结构设计原理2PPT课件
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桥梁结构设计原理第2章
钢筋混凝土结构设计理论的三个发展阶段
1、容许应力计算法 以弹性理论为基础的一种计算方法，不能如实 的反应构件截面的应力状态，不能正确的计算出结 构的承载能力。 2、破坏阶段计算法 20世纪30年代所提出，以弹塑性理论为基础的 一种计算方法，比容许应力计算法有了很大的进 步。 3、极限状态计算法 20世纪50年代所提出，是破坏阶段计算法的发 展。
影响正常使用或耐久性能的局部损坏
影响正常使用的振动
影响正常使用的其它特定状态
正 常 使 用 极 限 状 态
(承)：刚体失去平衡，材料强度不足，结
极限状态的 表现形式：
构转变为机构，失稳
(正)：过大的变形，影响正常使用或耐久 性能的局部损坏，过大的振动
注意
结构或构件能否完成预定功能与结构的作用效应S与结 构的抗力R有关。 由此可采用结构的功能函数 Z = R – S 来描述结构完成 预定功能的状况。因抗力R和S均具有随机性，所以只能用功
三、混凝土结构的耐久性设计
1、耐久性问题 （1）混凝土损伤 （2）钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀等 （3）钢筋与混凝土之间黏结锚固作用的削弱 2、影响耐久性的因素 （1）混凝土碳化 （2）化学侵蚀 （3）碱集料反应 （4）冻融破坏 （5）温度变化的影响
（2）作用长期效应组合
M QiK 459.7 /(1 ) 385.98kN m
• 作用长期效应组合设计值为:
M ld M Gik 2 j M Qjk
i 1 j 1 m n
M Gk 21M Q1k 22 M Q 2 k 552 0.4 385.98 0.4 40.6 722.63kN .m
第二章
钢筋混凝土结构设计基 本原理
混凝土结构设计原理 第二章
混凝土的变形模量
1.2
混凝土的物理力学性能
第1章 材料的物理力学性能
7
混凝土的变形模量 混凝土弹性模量与立方体抗压强度之间的关系：
105 Ec (N / mm 2 ) 34.7 2.2 f cu,k
1.2 混凝土的物理力学性能
第1章 材料的物理力学性能
8
混凝土的徐变 定义：在荷载长期作用下，混凝土的变形随时间而徐徐增长 的现象。
构件截面都有轴向拉力N，可能存在弯矩M、剪力V。
受扭构件 （曲梁、雨棚梁） 构件截面除产生弯矩M、剪力V外，还会产生扭矩T。
教材编写及课件制作
章
第1章 材料 第2章 计算原理 第3章 轴心受力 第4章 受弯正截面
教材作者
梁兴文 梁兴文 陈 平 王社良
课件制作
邓明科 谢启芳 马乐为 丁怡洁、黄炜
课件审查
热轧钢筋 HRB 400(20MnSiV、 20MnSiNb、20MnTi) RRB 400(K20MnSi)
300
360
R
300
360 360
360
1.1
钢筋的物理力学性能
第1章 材料的物理力学性能
1
钢筋的种类及符号说明
预应力钢筋的符号说明
S P
钢绞线 S—— Strand
光面钢丝 P—— Plain
1
钢筋的种类及符号说明
预应力钢筋
1.1 钢筋的物理力学性能
第1章 材料的物理力学性能
1
钢筋的种类及符号说明 热轧钢筋的符号说明
生产工艺： hot rolled 表面形状：plain 钢筋：bar
HPB235
屈服强度
1.1
结构抗震设计原理ppt课件
通过用一定的频率对结构进行激振，观测相应点的位移状况，当观 测点的位移达到最大时，此时频率即为固有频率。
实际结构的振动形态并不是一个规则的形状，而是各阶振型相叠加 的结果。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
第一振型为主的原因： 由最小势能定理可以知道，在所有满足几何边界的可能位移中，真 实位移总是使得结构体系势能最小。这是自然界存在的客观规律， “水往低处流”就是这个道理。结构在失稳时的挠曲线和自振时的 振型曲线是完全一致的，这种一致性决定了挠曲线和振型曲线之间 的相互联系。
速度谱
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
位移谱
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
贰 建筑物
地震力：地面突然振动时，分布在结构中的质量造成的惯性会阻止结 构产生位移，由此产生地震力，类似于外部施加的侧向力
实际结构的振动形态并不是一个规则的形状，而是各阶振型相叠加 的结果。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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第一振型为主的原因： 由最小势能定理可以知道，在所有满足几何边界的可能位移中，真 实位移总是使得结构体系势能最小。这是自然界存在的客观规律， “水往低处流”就是这个道理。结构在失稳时的挠曲线和自振时的 振型曲线是完全一致的，这种一致性决定了挠曲线和振型曲线之间 的相互联系。
速度谱
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位移谱
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贰 建筑物
地震力：地面突然振动时，分布在结构中的质量造成的惯性会阻止结 构产生位移，由此产生地震力，类似于外部施加的侧向力
钢结构全套PPT教学课件
防腐防火处理效果评价
厚度检测
使用涂层测厚仪检测防腐防火 涂层的厚度，确保满足设计要 求。
耐腐蚀性测试
通过盐雾试验、湿热试验等模 拟环境测试方法，评估防腐处 理效果。
外观检查
观察防腐防火处理后的钢结构 表面是否平整、无气泡、无裂 纹等缺陷。
附着力测试
采用划格法或拉开法等测试方 法，检测防腐防火涂层与钢结 构基材的附着力。
结构分析与计算方法
结构分析方法
弹性力学方法、塑性力学方法、有限 元方法等。
计算内容
计算软件
SAP2000、ANSYS、ABAQUS等通 用有限元软件，以及专用钢结构分析 软件如Midas/Gen、3D3S等。
内力分析、变形计算、稳定性验算、 疲劳分析等。
构造措施与节点设计
01
02
03
构造措施
保证结构整体性和稳定性 的措施，如设置支撑、加 强刚度等。
认真阅读图纸，了解钢结构的构 造、节点形式和安装要求，掌握 相关技术标准和验收规范。
制定施工方案
根据工程特点和现场条件，制定 切实可行的施工方案，包括安装 顺序、吊装方法、安全措施等。
材料和设备准备
按照图纸要求，准备好所需的钢 材、连接件、紧固件等材料，以 及吊装设备、焊接设备、测量工 具等。
现场拼装和吊装技术
前景展望
随着城市化进程的加快和建筑业的持续发展，钢结构将在未来建筑领域中发挥更 加重要的作用。同时，随着新材料和新技术的不断涌现，钢结构的应用范围将进 一步扩大，市场前景广阔。
02 钢结构设计原理 与方法
设计基本原则与规范要求
设计基本原则
确保结构安全、适用、经济、美观；符合现行国家规范和行 业标准；考虑施工便利性和可持续性。
《结构设计》课件
结构设计ppt课件
• 结构设计概述 • 结构分析 • 结构设计要素 • 结构设计软件与应用 • 结构设计案例分析 • 结构设计发展趋势与挑战
01 结构设计概述
结构设计的定义与目的
定义
结构设计是指通过合理规划建筑 物的空间布局、结构形式和材料 选择，以达到安全、经济、美观 和适用的目的。
目的
确保建筑物的结构安全、满足使 用需求，同时优化结构性能，降 低成本和维护费用。
高层建筑结构设计案例
总结词 常见的结构体系
设计特点 实际应用
高层建筑结构设计案例主要介绍了高层建筑的结构体系、设计 特点和实际应用。
包括框架结构、剪力墙结构、筒体结构等，以及它们的特点和 适用范围。
重点介绍了高层建筑结构的侧向稳定性、抗震性能和抗风性能 等方面的设计特点。
通过实际案例展示了高层建筑结构设计在工程实践中的应用， 包括结构选型、计算分析、构造措施等。
06 结构设计发展趋势与挑战
绿色结构设计的发展趋势
总结词
随着环保意识的增强，绿色结构 设计已成为未来发展的必然趋势
。
详细描述
绿色结构设计注重减少环境污染和 资源浪费，通过优化设计、采用可 再生资源和高效利用能源等方式实 现可持续发展。
实例
采用可再生材料、节能建筑设计、 生态友好的施工方法等。
高性能材料在结构设计中的应用
节点构造详图
提供各种类型节点的构造详图，包括 梁与柱、板与柱等连接节点的构造方 法。
节点抗震设计
根据抗震设防要求，对节点进行抗震 设计和优化。
节点施工注意事项
介绍在节点施工过程中应注意的事项 和质量控制要求。
04 结构设计软件与应用
AutoCAD软件介绍与操作
• 结构设计概述 • 结构分析 • 结构设计要素 • 结构设计软件与应用 • 结构设计案例分析 • 结构设计发展趋势与挑战
01 结构设计概述
结构设计的定义与目的
定义
结构设计是指通过合理规划建筑 物的空间布局、结构形式和材料 选择，以达到安全、经济、美观 和适用的目的。
目的
确保建筑物的结构安全、满足使 用需求，同时优化结构性能，降 低成本和维护费用。
高层建筑结构设计案例
总结词 常见的结构体系
设计特点 实际应用
高层建筑结构设计案例主要介绍了高层建筑的结构体系、设计 特点和实际应用。
包括框架结构、剪力墙结构、筒体结构等，以及它们的特点和 适用范围。
重点介绍了高层建筑结构的侧向稳定性、抗震性能和抗风性能 等方面的设计特点。
通过实际案例展示了高层建筑结构设计在工程实践中的应用， 包括结构选型、计算分析、构造措施等。
06 结构设计发展趋势与挑战
绿色结构设计的发展趋势
总结词
随着环保意识的增强，绿色结构 设计已成为未来发展的必然趋势
。
详细描述
绿色结构设计注重减少环境污染和 资源浪费，通过优化设计、采用可 再生资源和高效利用能源等方式实 现可持续发展。
实例
采用可再生材料、节能建筑设计、 生态友好的施工方法等。
高性能材料在结构设计中的应用
节点构造详图
提供各种类型节点的构造详图，包括 梁与柱、板与柱等连接节点的构造方 法。
节点抗震设计
根据抗震设防要求，对节点进行抗震 设计和优化。
节点施工注意事项
介绍在节点施工过程中应注意的事项 和质量控制要求。
04 结构设计软件与应用
AutoCAD软件介绍与操作
钢结构设计原理 ppt课件
(1) 极限状态：当结构或其组成部分超过某一特定状 态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定 状态称为结构的极限状态。
(2) 极限状态分为两类： a.承载能力极限状态: 包括：强度破坏、疲劳破坏、不适于继续承载的 变形、失稳、倾覆、变为机动体系等状态。
b.正常使用极限状态:
包括：影响正常使用或外观的变形、影响正常使
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
6.理解构件间的连接方法、力的传递方式和过程以及 构造原则； 7.熟悉与土木工程相关的钢结构设计规范。
教学参考书及规范:
1.钢结构 魏明钟 主编 武汉工业大学出版社 2.钢结构设计规范 （GB50017-2003) 3.钢结构工程施工质量验收规范 （GB50205-2001)
45
46
主要分析软件： LUSAS Bridge analysis software
47
• 建筑+机械的创举，多学科的融合也许是未来结构发展应 用的一个方向。
作为世界第一个旋转式船舶吊桥，耗资2600万美元的 Falkirk Wheel 的开通使苏格兰中部连接大西洋和北海的 水道再度畅通。旋转吊桥的巨大起重机配备10个水压马达， 能在15分钟内，将4艘船（包括水）起吊到33米高度。与 此同时，另一只吊臂将4艘船放下。转轮位于格拉斯哥和 爱丁堡两个城市的中央，一条100米水渠的顶端 。
（1-4）
在实际工程结构中，可能出现下列三种情况：
Z＞0表示结构处于可靠状态；
Z＝0表示结构处于极限状态
Z＜0表示结构处于失效状态；
判断结构是否可靠，要看结构是否达到极限态，为此，通常将下式：
Z＝g(R，S)＝R－S＝0
(2) 极限状态分为两类： a.承载能力极限状态: 包括：强度破坏、疲劳破坏、不适于继续承载的 变形、失稳、倾覆、变为机动体系等状态。
b.正常使用极限状态:
包括：影响正常使用或外观的变形、影响正常使
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
4
6.理解构件间的连接方法、力的传递方式和过程以及 构造原则； 7.熟悉与土木工程相关的钢结构设计规范。
教学参考书及规范:
1.钢结构 魏明钟 主编 武汉工业大学出版社 2.钢结构设计规范 （GB50017-2003) 3.钢结构工程施工质量验收规范 （GB50205-2001)
45
46
主要分析软件： LUSAS Bridge analysis software
47
• 建筑+机械的创举，多学科的融合也许是未来结构发展应 用的一个方向。
作为世界第一个旋转式船舶吊桥，耗资2600万美元的 Falkirk Wheel 的开通使苏格兰中部连接大西洋和北海的 水道再度畅通。旋转吊桥的巨大起重机配备10个水压马达， 能在15分钟内，将4艘船（包括水）起吊到33米高度。与 此同时，另一只吊臂将4艘船放下。转轮位于格拉斯哥和 爱丁堡两个城市的中央，一条100米水渠的顶端 。
（1-4）
在实际工程结构中，可能出现下列三种情况：
Z＞0表示结构处于可靠状态；
Z＝0表示结构处于极限状态
Z＜0表示结构处于失效状态；
判断结构是否可靠，要看结构是否达到极限态，为此，通常将下式：
Z＝g(R，S)＝R－S＝0
全版机械结构设计.ppt
本章将重点讨论结构设计的共性问题。
.精品课件.
11
第二节 零件的功用及基本类型
零件是构成机械设备的基本元素。
一、零件的功用
各种零件具有的功能主要有：承受载荷、传递运动和 动力、保证或保持有关零件或部件之间的相对位置或运 动轨迹关系等。
1．承受载荷
机械设备在工作中受到多种力的作用，这些力都要由
零件承受。
.精品课件.
7
4.4.1 结构设计的任务、内容和步骤
设计 任务 对结 构设 计的 要求
主要 功能 载体 初步 结构 设计
各分 功能 载体 初步 结构 设计
检查 各功 能载 体结 构的 相互 影响 和协 调性
详细 设计 主分 功能 载体 结构
技术 和 经济 评价
对 设计 进一 步修 改、 完善
否
结构 决策 是
结构图纸
• 图5—1 结构设计步骤
.精品课件.
8
.精品课件.
9
机械结构是机械功能的载体，机械结构设 计的任务是依据所确定的功能原理方案设计出 实体结构。该结构能体现出所要求的功能，用 结构设计图样表示。结构图应表示出结构件的 形状、尺寸及所用的材料，同时还必须考虑加 工工艺、强度、刚度、精度、寿命、可靠性及 零件间的相互关系，有关造型设计及人机工程 等问题也应在这一阶段解决。
鉴于工作表面对零件工作能力影响的重要性，因而常 用零件工作表面的设计计算方法有相应的标准 (有些属于 国家标准)，这些标准所规定的算法严格、统一、规范。
.精品课件.
34
连接表面将各个工作表面连接成为完整形体，并 保证零件的工作表面的形状、尺寸和位置在工作中 不被破坏。连接表面的设计方法较为灵活，没有统 一的过程和标准，也不要求有统一的解答，因此零 件的连接表面设计是设计人员最
东南大学 叶见曙 结构设计原理 完整(课堂PPT)
2）截面复核
已求知截截面面承尺载寸力b、Mhu。，混凝土和钢筋材料级别，钢筋面积As及as，
（1）检查构造要求（C、 ρ ≥ρmin ）。
（2）由式（3-13）计算受压区高度x。
（3）当x≤ξbh0时，由式（3-14）或式（3-15）可计算得到Mu。
(4）若x＞ξbh0，则为超筋截面，此时取x=ξbh0，其承载能力为
• 3-2 3-5 3-6 • 思考题
钢筋混凝土梁的抗弯承载能力与配 筋率是什么关系？试以文字及图形来描 述两者的相互关系。
3.3 受弯构件正截面承载能力计算的 基本原则
3.3.1基本假定
1）平截面假定
2）不考虑混凝土的抗拉强度
3）材料应力-应变物理关系
3.3.1基本假定
3）材料应力应变物理关系
否则ii类中和轴位于腹板两类两类tt形截面形截面ii类1第一类t形截面t形截面开裂弯矩与截面为腹板厚度的矩形截面的开裂弯矩几乎相同按按bbffhh的矩形截面的矩形截面计算计算cdcdcdcd3343351截面设计截面设计h单筋矩形截面进行设计第一类t形截面min首先判断截面类型然后进行相应计算首先判断截面类型然后进行相应计算因采用的是焊接钢筋骨架假设假设aass30mm00701hhaass第二类t形截面按第二类t形截面基本公式进行计算1截面设计截面设计cdcdcdcd受压区高度x受拉区钢筋as22截面复核截面复核h的矩形截面计算构件的承载力第一类t形截面22截面复核截面复核第二类t形截面受压区高度xcdcdcdcd64例题36预制钢筋混凝土简支t梁截面高度h130m翼板有效宽度b160m预制宽度158mc30混凝土hrb335级钢筋
（1）混凝土受压时的应力应变关系
规范中提出：以一条二次抛物线及水平线组成的 曲线 为混凝土单轴受压状态下的应力应变关系曲线。