【完整版】浅谈结构力学在结构设计中的体现+

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浅谈结构力学在结构设计中的体现

摘要:随着计算在工程上应用的日益广泛,结构设计是把数学上最优化理论结合计算机技术应用于结构设计。结构计算简图的选择经历一个复杂的过程,需要各种力学知识并结合工程实践经验,经过科学抽象、实验论证,根据实际受力、变形规律等主要因素,对结构进行合理简化。

关键词:结构力学结构设计应用

1 前言

结构力学是固体力学的一个分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律,以及如何进行结构优化的学科。所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统,包括杆、板、壳以及它们的组合体,如桥梁、屋架和承重墙等。

随着现代经济的发展,高层建筑及各种地下复杂结构也逐步增多,结构力学的在工程上应用也越来越广泛,当然这也促进了结构理论的发展。特别是20世纪中叶,随着电子计算机和有限元法的问世使得大型结构的复杂计算成为可能,从而将结构力学的研究和应用水平提到了一个新的高度。结构力学是一门古老的学科,又是一门迅速发展的学科。随着新型工程材料和新型工程结构的大量出现,向结构力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的发展,为结构力学提供了有力的计算工具,另一方面,结构力学对数学及其他学科的发展也起了推动作用。有限元法这一数学方法的出现和发展就与结构力学的研究有密切关系。

2 结构力学的重要性

实际结构是很复杂的,在对实际结构(如高层建筑、大跨度桥梁、大型水工结构)进行力学分析和计算之前必须加以简化,用一个简化图形(结构计算简图)来代替实际结构,略其次要细节,显示其基本特点,作为力学计算的基础,这一过程通常称为力学建模,用于结构计算的称为计算简图。

计算简图由实际结构简化抽象而成,取杆件轴线,或板壳中面,或块体轮廓加上结构内部的结点、结线联系,或外部的支杆、支座等边界约束,并考虑简化或分配的荷载,构成力学计算模型。

结构计算简图的选择经历一个复杂的过程,需要力学知识、结构知识、工程实践经验和洞察力,经过科学抽象、实验论证,根据实际受力、变形规律等主要因素,对结构进行合理简化。它不仅与结构的种类、功能有关,而且与作用在结构上的荷载、计算精度要求、结构构件的刚度比、安装顺序、实际运营状态及其它指标有关。计算简图的选择可能因计算状态(是考虑强度或刚度,计算稳定或振动,还是钢筋混凝土抗裂验算)而异,也依赖于所要采用的计算理论和计算方法,方能完成结构构件线性或非线性的应力和应变状态分析。实用上可以参考同类工程实例。

结构设计是先有“设想”后有“计算”,“设想”是建立在定性分析的基础上。力学始于定性分析,

终于定性分析;定性分析在先,定量分析在后;定性失准,定量准偏。在进行工程设计和处理工程实际问题时,需要设计人员对结构的合理形式以及相应的结构变形和内力等具有总体概念和定性分析能力,还需要具有对工程中计算的数据、发生的现象和出现的问题能够做出迅速科学判断的能力,这就是所谓概念设计和概念分析理念。

结构力学是一切工程进行设计的基础。实际工程中都是将工程实践中的实际问题抽象为相应的力学计算公式进行求解;作为工程技术设计人员应该掌握工程结构的基本理论和实用设计方法,具备根据建筑工程项目的特点、性质、功能和业主的要求正确、合理地进行工程结构设计的基本能力。

2 在古建筑中的应用

中国以木结构为主体的古建筑,在世界建筑之林中独树一帜。木结构它以木构为骨、砖石为体、结瓦为盖、油饰彩绘为衣,经历代能工巧匠精心设计,巧妙施工,潜心装饰,付诸心血和智慧建造而成,体现出东方古典建筑独有的艺术魅力和中国古建筑木结构的历史性、艺术性和科学性。

巧妙而科学的框架式结构是中国古代建筑在建筑结构上最重要的一个特征。因为中国古代建筑主要是木构架结构,即采用木柱、木梁构成房屋的框架,屋顶与房檐的重量通过梁架传递到立柱上,墙壁只起隔断的作用,而不是承担房屋重量的结构部分。“墙倒屋不塌”这句古老的谚语,概括地指出了中国建筑这种框架结构最重要的特点。这种结构,可以使房屋在不同气候条件下,满足生活和生产所提出的千变万化的功能要求。同时,由于房屋的墙壁不负荷重量,门窗设置有极大的灵活性。此外,由这种框架式木结构形成了过去宫殿、寺庙及其它高级建筑才有的一种独特构件,即屋檐下的一束束的“斗拱”。它是由斗形木块和弓形的横木组成,纵横交错,逐层向外挑出,形成上大下小的托座。这种构件既有支承荷载梁架的作用,又有装饰作用。只是到了明清以后,由于结构简化,将梁直接放在柱上,致使斗拱的结构作用几乎完全消失,变成了几乎是纯粹的装饰品。

中国古建筑木结构在力学上的特点主要有:(1)受力体系明确。中国古建筑保持构架制原则,以立柱和纵横梁枋组合成各种形式的梁架,使建筑物上部荷载经由梁架、立柱传递至基础。墙壁只起围护、分隔的作用、不承受荷载。(2)创造斗栱结构形式,构造合理。用纵横相叠的短木和斗形方木相叠而成的向外挑悬的斗栱,本是立柱和横梁间的过渡构件,还逐渐发展成为上下层柱网之间或柱网与屋顶梁架之间的整体构造层,这是中国古代木结构构造的巧妙形式。

3 在异形柱结构体系中的应用

异形柱结构体系是指采用轻质填充墙及隔墙的现浇钢筋混凝土异形柱框架及异形柱框架-剪力墙结构体系。柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4,相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙,常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。

随着我国对建筑市场的开放,商品住宅建筑在我国城市建设中的发展越来越快。从而使对多高层

浅谈桥梁工程与结构力学

浅谈桥梁工程与结构力学 梁桢 土木工程与力学学院地质工程专业2班 2011级 摘要:桥梁工程的发展与力学的进步是紧密相联的,而且是互相促进的:随着经济的发 展,建筑材料、设备、建桥技术也有了很快的发展,特别是电子计算技术的广泛应用加 快了人们对桥梁力学问题的研究,极大地推动了桥梁力学的发展;同时,桥梁力学的研 究成果也使桥梁的设计、施工及管理水平得到了进一步的提高。 关键词:桥梁、力学、发展、现状 一、引言 在原始时代就已经出现了桥梁,那时跨越水道和峡谷是利用自然倒下的树木,自然形成的石梁或石拱,虽然还不具备造桥的能力,但已经知道利用桥梁为生活创造方便。在17世纪以前,桥梁一般是用的木、石材料建造的,并按建桥材料分为石桥和木桥。19世纪50年代以后,随着酸性转炉炼钢和平炉炼钢技术的发展,钢材成为重要的造桥材料,钢的抗拉强度大,抗冲击性能好,尤其是19世纪70年代出现钢板和矩形轧制断面钢材,为桥的部件在厂内组装创造了条件,钢材应用日益广泛。因为只是凭经验修桥,曾使19世纪80-90年代得许多铁路桥发生重大事故;从那时起,正在发展中的结构力学理论得到了重视,在它的静力分析理论完全确立并广泛普及之后,桥梁因强度不足而造成的事故大为减少。到了现代,桥梁按建桥材料可分为预应力钢筋混凝土桥、钢筋混凝土桥。混凝土抗拉强度很低,但其价格却远低于钢材,为了增加其抗拉能力,设计了钢筋混凝土这类复合建筑材料,使其既能承受拉力,又能承受压力,但限于混凝土材料本身所具有的力学性能,将其作为梁式桥结构用材,跨度仍远逊色于传统的拱桥结构。而预应力钢筋混凝土桁架拱桥:尽管有受力钢筋在承载,但在受拉区仍然不可避免地会出现一些裂缝,若对钢筋施加一定的张力作用,可以克服此弊端,即通过张拉预应力筋,使得受拉区事先储备一定数值的压应力,当外荷载作用时,混凝土可不出现拉应力或不超过某个临界值的拉应力,从而极大地提高了混凝土结构的抗裂性能,刚度和承载能力,进而导致了预应力混凝土桥梁结构的出现。 二.桥梁建设简述与发展趋向 1、国外桥梁建设简述和发展趋向 纵观国外桥梁建设发展的历史,对于促进和发展现代桥梁有深远影响的,是继意大利文艺复兴后18世纪在英国、法国和其他西欧国家兴起的工业革命。它推动了工业的发展,从而也促进了桥梁建筑技术方面空前的发展。 1855年起,发共建造了第一批应用水泥砂浆砌筑的石拱桥。法国谢儒奈教授在拱桥结构、拱圈

框架结构设计论文建筑工程师职称论文:浅谈建筑结构设计

框架结构设计论文建筑工程师职称论文 浅谈建筑结构设计 摘要:建筑结构设计是个系统的,全面的工作。需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。作为设计人员,要掌握结构设计的过程,保证设计结构的安全,还要善于总结工作中的经验。本文根据笔者的工作经验,对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。 关键词:建筑结构设计过程注意事项 0引言 结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 1结构的设计过程结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系

和受力构件。 结构计算阶段的内容为:首先,荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次,构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次,内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。最后,构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。 2进行结构设计时应注意的事项 2.1关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题 2.1.1阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小,可砍成直角或斜角。 2.1.2如果底板钢筋双向双排,且在悬挑部分不变,阳角不必加辐射筋。

剪力墙结构设计注意要点

剪力墙结构设计要点 整体规定 ◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为150、140、120、100、60m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为130、120、100、80m,9度抗震时不宜采用 A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 6度、7度、8度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用 9度抗震时,应专门研究 (说明:房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度) ◆B级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 全部落地剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为180、170、150、130m 部分框支剪力墙——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为150、140、120、100m B级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度: 6度、7度抗震时,按本地区设防烈度提高一级后,按乙类、丙类建筑采用 8度抗震时,应专门研究 ◆结构的最大高宽比: A级高度——非抗震、6度、7度、8度、9度抗震时,分别为6、6、6、5、4 B级高度——非抗震、6度、7度、8度抗震时,分别为8、7、7、6 ◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,应计算双向水平地震作用下的扭转影响; 其他情况,应计算单向水平地震作用的扭转影响

◆考虑非承重墙的刚度影响,结构自振周期折减系数取值0.9~1.0 ◆平面规则检查,需满足: 扭转:A级高度—— B级高度、混合结构高层、复杂高层—— 楼板:有效楼板宽≥该层楼板典型宽度的50% 开洞面积≤该层楼面面积的30% 无较大的楼层错层 凹凸:平面凹进的一侧尺寸≤相应投影方向总尺寸的30% ◆竖向规则检查,需满足: 侧向刚度: 除顶层外,局部收进的水平向尺寸≤相邻下一层的25% 楼层承载力:A级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力(宜)≥相邻上一层的80% 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力(应)≥相邻上一层的65% B级高度——抗侧力结构的层间受剪承载力(应)≥相邻上一层的75% (说明:楼层层间抗侧力结构受剪承载力指在所考虑的水平地震作用方向,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和) 竖向连续:竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力不得由水平转换构件(梁等)向下传递 ◆水平位移验算: 多遇地震作用下的最大层间位移角≤ 罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角≤1/120 ◆舒适度要求: 高度超过150m的高层建筑,按10年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点的最

浅谈剪力墙结构优化设计

浅谈剪力墙结构优化设计 发表时间:2017-05-25T11:39:07.513Z 来源:《基层建设》2017年4期作者:王志华 [导读] 摘要:剪力墙结构的优化设计在高层建筑中起着非常重要的作用,我们在施工设计中应根据具体的要求,选择最合适的优化,这样才能有效地保证我们工作的开展。 石家庄天大卓然建筑设计规划研究中心 050000 摘要:剪力墙结构的优化设计在高层建筑中起着非常重要的作用,我们在施工设计中应根据具体的要求,选择最合适的优化,这样才能有效地保证我们工作的开展。 关键词:高层建筑;剪力墙结构 1、引言 剪力墙结构由于其自身的特点而在高层建筑中获得了非常广泛的应用,但是,随着2010年新的规范颁布,在高层建筑中剪力墙设计遇到了很多的新问题,这些问题困扰了我们工作的开展。那么如何适应新的标准、要求?这就需要我们做好高层建筑中剪力墙结构的优化设计,通过这一优化过程,我们不仅能够解决以往的问题,还能够使其获得更为广泛的应用。 2、剪力墙的概念、种类及设计原则概述 2.1剪力墙的概念 通常为了使框架结构更好的承受因荷载导致的内力以及更好的控制结构水平力,我们会将框架结构之中的梁柱使用钢筋混凝土墙板来代替,在这一过程中所采用的钢筋混凝土墙板结构就是剪力墙结构。在高层建筑中,剪力墙结构受到了广泛的应用。 2.2剪力墙种类 认识剪力墙的种类对于帮助我们优化设计意义重大,剪力墙的种类可以分为:整截面墙、整体小开洞墙、联肢墙。其中整截面墙指的是其墙面上没有洞或者有洞但是洞口相较与墙面积而言较小。一般来说,后者的洞口面积与总面积的比值要小于16%,此外,洞口长边尺寸均小于洞口净距及洞口至墙边的净距。这种整截面墙的受力性能与整体悬臂构件比较相似,它的向应力一般是按照线性分布的,所以在进行设计的过程中我们要注意把竖向的钢筋分置于墙肢的两端部位。整体小开洞墙的洞口相对整截面墙要大些,而且其洞口是上下对齐并按照列来进行布置的,这就产生了较为清晰的墙肢与连梁,而且这种墙肢与连梁的刚度相对是比较均匀的。此外,我们可以将整体悬臂构件作为参考来认识这种剪力墙的受力性能。联肢墙的洞口较大,超过了总面积的16%,且这些洞口按照竖向排列。它的各个墙体之间的连接是有连梁来完成的,其墙肢单独作用比较明显,在连梁的中间部位会有反弯点。 2.3剪力墙在设计过程中应遵循的原则 剪力墙在设计过程中应遵循的原则有:首先其必须要满足位移限值与性能的双重要求,并保证安全与性价比并重;其次,在满足上一点的情况下,我们要尽可能的减少剪力墙的数量,不过要注意的是,数量上依然要满载在基本振型地震作用下,其承受的地震倾覆力矩不小于结构总地震倾覆力矩的50%;最后,其所承担的剪力要大于总剪力的20%。 3、高层建筑剪力墙的特点 高层建筑中,由于高层建筑好比一个放置在嵌固在某个开孔的巨型悬臂梁,这就使得其不仅要保持稳定,还要做好风载的承受工作,这样才能保证建筑内的稳定。所以高层建筑中剪力墙截面墙肢的长度要比其厚度大很多;平面内的刚度以及承载力非常大;平面外的刚度以及承载力相较于平面内却小很多;墙肢是偏心受压构件或者偏心受拉构件;剪力墙结构中,墙作为平面构件不仅要承担者弯矩以及水平剪力,同时好会受到竖向的压力;针对地震以及风载的刚度要求以外,建立架结构还应满足在非弹性的变形反复循环下的延性以及能量耗散等要求。此外,高层建筑中随着高度的增加,位移增加最快,弯矩次之。因此剪力墙还需要很大的康侧刚度,避免高层建筑因水平荷载导致变形过大。 4、在高层建筑中剪力墙结构设计优化的具体措施 剪力墙的设计优化可以从结构设计和结构计算两个方面进行。其中针对高层建筑剪力墙设计方面的优化有剪力墙要沿主轴方向进行双向的设置;截肢面不宜过于复杂;针对比较长的剪力墙要进行合理的开洞口设计;控制好剪力墙平面外的弯矩;剪力墙在从上到下不过程中要避免刚性突变;做好结构分析的工作,对各种因素进行综合的分析。而针对高层建筑剪力墙结构计算方面的优化要基于以下几点:满足露出最小剪力系数的调整原则;满足楼层间最大层间的最大位移和高比值的调整原则;满足以结构扭转为主的第一自振周期Tt和平动为主的自振周期T1之比的调整原则等。以下是在高层建筑设计中关于剪力墙设计优化的一些具体实现。 (1)针对刚度、独立小墙肢的优化 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定要求,我们要严格做好墙肢轴压比以及配筋等的限制工作。在具体的设计中,我们可以通过合并洞口等方式来减少独立小墙肢,或者可以通过对剪力墙的合理布置使其变为墙体的翼缘,这样可以有效地改善其受力状态。 (2)高层建筑中转换层结构的设计的优化 建筑物某楼层的上部与下部因平面使用功能不同,该楼层上部与下部采用不同结构(设备)类型,并通过该楼层进行结构(设备)转换,则该楼层称为结构(设备)转换层。目前的高层建筑多为低层商用,上部住宿的多功能要求,在低层商用要求的大空间与上部住宿要求的多墙多柱的小空间之间,往往需要加设转换层进行转换处理。由于高层建筑转换层的特点导致了我们在对其进行上下衔接的时候务必要处理好内力的传递,这就使得其结构较为复杂,需要我们在剪力墙结构优化设计的时候认真对待。 (3)对于剪力墙连梁设计的优化 在高层建筑中,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,针对连梁高跨比的不同,其截面受剪承受力也会有所不同。因此,我们设计中要对连梁做出塑性的调幅,达到减小低剪力设计值的目的。在设计中我们可以使用两种方法来实现:在计算内力之前先折减连梁的刚度;在计算以后把连梁弯矩与剪力的组合值和折减系数进行相乘。不论哪种方法,我们都要保证剪力值不小于使用值,否则在地震时容易出现裂缝。 (4)对底部加强部位设计的优化 在高层建筑的剪力墙结构中,底部加强部位的高度可以选取嵌固部位以上墙肢总高度的1/10和底部两层高度二者的较大值;底部带转换层的高层建筑结构,其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上2层的高度及墙肢总高度的1/10二者的较大值。

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浅谈结构力学在结构设计中的体现 摘要:随着计算在工程上应用的日益广泛,结构设计是把数学上最优化理论结合计算机技术应用于结构设计。结构计算简图的选择经历一个复杂的过程,需要各种力学知识并结合工程实践经验,经过科学抽象、实验论证,根据实际受力、变形规律等主要因素,对结构进行合理简化。 关键词:结构力学结构设计应用 1 前言 结构力学是固体力学的一个分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律,以及如何进行结构优化的学科。所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统,包括杆、板、壳以及它们的组合体,如桥梁、屋架和承重墙等。 随着现代经济的发展,高层建筑及各种地下复杂结构也逐步增多,结构力学的在工程上应用也越来越广泛,当然这也促进了结构理论的发展。特别是20世纪中叶,随着电子计算机和有限元法的问世使得大型结构的复杂计算成为可能,从而将结构力学的研究和应用水平提到了一个新的高度。结构力学是一门古老的学科,又是一门迅速发展的学科。随着新型工程材料和新型工程结构的大量出现,向结构力学提供了新的研究内容并提出新的要求。计算机的发展,为结构力学提供了有力的计算工具,另一方面,结构力学对数学及其他学科的发展也起了推动作用。有限元法这一数学方法的出现和发展就与结构力学的研究有密切关系。 2 结构力学的重要性 实际结构是很复杂的,在对实际结构(如高层建筑、大跨度桥梁、大型水工结构)进行力学分析和计算之前必须加以简化,用一个简化图形(结构计算简图)来代替实际结构,略其次要细节,显示其基本特点,作为力学计算的基础,这一过程通常称为力学建模,用于结构计算的称为计算简图。 计算简图由实际结构简化抽象而成,取杆件轴线,或板壳中面,或块体轮廓加上结构内部的结点、结线联系,或外部的支杆、支座等边界约束,并考虑简化或分配的荷载,构成力学计算模型。 结构计算简图的选择经历一个复杂的过程,需要力学知识、结构知识、工程实践经验和洞察力,经过科学抽象、实验论证,根据实际受力、变形规律等主要因素,对结构进行合理简化。它不仅与结构的种类、功能有关,而且与作用在结构上的荷载、计算精度要求、结构构件的刚度比、安装顺序、实际运营状态及其它指标有关。计算简图的选择可能因计算状态(是考虑强度或刚度,计算稳定或振动,还是钢筋混凝土抗裂验算)而异,也依赖于所要采用的计算理论和计算方法,方能完成结构构件线性或非线性的应力和应变状态分析。实用上可以参考同类工程实例。 结构设计是先有“设想”后有“计算”,“设想”是建立在定性分析的基础上。力学始于定性分析,

浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用

浅谈剪力墙结构设计在建筑结构设计中的应用 经济的不断发展,使得我国的建筑行业得到了更好的发展,建筑行业在不断发展的过程中,要面临的问题也在不断的增多,现在建筑不仅仅要满足人们的居住需求,同时也要满足人们对建筑功能的要求。建筑业在不断发展的过程中,结构也在不断发生着改变,为了满足不同建筑在形状上的不同,在进行设计的时候一定要做到更加满足人们的需求。新的结构模式在不断的出现,这使得建筑结构设计要不断进行创新,剪力墙结构设计在建筑结构中得到了应用,但是在应用的时候,也要不断进行改进。 标签:剪力墙结构设计;建筑;应用 在很多的建筑结构设计中都应用了剪力墙结构设计,这是因为剪力墙结构在性能上有更好的抗震性,同时在刚度上也是非常好的。在进行高层结构设计的时候,剪力墙结构得到了更为广泛的应用。但是在建筑结构设计中,对剪力墙的位置和布置以及尺寸大小,是否符合施工在很多方面并没有明确的规定,这样就使得在进行设计的时候,设计人员只能根据自身的经验来进行设计,同时在进行在对建筑结构进行设计的时候,不可避免的会遇到一些问题,对出现的问题进行更好的解决,才能确保设计的合理性。 1 剪力墙结构设计遵循的基本原则 在建筑设计中进行剪力墙的设计要遵循一定的设计原则,而且在进行设计的时候一定要严格满足这些要求。在进行剪力墙设计的时候,墙高和墙宽是要注意的首要问题,在进行设计的时候经常会出现强面非常大,在厚度上却是非常小,这样在受力方面是存在着一些问题的,同时在进行设计的时候,一定要对建筑中的区分好剪力墙和柱的作用,在肢长和厚度之间是存在一定比值的,当比值小于三的时候就要进行柱的设计,当比值大于三的时候才能进行剪力墙的设计。剪力墙在设计的时候,不仅仅要承担水平面的受力,同时要承受竖向的压力。剪力墙作为一个平面的构件,在弯矩和剪力的综合作用下是要承受很大的作用力的,而且在水平力的作用下,使得剪力墙的强度一定要满足要求,同时要具有一定的延性。剪力墙在使用的时候是要承受一个平面内最大的刚度和承载力的,这样就使得平面外的刚度和承载力相对是较小的。同时在剪力墙和平面外的梁相连接的时候,一定会造成墙肢在平面外出现弯矩的情况,这样就一定要采取相应的措施来进行防范,保证剪力墙在平面也可以是非常安全的。剪力墙在进行设计的时候,要进行设计方面的计算,在竖向和水平力的作用下,要对结构进行整体的分析,保证设计出来的墙体在受力的时候也可以保证能够承受荷载。剪力墙在进行计算的时候,还要对宽度和剪力墙之间的距离进行充分的分析,这样才能更好的确保建筑物的使用效果。 2 剪力墙的特点分类 在建筑结构设计中应用剪力墙结构设计,这要是因为剪力墙在使用的时候表

结构力学培训心得体会(精)

结构力学培训心得体会 浅谈结构变形图在定性结构力学教学中的应用 许凯 (武汉科技大学城市建设学院) 2008年7月25日至27日,我参加了《结构力学骨干教师高级研修班》培训。三天的培训使我受益良多,感谢两位主讲老师带给我们的新观点、新方法,这些新的理念引发了我对今后结构力学教学工作的诸多思考。 结构力学是结构工程师的看家本领,正因为如此,结构力学教学中能力和素质的培养应为教学工作的主导,应将能力培养贯穿教学活动的始终和各个环节,袁老师认为结构力学中有三个方面的能力要重点训练培养,它们是:经典方法分析能力,计算机分析能力和定性分析能力。也就是“一个基础、两座大厦”。这个比喻非常的形象,点出了结构力学教学的重点以及结构力学今后的发展方向。 “定性结构力学”培养的是学生定性的分析和判断能力。定性分析是结构力学以及其它所有力学进行分析和计算的概念性基础。工程中的概念设计、估算判断、计算模型建立、计算结果分析等都要用到定性分析。因此,对于没有条件开设这门课的高校,应该把该课程的内容融入到经典结构力学的教学中去,对此,我在教学工作中也做过一些尝试,今后考虑如何系统化,并以提高学生的综合素质与能力为着眼点。 一、由变形图确定弯矩图 正确绘制梁与刚架在荷载作用下的变形图,有助于确定结构内力图的大致形状,校核原结构的弯矩图是否正确,在定性结构力学中,具有十分重要的意义。 例如,对于各种形式的拱(见图1,a、b、c),如果让学生死记弯矩图的形状,一是不容易记住,二是不能理解其力学本质。通过绘制变形图(图中虚线部分,将杆件受拉一侧标记为+),很容易地得到弯矩图的大致形状。至于变形图的绘制,其实并不复杂,只要注意满足约束条件,注意荷载方向与变形趋势之间的关系,以及注意结点的特性等基本要素,再辅以适当的练习,就可以掌握其方法,并在结构的定性分析中灵活应用了。 更深一层地,可以用变形图对结构做进一步的分析和判断,例:用变形图判断混凝土拱结构的开裂部位。根据变形图(见图1,c),判断构件可能出现裂缝的部位(见图1,d)。

浅谈建筑结构设计

浅谈建筑结构设计 建筑结构设计是个系统的,全面的工作。需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。作为设计人员,要掌握结构设计的过程,保证设计结构的安全,还要善于总结工作中的经验。本文根据笔者的工作经验,对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。 标签:建筑结构设计过程注意事项 0 引言 结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。 1 结构的设计过程 结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。 结构计算阶段的内容为:首先,荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。其次,构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。再次,内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。最后,构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。 2 进行结构设计时应注意的事项 2.1 关于箱、筏基础底板挑板的阳角问题 2.1.1 阳角面积在整个基础底面积中所占比例极小,可砍成直角或斜角。 2.1.2 如果底板钢筋双向双排,且在悬挑部分不变,阳角不必加辐射筋。

结构力学论文

结构力学论文

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成绩 土木工程与建筑学院 结构力学论文 (2016—2017 学年度第一学期) 课程名称:结构力学 论文题目: 浅谈位移法 任课教师: 姓名: 班级: 学号: 2017 年 1 月 1

日 浅谈位移法 摘要位移法是超静定结构分析的基本方法之一,也称变位法或刚度法,通常以结点位移作为基本未知数。位移法有两种计算方式,一种是应用基本结构列出典型方程进行计算,另一种是直接应用转角位移方程建立原结构上某结点或截面的静力平衡方程进行计算。 关键词基本原理典型方程超静定结构 一、简介 位移法以广义位移(线位移和角位移)为未知量,求解固体力学问题的一种方法。位移法的思想是法国的C.-L.-M.-H.纳维于1826年提出的。 位移法是解决超静定结构最基本的计算方法,计算时与结构超静定次数关系不大,相较于力法及力矩分配法,其计算过程更加简单,计算结果更加精确,应用的范围也更加广泛,可以应用于有侧移刚架结构的计算。此外,对于结构较为特殊的体系,应用位移法可以很方便地得出弯矩图的形状,位移法不仅适用于超静定结构内力计算,也适用于静定结构内力计算,所以学习和掌握位移法是非常有必要的。 二、计算种类 1.典型方程法 位移法可按两种思路求解结点位移和杆端弯矩:典型方程法和平衡方程法。下面给出典型方程法的解题思路和解题步骤。 1.1位移法典型方程的建立: 欲用位移法求解图a所示结构,先选图b为基本体系。然后,使基本体系发生与原结构相同的结点位移,受相同的荷载,又因原结构中无附加约束,故基本体系的附加约束中的约束反力(矩)必须为零,即:R1=0,R2=0。 而Ri是基本体系在结点位移Z1,Z2和荷载共同作用下产生的第i个附加约束中的反力(矩),按叠加原理Ri也等于各个因素分别作用时(如图c,d,e所示)产生的第i个附加约束中的反力(矩)之和。于是得到位移法典型方程:

浅谈建筑结构设计在建筑工程质量中的作用

浅谈建筑结构设计在建筑工程质量中的作用 发表时间:2018-07-13T11:17:48.010Z 来源:《基层建设》2018年第13期作者:黄颖 [导读] 摘要:本文分析了几个建筑设计中结构设计方面存在的普遍问题,并提出了针对这些问题的防治方法,供大家参考借鉴。 身份证号:45042219890325XXXX 摘要:本文分析了几个建筑设计中结构设计方面存在的普遍问题,并提出了针对这些问题的防治方法,供大家参考借鉴。 关键词:建筑,结构设计,建筑结构,存在问题 引言 随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。建筑工程质量直接关系到人民生命和财产的安全,建筑质量主要由设计质量和施工质量两个方面来衡量。建筑工程质量的优劣直接关系到人们的生命安全。建筑设计是一项繁重而又责任重大的工作,直接影响到建筑物的安全、适用、经济和合理性。但在实际设计工作中,常常发生建筑结构设计的种种概念和方法上的差错,这些差错的产生,有的是由于设计人员没有对一般建筑尤其是多层建部设计引起高度重视,盲目参照或套用其他的设计的结果;有的则是由于设计对设计规范和设计方法缺乏理解;还有的是由于设计者的力学概念模糊,不能建立正确的计算模式,对结构验算结果也缺乏判断正确与否的经验,为了避免或减少类似的情况发生,确保建筑设计质量能上一个台阶,应从以下几个方面对结构设计中的常见问题加以改进: 一、剪力墙砌体结构挑梁裂缝问题 底层框架剪力墙砌体结构房屋是指底层为钢筋混凝土框架--剪力墙结构,上部为多层砌体结构的房屋。该类房屋多见于沿街的旅馆、住宅、办公楼,底层为商店,餐厅、邮局等空间房屋,上部为小开间的多层砌体结构。这类建筑是解决底层需要一种比较经济的空间房屋的结构形式。部分设计者为追求单一的建筑立面造型来增加使用面积,将二层以上的部分横墙且外层挑墙移至悬挑梁上,各层设计有挑梁,但实际结构的底层挑梁承载普遍出现裂缝,该类挑梁的设计与出现裂缝在临街砌体结构房屋中比较常见。 原因是原设计各层挑梁均按承受本层楼盖及其墙体的荷载进行计算。但实际结构中,悬挑梁上部墙体均为整体砌筑,且下部墙体均兼上层挑梁的底摸,这样挑梁上部的墙体及楼盖的荷载实际上是由上往下传递。上述挑梁的设计计算与实际工程中受力及传力路线不符是导致底层挑梁承载力不足并出现受力裂缝的主要原因,解决的办法要么改变计算简图及受力路线,要么注意施工顺序和施工工序。 二、关于板面设置温度应力筋 《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 第10.1.9条规定在温度收缩应力较大的现浇板区域内,钢筋间距宜取为150~200mm,并应在板的末配筋表面布置温度收缩钢筋,板的上下表面沿纵横两个方向的配筋率均不宜小于0.1%,对于这一条设计人员的理解又会产生出入。什么区域属于温度收缩应力较大的区域?笔者认为对于规则较短的建筑物我们可以在各楼面边跨及屋面层设置相应的温度应力钢筋,而对于超长结构,则建议在超长结构的长向均应设置双层钢筋。其余部位则可因人而异,功能重要的区域设置,有条件的建设子项设置,而不必过于强调。另外有一点,当地下室筏板厚度大于1200mm时,笔者建议在筏板中间配置温度收缩应力钢筋以抵抗大体积混凝土所产生的收缩及温度应力,配筋量笔者建议取1/2筏板厚的0.1%,且不小于φ12@200。 三、关于超长结构 混凝土结构设计规范第9.1.1 条中规定钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距为55m,而7.1.2条则规定当采取后浇带分段施工,专门的预加应力措施或采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施且有充分依据的,伸缩缝间距可适当增大。这两条在实际设计过程中较难把握。工程实例中超过55m 就设置伸缩缝,这显然是很难保证的,但采取后浇带分段施工后究竟应控制房屋长度多少而不至于产生裂缝等不良现象呢?这取决于各地区的温差及混凝土不同的收缩应力。按照常规,单层房屋超过55m在70m以内时,采取设置施工后浇带及相应的构造加强措施后,不设置伸缩缝是可行的,多个工程均未产生严重的裂缝。但在结构设计中必须对梁柱配筋进行概念上的调整。首先是长向板钢筋应双层设置,并适当加强中部区域的梁板配筋,中部区域作为一个中点必然受较大应力,而两侧梁柱,特别是边跨的柱配筋必须加强以抵抗温度应力带来的推力,而超长结构在角部容易产生的扭转效应也须我们在设计中对角部结构进行加强。当框架结构超过70m时,必须采取特殊的措施才能不设置伸缩缝,譬如说采用预加应力,掺入抗裂外加剂等等,而且作为超过70m 的结构,必须对温度及收缩裂缝采取定量的分析,并相应施加预应力,这在许多工程实例中应用的效果也是众目共睹的。如果对超长结构,不能有效的分析清楚受力情况,还应按规范要求设置伸缩缝。 四、防止由于地基沉降或不均匀沉降引起的构件开裂或破坏 预防或减少不均匀沉降的危害,可以从建筑措施、结构措施、地基和基础措施方面加以控制。诸如:避免采用建筑平面形状复杂、阴角多的平面布置;避免立面体形变化过大;将体形复杂、荷载和高低差异大的建筑物分成若干个单元;加强上部结构和基础的刚度;同一建筑物尽量采用同一类型基础并埋置于同一土层中等一系列措施。应该引起重视的是:对高层建筑来说,由于需要一定的埋置深度,从经济的角度考虑,基础一般采用桩箱或桩筏结合的形式,此时应保证箱体的整体刚度,群桩布置的形心应与上部结构重心相吻合。当土层有较大起伏时,应使用同一建筑结构下的桩端位于同一土层中,并应考虑可能产生的液化影响。 五、从结构计算和构造上满足规范要求 5.1 从结构计算角度,看结构计算应注意的问题 避免荷载计算的错误。诸如漏算或少算荷载、活荷载折减不当、建筑物用料与实际计算不符,基础底板上多算或少算土重。底框砌体结构验算时就应注意:底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构,对具有薄弱层的底层框架混合结构,应考虑塑性变形集中的影响,通常对底层地震剪力乘以1.2-1.5的增大系数;底层框架混合结构的剪力分配不能简单地按框架抗震墙的方法。连续板计算不能简单地用单向板计算方法代替;双向板查表计算时,不能忽略材料泊松比的影响,否则,由于跨巾弯矩未进行调整,将使计算值偏小对电算结果的正确性进行正确评价。 5.2 从构造角度看应注意的问题 注意构件最大配筋率和最小配筋率的限值。尤其是在抗震设计中既要保证建筑结构在地震发生时具有一定的延性,又必须满足最小配筋的要求。严格按照规范要求,保证钢筋在各个部位所需满足的锚固、延伸和搭接长度,材料选用也必须满足强度要求。为了防止屋面温度应力引起的墙体开裂,必须采取有效的通风散热措施。按抗震构造要求设置的构造柱,应在整个建筑物高度内上下对准贯通,上至女儿

浅谈建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用

浅谈建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用 随着经济社会的快速发展,我国建筑设计水平也不断提高。当前随着城市化进程的不断加快,城市资源的日益紧张,这都给建筑结构设计带来严峻挑战。剪力墙本身的刚度较大,整体性也较好。剪力墙能够具有良好的抗震性能,同时它的价格成本也比较低廉,因而被广泛地应用于高层混凝土建筑中。在今后发展过程中设计人员只有不断加强剪力墙结构的应用,才能满足实际要求。 标签:建筑结构;剪力墙结构设计;应用 1、剪力墙结构设计原则 在剪力墙结构设计过程中,剪力墙要按墙肢截面高度与其厚度的比值判断其类型,按柱或者按双向受压构件进行设计。剪力墙既要达到一定的刚度,还要具有一定的变形性能和延伸性能。高层建筑剪力墙结构会承受多方面的荷载与压力,一方面要承担水平剪力和弯矩,另一方面要承擔建筑物的竖向压力。剪力墙在承受弯矩、轴力和剪力等多种力的荷载状态下工作,设计师在设计剪力墙时要考虑到剪力墙的弯曲性能和延伸性,这样既可以提升建筑物的抗震性能,同时还能够避免脆性对建筑物造成的影响。剪力墙在设计的时候要切忌与平面外进行搭接,若必须进行搭接时,需要采取相应措施,以确保剪力墙的平面安全。 2、建筑结构设计中剪力墙结构设计的应用 2.1剪力墙结构的合理布置 剪力墙结构设计中,必须沿主轴方向双向均匀布置,两个方向抗侧刚度不应有较大差别,不宜采用单向方式进行布置。在设计时应当注意刚度的中心应尽量与质量中心相近,以尽可能的减小地震带来的结构性扭转。在对剪力墙进行结构性布设时,墙肢的选择上以T型和L型为宜,而不应该选择“一”字型的墙肢。 为了减轻剪力墙结构的自重,同时达到加大建筑空间的目的,剪力墙的布置应以满足规范的侧移限制为好,而不应一味的顺应刚度需求,而使得剪力墙设计的布置过于密集。在进行剪力墙设计时,竖向刚度必须匀称,由下到上的连续布置,可以根据高度的不同对剪力墙的厚度以及混凝土等级进行相应的调整。同时,剪力墙上必须布置洞口,尽量成排排列,这样就能够形成明确的墙肢和连梁,使得应力分布较为均匀,同时尽可能的符合计算简图,使得设计结果的可靠度较高。 2.2科学确定剪力墙结构的设计厚度以及长度 在开展剪力墙结构设计工作时,应当科学的确定其厚度以及长度。其中在厚度设定方面,根据相关抗震规定要求,在建筑抗震等级大小在一、二级的情况下,剪力墙结构的底部加强墙厚应当设置在两百毫米左右,同时要求其应超过楼层高度大小的十六分之一,同时其它地方的墙厚需要维持在160毫米左右。在开展设

浅析问题教学法在结构力学课程中的应用

浅析问题教学法在结构力学课程中的应用 发表时间:2019-09-10T16:15:02.860Z 来源:《建筑学研究前沿》2019年10期作者:戴烽滔[导读] 我国经济的快速发展带动我国其它行业发展迅速。问题教学法在我国古代早有论述,如朱熹的“读书无疑者,须教有疑,小疑则小进,大疑则大进”。 西南科技大学四川绵阳 621000摘要:我国经济的快速发展带动我国其它行业发展迅速。问题教学法在我国古代早有论述,如朱熹的“读书无疑者,须教有疑,小疑则小进,大疑则大进”。问题教学法的核心是问题设置,通过问题诱发学生自主学习的欲望,培养主动学习的习惯,通过循环往复不断优化自主学习方法,提高学生学习能力的教学方法。 关键词:问题教学法;结构力学课程;应用引言 我国教育事业的快速发展离不开国家经济的大力支持。在所有专业课中课时量最多,且占学分最高。它以高等数学、线性代数和微分方程等数学课程,以及材料力学、理论力学等力学课程为基础,在各门专业课程的学习中起着承上启下的作用,在土木工程系列的结构、房建、桥梁、水利、道路以及地下工程等各专业的学习中都占有重要地位。 1结构力学课程教学的特点(1)知识点多,前后内容环环相扣。既有平面几何组成规律的内容,也有静力荷载作用下五种基本类型结构(梁、拱、桁架、刚架和组合结构)的内力与位移计算问题,还有影响线问题,结构的动力计算、弹性稳定、塑性分析与极限荷载等内容。平面几何组成分析的学习有助于了解结构中杆件组成的相互关系,便于选择对应的计算方法;静定结构中平衡方程与截面法是内力计算的基础,其掌握的程度直接影响后续静定结构的位移计算;而静定结构的位移计算又是超静定结构内力计算的基础;静力荷载下的内力与位移计算是动力荷载结构响应分析的基础;结构的弹性设计又是结构塑性设计与极限荷载计算的基础。(2)实践性强,与工程实际联系紧密。结构力学中很多计算都是以计算简图作为分析的对象,计算简图的简化是联系实际与计算模型的桥梁,计算简图的合理选择是结构分析的一个重要环节,也是必须解决的首要问题。计算简图的简化要把握“存本去末”与“计算简化”两个基本原则,其简化要点有结构体系的简化、杆件的简化、结点的简化、支座的简化、荷载的简化和材料性质的简化。这就要求教师要重点讲解计算简图知识点,选取不同的工程实例进行讲解,以五种基本结构为原型,不仅讲清楚题目的工程背景,而且要指出哪些是主要因素必须考虑,哪些是次要因素可以忽略。(3)方法灵活,概念与原理的掌握成为根本。结构力学中几何组成分析中三个规则的灵活应用,静定结构内力计算截面法的选取,超静定结构内力计算不同方法的优化选择,影响线的快速绘制等问题,针对这些不同的问题,有着不一样的解法,这就要求教师重点介绍每一种方法的基本原理,挖掘概念、原理及方法的本质,通过讲解典型例题,让学生体会每一种方法的具体应用,不断地变换约束前提条件,分析计算结果的异同,让学生印象更加深刻,避免单纯地做题而缺乏对题目的深刻分析与延伸。 2问题教学法在结构力学课程中的应用 2.1注重问题设计的针对性 针对性一方面指问题应遵循教与学的实际需要而定,围绕教学的重点和难点,同时,还要针对学生的学习心理特征,问题要能够启动学生心理上的新需求,能够触发学生潜在水平到现实水平的最近发展区。如静定刚架的内力计算问题,重点是要求学生掌握内力的具体计算和刚结点的性质,刚架是由多根杆件通过部分或全部刚结点连接而成,那么,求解的思路就是,能否把刚架离散成一个个单跨梁来进行分析呢?在离散过程中,从哪里断开比较合适呢?合适与否由什么来决定?事实上在刚结点处断开和打断梁式杆是等同的。随着问题的深入,刚结点的特性也就总结出来了。同时还可追问什么样的外力会在杆件中引起弯矩?什么样的外力会在杆件中引起剪力?什么样的外力会在杆件中引起轴力?通过对结构内力特性的定性分析,使得学生对单跨梁的理解进一步加强。 2.2理论与实践相结合的教学形式 目前,大多数高校仅开设结构力学理论课程,且课时量都进行了一定缩减,使得学生在学习过程中感到非常枯燥乏味,难学难懂,本应是在实际工程当中应用非常广泛的课程,却在教学过程中严重脱离实际,这是当下这门课程的教学水平处于瓶颈状态的关键所在。对于目前各高校普遍存在的此类问题,可通过增设结构力学实践课程及结构力学课程设计来达到改善教学质量的目的。实际上,本课程对实验室场地,实验设施,实验材料等方面的要求并不高,无需大型设备,只需一定空间的场所,并采购一些制作模型所需的实验材料和工具即可,所需费用不大,对场所要求较低,相对来说属于易实施,花费低的教学改革方案。通过增设相关实验课程,可以使得学生有机会通过亲自动手制作模型,进行相关受力分析及位移计算,从而更加熟练的掌握结构的力学计算方法,增强学生创新实践能力,也可为在校期间参与结构大赛等大型竞赛活动打下非常坚实的基础,培养出更加符合新形势新要求的新型综合性人才。 2.3注重问题的启发性 问题设置水平的高低,一个重要的衡量因素就是问题是否具有启发性。具有启发性的问题不是非此即彼的问题,而是具有开放性,这样才能使学生放飞思绪,调动思维的积极性。如在力法求解超静定结构中,基本未知量的确定是通过去除多余约束来确定的,因为多余约束不是唯一确定的,显然,基本结构的选取也不唯一,如何优选基本结构呢?好与不好的区别就在于是否方便计算。由于个人习惯不同,不同的同学可能会选择不同的基本结构,授课教师通过对不同形式基本结构的求解过程进行对比,可以初步帮助同学们树立优化设计的思想,即使条条大路通罗马,便捷的道路总是让人青睐的。 2.4课程内容根据不同专业方向来设置现阶段 土木工程专业主要包含三大方向,岩土工程、交通土建以及建筑工程,对于传统的结构力学教材而言,基本上过半的工程实例都是建筑工程方向的,为了使交通土木工程方向的学生能够结合实际情况学习本课程,除了现有教材的工程实例外,还需要根据专业重点适当调节每章的比例,工程实例和学时。如,交通土木工程中“道路”和“桥梁”的应力分析是一个移动荷载,对结构有很大影响。所以,应该增加交通土木工程方向结构力学课程中“影响线”一章的比例,并增加相应的工程实例。此外,在解释相应内容时,应根据不同方向调整实例。 2.5注重问题的效果导向

浅谈混凝土剪力墙结构设计

浅谈混凝土剪力墙结构设计 摘要:剪力墙结构作为高层建筑中的主要结构形式,是适应建筑要求而形成的特殊的剪力墙结构,被广泛运用于现代高层建筑。相对于框架结构,剪力墙结构既可以保证结构安全可靠性,又可以使室内空间合理、墙面平整,所以高层建筑结构中越来越多地采用剪力墙结构,剪力墙的受力、变形特征,类似于框剪结构,但比框剪结构的刚度分配、内力分配更合理,结构的变形协调导致的竖向位移差别,也比框剪结构小,则传基础荷载更均匀、合理。这样的结构形式能使建筑取得较好的经济效果和建筑功能效果。以此,笔者结合实际和国家规范条文对剪力墙结构做出以下讨论。 关键词:高层建筑;剪力墙;概念设计;结构设计;计算原则;墙体配筋 abstract: the shear wall structure as the main structure form in tall buildings, is adapted to the architectural requirements and the formation of the special shear wall structure, is widely used in modern high-rise building. relative to the frame structure, the shear wall structure can guarantee the safety of the structure reliability, and can make indoor space reasonable, metope level off, so high building structure used more and more in the shear wall structure, shear wall, the stress of the deformation

浅谈如何优化建筑结构设计的方法

浅谈如何优化建筑结构设计的方法 摘要:对现代建筑建设来说,建筑不仅需要满足用户的使用需求,还需要同时 满足用户的审美需求,具备一定的美感。在建筑结构设计过程中,安全、施工便捷、经济、实用和美观是必须要考虑的五个基本问题,这也要求设计者对建筑结 构设计进行优化,使建筑不断趋于合理、安全和实用。为此,本文将具体介绍几 种建筑结构优化设计的方法,以供参考。 关键词:建筑结构;设计;优化方法;数学模型 在建筑结构的设计环节中,设计者需要对建筑的布局、施工方案和验收环节 进行把控,综合考虑并不断优化,才能做出科学的结构设计方案。在原有方案的 基础之上,对结构设计方案进行改进,使其充分利用空间资源,并在最大程度上 满足用户的实际需求,在实现其基本的建筑物使用功能的基础上,实现较好的美 观功能,并在实际建设中节约建设成本,获得最佳经济效益。 1建筑结构设计优化的必要性 在房屋结构设计过程中,使用合理的优化设计方案,不仅能够提升建筑物的 使用价值,还可以同时实现建筑物的经济价值和环保价值。在优化设计方案中, 节省建筑单位的资金投入,降低建设成本。建筑优化设计与传统的建筑设计相比,能够为企业带来更好的经济效益、为用户提供更好的使用体验。通过优化配置建 筑施工过程中的各种资源,如建筑材料、结构布局,实现结构布局的有效结合, 共同发挥更优作用,建筑物的面积随着建筑物层数的增加而增加,而要想保证建 筑物的良好设计效果、稳定性和可靠性,建筑物的单位面积造价也会随之升高。 通过建筑结构优化设计,便可以在这些因素之间找到协调点,实现最佳的方案设计。 2建筑结构优化设计结构化建模的详细步骤 2.1目标函数的选择 设计人员在对房屋结构进行设计优化时,首先必须确定建筑结构的目标函数,通过建筑物的安全标准和面积参数共同确定,进而根据建筑物建设工程材料的情 况准确定建筑物优化设计的工程造价。在这之后,设计人员需要对计算出的集中 工程造价方案进行分析,选择工程造价最低的方案,以实现在满足建筑物各项需 求的基础上经济效益的最大化。 2.2变量的选择 在对目标函数进行合理的选择之后,还需要对建筑物的变量进行选择。变量 的选择具体是指设计人员分析出的可能影响建筑物结构设计的因素,对其进行分 析和研究,选择其中影响程度最大的变量因素进行计算和控制,进而达到变量选 择的实际作用。 2.3约束条件的选择 对建筑结构的可靠性进行优化和创新,可以对房屋建筑结构当中的定量与约 束条件内容进行准确的判定,并将约束条件限定在建筑物的工程标准之内,借此 实现建筑结构设计的最优化。例如,在对应力、尺寸大小和结构强度等因素的约 束条件进行判定时,必须以建筑物结构的实际情况为基础进行选择。 3建筑结构设计优化新方法介绍 建筑物结构的优化设计体现在建筑物工程结构总体的优化设计和建筑物结构

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