土木工程概論PPT課件-15土木工程師設計方法

第十五章

土木工程師設計方法

本章內(nèi)容

15.1設計的基本理念15.2荷載、應力、應變和彈性15.3結構設計的一般理論與方法15.4結構安全、極限設計和設計過程土木工程結構基本功能

提供良好地為人類生活和生產(chǎn)服務以滿足人類使用要求、審美要求。是承受和抵御結構服役過程中可能出現(xiàn)的各種環(huán)境作用(環(huán)境是廣義的，包括結構所承受的各種作用)。15.1設計的基本理念一、好的設計的基本特征:(1)首先要能夠完全滿足客戶的使用需求；(2)其次要有很好的經(jīng)濟效益，不論是在建設資金和今后的保養(yǎng)費用都比較省錢；(3)最后當然要符合審美要求。15.2荷載、應力、應變和彈性

能使土木工程結構產(chǎn)生效應（結構或構件的內(nèi)力、應力、位移、應變和裂縫等）的各種原因的總稱，成為結構上的荷載。荷載在結構上產(chǎn)生的內(nèi)力（彎矩、扭矩、剪力、壓力和拉力等）和變形（撓度、扭轉、彎曲、拉伸、壓縮和裂縫等）成為荷載效應。15.2.1荷載15.2.1荷載

集中荷載P

均勻分布荷載均勻分布變化荷載15.2.1荷載15.2.2應力、應變和彈性作用于單位面積上的內(nèi)力強度稱之為應力一、應力應力示例二、應變是應變，單位長度的伸長量15.2.2應力、應變和彈性應變示例三、彈性

當有力作用一物體時，物體有變形。當這個力移去后，物體又恢復原來的形狀。物體所具有的這種特性，稱之為彈性。15.2.2應力、應變和彈性15.3結構設計的一般理論與方法(1)能承受在正常施工和正常使用時可能出現(xiàn)的各種作用；(2)在正常使用時具有良好的工作性能；(3)在正常維護下具有足夠的耐久性能；(4)在偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必須的整體穩(wěn)定性。

我國目前的《規(guī)范》對結構設計制訂了明確規(guī)定，即建筑結構必須滿足下列各項功能要求：15.3.1結構設計的基本理論

15.3.2結構設計的方法(1)建筑結構模型的建立；(2)結構荷載的計算；(3)構件內(nèi)力計算和構件選擇；(4)施工圖紙繪制。建筑工程的結構設計步驟：結構模型建立動畫一結構模型建立動畫二一、結構模型的建立(1)整體結構的簡化：為簡化計算，可取出其中的一榀框架，將其簡化為平面框架進行計算。(2)構件的簡化：梁和柱的截面尺寸相對于整個框架來說較小，將其簡化為桿件，梁和柱的連接節(jié)點可簡化為剛性連接。15.3.2結構設計的方法框架結構簡化后的平面結構模型二、結構荷載計算

(1)結構荷載計算即計算該模型上的受力。(2)計算受力必須清楚該結構所受的荷載的種類和傳力路線。15.3.2結構設計的方法計算模型上的荷載三、計算構件內(nèi)力計算和構件選擇

(1)先依據(jù)經(jīng)驗估計梁柱的截面尺寸，然后即可進行該模型的受力計算。(2)計算出構件的內(nèi)力后，再依據(jù)內(nèi)力，進行梁柱配筋的計算和梁柱的強度、穩(wěn)定、變形的計算。(3)這個階段有一個反復的過程，即當選定的梁柱截面尺寸無法滿足要求時，需重新選擇截面，重新計算，直至滿足要求。15.3.2結構設計的方法四、施工圖紙的繪制

構件的截面尺寸和配筋確定后，下一步即是將其反映至施工圖紙這個階段。15.3.2結構設計的方法施工圖紙15.4結構安全、極限設計和設計過程

設計的結構必須是安全的。那么怎樣算達到