结构设计-概念与操作.ppt

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1、结构设计概念和操作,主讲人：陈朝晖 博士 高级工程师,至未来的结构工程师,“构件”工程师？设计软件“高级”操作员？结构工程师!,结构设计的三个阶段与三个层次,三个阶段 方案设计阶段 初步设计阶段 施工图设计阶段三个层次 结构选型与布置 结构计算分析 结构构件设计,一、结构选型与布置,为什么强调“概念设计”？从杆件的基本受力状态看材料的强度利用效率 从截面布置看材料的刚度利用效率 结构概念设计的原则 多、高层建筑结构布置的原则 对标准、规范、规程应有的理解,1.为什么强调“概念设计”？,结构计算与构件设计：单体、技术细节，战术问题概念设计：整体、宏观，战略问题,2.材料的强度利用效率,轴心受拉：

2、材料强度最充分利用轴心受压：材料强度较充分利用弯曲剪切：材料强度不能充分利用扭转：材料强度不能充分利用,3.材料的刚度利用效率,材料集中使用原则二维构件优于一维构件三维构件优于二维构件,4.结构概念设计的原则,全面考虑原则功能协调原则实际出发原则精益求精原则减轻自重原则空间作用原则合理受力原则,全面考虑原则,建筑、结构与施工方面的考虑使用、功能、美观、技术和经济方面的考虑整体、局部和它们间的关系,功能协调原则,与建筑功能协调与设备功能协调与施工工艺协调,实际出发原则,当地的地质条件与抗震设防烈度当地的资金、原材料、设施等未来使用的实际需要,精益求精原则,多方案考虑，敢于否定自己的初步设想，不“

3、从一而终”，要“择优取胜”能否？值否？应否？,减轻自重原则,轻质高强材料高效结构型式合理结构布置,空间作用原则,结构构件的平面外刚度平面结构与平面外构件的联系构件间的相互作用体系间的相互作用,合理受力原则,均匀受力优于集中受力空间作用优于平面作用超静定优于静定传力简洁优于传力曲折轴向应力优于弯曲应力,5.多、高层建筑结构布置的原则,高度与高宽比限值平面布置竖向布置竖向交通空间与结构的配合,平面布置,规则性 平面宜简单、规则 平面长度不宜过长 突出部分宜减小 凹角部分应采取加强措施对称性 核心筒位置要居中或对称 抗震墙沿房屋周边布置（较大抗扭刚度和抗倾覆能力）,竖向布置,立面变化要均匀避免“柔弱

4、”底层顶层大厅的改善,竖向交通空间与结构的配合,是否利用楼梯间、电梯间作为抗侧力体系？楼梯间位置与柱网布置关系电梯间位置与柱网布置关系,楼梯间位置与柱网布置关系,电梯间位置与柱网布置关系,6.对标准、规范、规程的理解,献给不盲从规范而寻求利用自然规律的工程师 林同炎 大师 预应力混凝土结构设计,二、结构计算分析,计算能力的培养工作作风的培养结构计算书的总体要求,计算能力的培养,结构电算能力 掌握常用计算软件PKPM、SATWE、ETABS、SAP2000等 了解计算软件的原理 软件参数的选择和对分析结果的判断能力 结构手算能力 建筑结构静力计算手册 地基与基础、挡土墙、楼板、楼梯等 变形验算、

5、裂缝宽度验算等,工作作风的培养,认真负责、一丝不苟面面俱到、绝无漏项积累经验、提高素养,结构计算书的总体要求,计算书的内容完整性要求计算软件的适用性要求结构构件和节点的计算要求,计算书的内容完整性要求,输入的结构总体计算总信息、周期、振型、地震作用、位移、结构平面简图、荷载平面简图、配筋平面简图；地基计算、基础计算、人防计算、挡土墙计算、水池计算、楼梯计算等内容,计算软件的适用性要求,所使用的软件应通过有关部门的鉴定计算软件的技术条件应符合现行工程建设标准的规定，若有特殊处理的内容，应阐述其特殊处理的依据。计算模型的建立、必要的简化计算和处理，应符合工程的实际情况。所采用的计算软件的计算假定和

6、力学模型，应符合工程实际。复杂结构进行多遇地震作用下的内力和变形分析时，应采取不少于两个不同的力学模型的软件进行计算，并应对其计算结果进行分析比较。所有计算机的计算结果，应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。,如何“调”整体结构的计算,输入参数要慎重如何分析计算结果 从源头查起 检查自振周期 观察振型曲线与位移曲线 审视配筋变化规律 查阅超筋超限信息 重视突变信息,结构构件和节点的计算要求,结构构件应具有足够的承载能力，满足规范、规程有关承载力极限状态的设计规定。结构连接节点及变截面悬臂构件的各截面承载力应满足规范、规程的要求。重视“第二极限状态”的验算,三、结构构件设计,重视构造细

7、节与相关专业配合能力图纸表达清晰重视非荷载效应加强关键部位,重视非荷载效应,温度效应混凝土的收缩与徐变,加强关键部位,底层柱角柱顶层柱转换梁、柱悬臂构件,四、深圳福建兴业银行大厦,本工程深圳福建兴业银行大厦，地下3层，地上28层，总高106.5 m，总建筑面积45044m2，由深圳大学建筑设计研究院设计。该工程2002年11月结构封顶、2003年8月竣工投入使用。“詹天佑”土木工程大奖全国优秀结构设计一等奖 国际混凝土协会FIB提名奖,该项目的成功之处,建筑结构设计有机统一 结构体系新颖合理经济有效 科学试验研究与理论计算分析相结合，科研开发与设计施工相结合 创造性地采用主动预应力、带柱帽（柱基、承台）倒无梁平底板等新技术,