工程结构设计原理课件
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建筑力学与结构课件(最齐全)
生态环保
利用可再生能源、绿色建材等，减少 对环境的污染和破坏，实现建筑与环 境的和谐共生。
感谢您的观看
THANKS
VS
混凝土结构由混凝土和钢筋等材料组 成，通过浇筑和振捣成型，具有较高 的抗压强度和耐久性，适用于各种建 筑类型和规模，如住宅、办公楼、桥 梁等。混凝土结构的优点包括良好的 抗压性能、防火性能、耐久性和稳定 性等，但同时也存在自重大、施工周 期长等缺点。
钢结构
钢结构是一种轻质高强的建筑结构类型，具有较好的塑性和 韧性。
有限差分法
介绍有限差分法的基本原理和应用，包括离散化、差分方 程建立和求解等，以及如何运用有限差分法进行结构分析 和设计。
离散元法
介绍离散元法的基本原理和应用，包括离散化、接触模型 和求解算法等，以及如何运用离散元法进行岩土工程和地 质工程的结构分析和设计。
结构设计软件介绍
AutoCAD
介绍AutoCAD的基本功能和使用方法，包括绘图、编辑、标注和输出等，以及如何在建 筑结构设计中运用AutoCAD进行绘图和建模。
建筑力学与结构课件
目录
• 建筑力学基础 • 建筑结构类型 • 建筑结构设计 • 建筑结构抗震 • 建筑结构加固与维护 • 建筑力学与结构发展趋势
01
建筑力学基础
静力学基础
静力学基本概念
静力学是研究物体在力作用下处 于平衡状态的科学。在静力学中 ，平衡是指物体处于静止或匀速
直线运动状态。
静力学基本原理
智能化技术的应用
数值模拟技术
利用数值模拟软件对建筑结构进行精 细化分析和优化设计，提高设计效率 和精度。
智能化施工
通过BIM技术、物联网技术等，实现 施工过程的智能化管理和控制，提高 施工质量和效率。
利用可再生能源、绿色建材等，减少 对环境的污染和破坏，实现建筑与环 境的和谐共生。
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VS
混凝土结构由混凝土和钢筋等材料组 成，通过浇筑和振捣成型，具有较高 的抗压强度和耐久性，适用于各种建 筑类型和规模，如住宅、办公楼、桥 梁等。混凝土结构的优点包括良好的 抗压性能、防火性能、耐久性和稳定 性等，但同时也存在自重大、施工周 期长等缺点。
钢结构
钢结构是一种轻质高强的建筑结构类型，具有较好的塑性和 韧性。
有限差分法
介绍有限差分法的基本原理和应用，包括离散化、差分方 程建立和求解等，以及如何运用有限差分法进行结构分析 和设计。
离散元法
介绍离散元法的基本原理和应用，包括离散化、接触模型 和求解算法等，以及如何运用离散元法进行岩土工程和地 质工程的结构分析和设计。
结构设计软件介绍
AutoCAD
介绍AutoCAD的基本功能和使用方法，包括绘图、编辑、标注和输出等，以及如何在建 筑结构设计中运用AutoCAD进行绘图和建模。
建筑力学与结构课件
目录
• 建筑力学基础 • 建筑结构类型 • 建筑结构设计 • 建筑结构抗震 • 建筑结构加固与维护 • 建筑力学与结构发展趋势
01
建筑力学基础
静力学基础
静力学基本概念
静力学是研究物体在力作用下处 于平衡状态的科学。在静力学中 ，平衡是指物体处于静止或匀速
直线运动状态。
静力学基本原理
智能化技术的应用
数值模拟技术
利用数值模拟软件对建筑结构进行精 细化分析和优化设计，提高设计效率 和精度。
智能化施工
通过BIM技术、物联网技术等，实现 施工过程的智能化管理和控制，提高 施工质量和效率。
钢结构设计原理 第2版课件第2章
2.2.2 冶金过程
冶炼：平炉、转炉 浇铸：钢水—钢锭—初轧—成材（传统工艺）
钢水—连铸机—钢坯—成材（新工艺） 轧制：改善内部组织结构 热处理：显著提高强度
2.2.3 钢材硬化
冷加工硬化：强度提高，塑性、韧性降低。 自然时效、人工时效 应变时效
2.2.4 温度
正温 在200℃以内钢材性能没有很大变化， 430～540℃强度急剧下降。
同外增加一个等级E，主要是要求-40℃的冲击韧性。钢的牌号如：
Q345-B、Q390-C等等。
3、高强钢丝及钢索：主要用于抗拉构件中，如： 斜拉结构、悬索结构、桅杆结构等。高强钢丝分 光面钢丝和镀锌钢丝，由碳素结构钢多次冷拔而 成，其主要指标为抗拉强度fu，且有“松弛”现象。 多根钢丝可组成“平行钢丝束”和“钢绞线”； 多根钢绞线可组成“钢绞线束”和“钢丝绳”。
2.4.4 钢材的规格：
热轧钢板：薄板、厚板
热轧型钢：角钢、槽钢、工字钢、钢管、H型 钢、T型钢
冷弯薄壁型钢：
工字钢有普通工字钢、轻型工字钢和H型钢。普通工字钢和轻型工字钢用号数 表示，号数即为其截面高度的厘米数。20号以上的工字钢，同一号数有三种 腹板厚度分别为a、b、c三类。如I30a、I30b、I30c，a类腹板较薄用作受弯构 件较为经济，c类腹板较厚。轻型工字钢的腹板和翼缘均较普通工字钢薄，因 而在相同重量下其截面模量和回转半径均较大。H型钢是世界各国使用很广泛 的热轧型钢，与普通工字钢相比，其翼缘内外两侧平行，便于与其他构件相 连。它可分为宽翼缘H型钢，代号HW，翼缘宽度B与截面高度H相等；中翼缘 H型钢，代号HM，B＝(1/2～2/3)H；窄翼缘H型钢，代号HN，B=(1/3—1/2)H。 各种H型钢均可剖分为T型钢供应，代号分别为TW、TM和TN。H型钢和剖分 T型钢的规格标记均采用：高度H×宽度B×腹板厚度t1
桥梁工程ppt课件
就位。
03
转体施工法
将桥梁结构在非设计轴线位置 制作成形后，通过转体就位的
一种施工方法。
04
支架施工法
在桥位处搭设支架，在支架上 浇筑桥体混凝土，达到强度后
拆除模板、支架。
施工过程中的关键技术问题
大跨度桥梁的线形控制
通过精确的测量和计算，确保桥梁的线 形满足设计要求。
高性能混凝土的应用
研发和应用高性能混凝土，提高桥梁的 耐久性和承载能力。
桥梁工程ppt课件
目录
• 桥梁工程概述 • 桥梁结构与设计原理 • 桥梁施工方法与技术 • 桥梁材料及其性能特点 • 桥梁检测、维护与加固技术 • 典型案例分析与实践经验分享
01
桥梁工程概述
桥梁定义与分类
01
桥梁定义
02
桥梁分类
桥梁是一种跨越障碍物的建筑结构，连接被跨越物两端的交通线路或 其他设施。
室内模拟试验
现场检测与评估
在室内模拟桥梁结构的受力状态和环境条 件，对材料进行加载和卸载试验，以评估 其力学性能和耐久性。
对实际桥梁结构进行现场检测和评估，了 解其材料性能和使用状况，为桥梁的维修 和加固提供依据。
05
桥梁检测、维护与加固技 术
桥梁检测方法及技术应用
01
02
03
常规检测方法
目视检查、敲击检测、测 量变形等。
智能化施工和检测技术发展 ：如BIM技术、无损检测技
术等。
桥梁抗震、抗风性能提升研 究：针对地震、台风等自然
灾害的防范措施。
01
02
03
04
05
THANKS
设计方法
包括初步设计、技术设计和施工图设 计三个阶段，涉及荷载分析、结构分 析、构造设计等方面。
03
转体施工法
将桥梁结构在非设计轴线位置 制作成形后，通过转体就位的
一种施工方法。
04
支架施工法
在桥位处搭设支架，在支架上 浇筑桥体混凝土，达到强度后
拆除模板、支架。
施工过程中的关键技术问题
大跨度桥梁的线形控制
通过精确的测量和计算，确保桥梁的线 形满足设计要求。
高性能混凝土的应用
研发和应用高性能混凝土，提高桥梁的 耐久性和承载能力。
桥梁工程ppt课件
目录
• 桥梁工程概述 • 桥梁结构与设计原理 • 桥梁施工方法与技术 • 桥梁材料及其性能特点 • 桥梁检测、维护与加固技术 • 典型案例分析与实践经验分享
01
桥梁工程概述
桥梁定义与分类
01
桥梁定义
02
桥梁分类
桥梁是一种跨越障碍物的建筑结构，连接被跨越物两端的交通线路或 其他设施。
室内模拟试验
现场检测与评估
在室内模拟桥梁结构的受力状态和环境条 件，对材料进行加载和卸载试验，以评估 其力学性能和耐久性。
对实际桥梁结构进行现场检测和评估，了 解其材料性能和使用状况，为桥梁的维修 和加固提供依据。
05
桥梁检测、维护与加固技 术
桥梁检测方法及技术应用
01
02
03
常规检测方法
目视检查、敲击检测、测 量变形等。
智能化施工和检测技术发展 ：如BIM技术、无损检测技
术等。
桥梁抗震、抗风性能提升研 究：针对地震、台风等自然
灾害的防范措施。
01
02
03
04
05
THANKS
设计方法
包括初步设计、技术设计和施工图设 计三个阶段，涉及荷载分析、结构分 析、构造设计等方面。
十一混凝土结构按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的设计原理PPT课件
作用效应
11.1 概率极限状态设计法及其应用
◆偶然组合
永久作用标准值效应与可变作用某种代表值 效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶 然作用的分项系数取1.0；与偶然作用同时 出现的可变作用，可根据观测资料和工程经 验取用适当的代表值。地震作用标准值及其 表达式按现行《公路工程抗震设计规范》规 定采用。
——汽车荷载效应（含汽车冲击力冲击力、离心力）外的其 他第i个可变作用效应的标准值和设计值；
作用效应
11.1 概率极限状态设计法及其应用
c
——除汽车荷载（含汽车冲击力、
离心力）外其他可变荷载效应的组合系数，当永久
作用与汽车荷载和人群荷载(或其他一种可变作用)
普通钢筋为1.2 钢绞线为1.47
材料分项系数
11.1 概率极限状态设计法及其应用
四、作用效应组合
作用按随时间变化可分为如下几类：
◆ 永久作用 在设计基准期内量值不随时间
变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用。
◆ 可变作用 在设计基准期内量值随时间变
化，或其变化与平均值相比不可忽略的作用。按 其对桥涵结构的影响程度，又分为基本可变作用 和其他可变作用。
正截面受弯
ho-
h。
h
11.2 受弯构件正截面与斜截面承载力计
算2. 单筋截面承载力计 算
fcd
fcdbx
r0Md
As fsdAs
基本计算公式图11-1 单筋矩形截面梁强度计算图式
X 0 f cdbx f sd As M 0 0 M d fcdbx(h0 x / 2) 正截面受弯
fd ad
——结构重要性系数，对于公路桥梁，安全 等级为一级、二级、三级 时，分别取1.1、1.0、 0.9；桥梁的抗震设计不考虑结构的重要性系数；
7-钢结构连接 钢结构设计原理 教学课件
钢 结构
基本原理
土木工程学院
2019年——2019年第二学期
3 钢结构的连接
本章内容：(1) 钢结构的连接方法 (2) 焊接方法和焊接连接形式 (3) 角焊缝的构造与计算 (4) 对接焊缝的构造与计算 (5) 螺栓连接的构造 (6) 普通螺栓连接的工作性能和计算 (7) 高强度螺栓连接的工作性能和计算
2、高强螺栓连接
（1）性能等级 高强钢材制成：优质碳素钢：35号、45号
合 金 钢：20MnTiB、40B、35VB 性能等级：8.8级、10.9级。
小数点前8、10——螺栓材料经热加工后的最低抗拉 强度为800、1000N/mm2；
小数点后0.8、0.9——屈强比 f0.2/ fu
（2）按抗剪性能分
2
2 f
ffw
3.3.4 各种受力状态下直角角焊缝连接计算
1.承受轴心力作用时角焊缝连接计算
(1) 用盖板的对接连接承受轴心力时
①两面侧焊
由
f
N helw
f
w f
得
lw
N 0.7hf
f
w f
lw
lw 4
2hf
盖板长度： L板2lwa
(由构造确定hf )
La L
a LL
N
N
b t
N
N
N
图3.13 侧面角焊缝受力示意图
图3.14 侧焊缝的应力
侧面角焊缝强度低、塑性好；应力沿长度方向分布不均 匀，呈两端大而中间小的状态。
2、正面角焊缝—垂直于力的作用方向 正面角焊缝受力复杂，截面中的各面均存在正应力 和剪应力；强度高，塑性差。
图3.15 正面角焊缝应力状态
基本原理
土木工程学院
2019年——2019年第二学期
3 钢结构的连接
本章内容：(1) 钢结构的连接方法 (2) 焊接方法和焊接连接形式 (3) 角焊缝的构造与计算 (4) 对接焊缝的构造与计算 (5) 螺栓连接的构造 (6) 普通螺栓连接的工作性能和计算 (7) 高强度螺栓连接的工作性能和计算
2、高强螺栓连接
（1）性能等级 高强钢材制成：优质碳素钢：35号、45号
合 金 钢：20MnTiB、40B、35VB 性能等级：8.8级、10.9级。
小数点前8、10——螺栓材料经热加工后的最低抗拉 强度为800、1000N/mm2；
小数点后0.8、0.9——屈强比 f0.2/ fu
（2）按抗剪性能分
2
2 f
ffw
3.3.4 各种受力状态下直角角焊缝连接计算
1.承受轴心力作用时角焊缝连接计算
(1) 用盖板的对接连接承受轴心力时
①两面侧焊
由
f
N helw
f
w f
得
lw
N 0.7hf
f
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lw 4
2hf
盖板长度： L板2lwa
(由构造确定hf )
La L
a LL
N
N
b t
N
N
N
图3.13 侧面角焊缝受力示意图
图3.14 侧焊缝的应力
侧面角焊缝强度低、塑性好；应力沿长度方向分布不均 匀，呈两端大而中间小的状态。
2、正面角焊缝—垂直于力的作用方向 正面角焊缝受力复杂，截面中的各面均存在正应力 和剪应力；强度高，塑性差。
图3.15 正面角焊缝应力状态
《结构力学教材》课件
随着计算机技术的不断发展，结构力学将与数值 计算方法更加紧密地结合，实现对复杂结构的精 确模拟和分析。
多物理场耦合的研究
未来结构力学将更加注重与流体力学、热力学等 其他物理场的耦合研究，以解决多场耦合的复杂 工程问题。
智能化技术的应用
人工智能、机器学习等技术在结构力学中的应用 将逐渐普及，为结构设计和优化提供新的思路和 方法。
结构力学的重要性
结构力学是工程设计中的关键环节，能够确保结构的稳定性 、安全性和经济性。
通过结构力学分析，可以预测结构的性能，优化设计方案， 提高工程质量。
结构力学的历史与发展
结构力学的发展可以追溯到古代的建 筑实践，如中国的长城、埃及的金字 塔等。
随着科学技术的发展，结构力学不断 吸收新的理论和方法，如有限元方法 、计算机辅助设计等，推动了结构力 学的进步和应用。
结构力学在工程实践中的挑战与机遇
复杂结构的分析
随着工程结构的日益复杂化，对结构 力学在复杂结构分析方面的要求也越 来越高，这既是一个挑战也是一个机 遇。
耐久性与安全性
绿色与可持续发展
随着对环境保护的重视，结构力学在 绿色建筑、节能减排等领域的应用将 更加广泛，为可持续发展提供技术支 持。
工程结构的耐久性与安全性是结构力 学的重要研究内容，未来将面临更多 的挑战和机遇。
02
结构力学的基本原理
静力学原理
静力学原理总结
静力学是研究物体在静止状态下受力与变形 的关系。
静力学基本概念
静力学涉及到的基本概念包括力、力矩、力 偶、约束等。
静力学平衡条件
静力学平衡条件是物体在力的作用下保持静 止或匀速直线运动的状态。
静力学应用
静力学原理广泛应用于工程结构、机械系统 等领域。
多物理场耦合的研究
未来结构力学将更加注重与流体力学、热力学等 其他物理场的耦合研究，以解决多场耦合的复杂 工程问题。
智能化技术的应用
人工智能、机器学习等技术在结构力学中的应用 将逐渐普及，为结构设计和优化提供新的思路和 方法。
结构力学的重要性
结构力学是工程设计中的关键环节，能够确保结构的稳定性 、安全性和经济性。
通过结构力学分析，可以预测结构的性能，优化设计方案， 提高工程质量。
结构力学的历史与发展
结构力学的发展可以追溯到古代的建 筑实践，如中国的长城、埃及的金字 塔等。
随着科学技术的发展，结构力学不断 吸收新的理论和方法，如有限元方法 、计算机辅助设计等，推动了结构力 学的进步和应用。
结构力学在工程实践中的挑战与机遇
复杂结构的分析
随着工程结构的日益复杂化，对结构 力学在复杂结构分析方面的要求也越 来越高，这既是一个挑战也是一个机 遇。
耐久性与安全性
绿色与可持续发展
随着对环境保护的重视，结构力学在 绿色建筑、节能减排等领域的应用将 更加广泛，为可持续发展提供技术支 持。
工程结构的耐久性与安全性是结构力 学的重要研究内容，未来将面临更多 的挑战和机遇。
02
结构力学的基本原理
静力学原理
静力学原理总结
静力学是研究物体在静止状态下受力与变形 的关系。
静力学基本概念
静力学涉及到的基本概念包括力、力矩、力 偶、约束等。
静力学平衡条件
静力学平衡条件是物体在力的作用下保持静 止或匀速直线运动的状态。
静力学应用
静力学原理广泛应用于工程结构、机械系统 等领域。
同济大学课件钢结构设计原理
稳定类别
分支点失稳 极值点失稳
钢结构基本原理及设计
分支点失稳特征是：临界状态时，结构从初始的平衡 位形突变到与其临近的另一平衡位形，表现出平衡位形的分 岔现象。在轴心压力作用下的完善直杆以及在中面受压的完 善平板的失稳都属于这一类型。
极值点失稳特征是：没有平衡位形分岔，临界状态表 现为结构不能再承受荷载增量，由建筑钢材做成的偏心受压 构件，在经历足够的塑性发展过程后常呈极值点失稳。
忽略残余应力
钢结构基本原理及设计
残余应力对轴心受压短柱平均应力～应变曲线的影响
2）残余应力影响的切线模量Et
Et
d d
dN A
dN AeE Ae E E
A
钢结构基本原理及设计
钢结构基本原理及设计
3）降低构件的稳定承载力
构件的应力～应变曲线变成非线性关系，
减小截面的
有效面积 有效惯性矩 降低稳定承载力
钢结构基本原理及设计
3. 残余应力对构件稳定承载力影响
1）平均压应力σ小于fp时 构件处在弹性工作阶段，屈曲时的临界应力仍与无残 余应力时一样，对无初始几何缺陷的轴心受压构件 可取: σcr＝π2E/λ2
2）σ大于fp时 平均应力—应变关系不再是直线关系，其临界应力应 予修改。
P
1． 弹性弯曲屈曲
1）由稳定直线平衡状态过渡到不
稳定的弯曲平衡状态，
临界状态的轴心压力为临界力Ncr， 轴心压应力称为临界应力σcr，其值低于 钢材的屈服强度。
临界力的大小取决于轴压构件的截
面刚度、长度及两端约束条件等。
v
轴心受压构件的弯曲屈曲
钢结构基本原理及设计
欧拉公式
2EI 2EI 2EA
叶见曙结构设计原理第四版0总论-24
构造物的承重骨架组成部分统称为结构。
5
桥梁的承重骨架是由桥跨结构（桥梁上部结构）和桥梁墩 台及基础（桥梁下部结构）组成。
桥跨结构（空心板梁）
桥墩 （柱式墩）
桥墩基础（桩基础）
支座
桥台 桥台基础（桩基础）
6
防撞护栏
桥面铺装
空心板梁
上部结构 盖梁 下部结构
桥墩
桩基
7
拱桥承重结构
拱肋
拱上横墙 拱脚
桥墩
8
2） 构件 桥梁承重结构都是由若干基本构件连接而成的。
空心板 （受弯ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件）
支座
盖梁 （受弯构件）
墩柱 （受压构件）
装配式混凝土空心板梁桥结构与基本构件
9
系杆拱桥的结构与构件
拱脚 （节点）
吊杆 （受拉构件）
承台
盖梁 （受弯构件）
墩柱 （受压构件）
拱肋 （受压构件）
系杆 （受拉构件）
10
斜拉桥的结构与构件
22
(4) 在学习本课程中要学会使用设计规范。 设计规范是国家颁布的关于设计计算和构造要求的 技术规定和标准，是具有一定约束性和技术法规性的文 件。 它是贯彻国家的技术经济政策，保证设计质量，达 到设计方法上必要的统一和标准，也是校核工程结构设 计的依据。
23
Thank you!
24
叶见曙 ·结构设计原理（第4版） ·教学课件
总论
张娟秀 雷 笑 马 莹 编制
叶见曙
主审
Principle of Structure Design
编制说明
配合叶见曙主编的普通高等教育教材《结构设计原理(第4 版）》的教学使用，基于东南大学，长安大学和长沙理工大学 的结构设计原理课程教学大纲及教学基本要求，编制了这套教 学课件。
5
桥梁的承重骨架是由桥跨结构（桥梁上部结构）和桥梁墩 台及基础（桥梁下部结构）组成。
桥跨结构（空心板梁）
桥墩 （柱式墩）
桥墩基础（桩基础）
支座
桥台 桥台基础（桩基础）
6
防撞护栏
桥面铺装
空心板梁
上部结构 盖梁 下部结构
桥墩
桩基
7
拱桥承重结构
拱肋
拱上横墙 拱脚
桥墩
8
2） 构件 桥梁承重结构都是由若干基本构件连接而成的。
空心板 （受弯ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件）
支座
盖梁 （受弯构件）
墩柱 （受压构件）
装配式混凝土空心板梁桥结构与基本构件
9
系杆拱桥的结构与构件
拱脚 （节点）
吊杆 （受拉构件）
承台
盖梁 （受弯构件）
墩柱 （受压构件）
拱肋 （受压构件）
系杆 （受拉构件）
10
斜拉桥的结构与构件
22
(4) 在学习本课程中要学会使用设计规范。 设计规范是国家颁布的关于设计计算和构造要求的 技术规定和标准，是具有一定约束性和技术法规性的文 件。 它是贯彻国家的技术经济政策，保证设计质量，达 到设计方法上必要的统一和标准，也是校核工程结构设 计的依据。
23
Thank you!
24
叶见曙 ·结构设计原理（第4版） ·教学课件
总论
张娟秀 雷 笑 马 莹 编制
叶见曙
主审
Principle of Structure Design
编制说明
配合叶见曙主编的普通高等教育教材《结构设计原理(第4 版）》的教学使用，基于东南大学，长安大学和长沙理工大学 的结构设计原理课程教学大纲及教学基本要求，编制了这套教 学课件。