
3、柱的侧移刚度计算
层次 断面 b×h （㎡ ） 层高 惯性矩 Ic （m4） 线刚度 K=(一般层) Kc=EIc⁄h K=(一般层) （kN·m ） α=(一般 层) α=(一般 层) D=αKc