東南大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計課件-單層排 架建筑

東南大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計課件-單層排架本課件將深入探討單層排架結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計。內(nèi)容包括：1.單層排架結(jié)構(gòu)概述，包括定義、特點、應(yīng)用場景等。2.單層排架結(jié)構(gòu)的受力分析，包括靜力分析、動力分析等。3.單層排架結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，包括荷載計算、構(gòu)件截面選擇、節(jié)點連接設(shè)計等。課程導(dǎo)言課程目標本課程旨在幫助學(xué)生掌握單層排架結(jié)構(gòu)的基本概念、設(shè)計方法以及相關(guān)規(guī)范要求。通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生能夠獨立完成單層排架結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算，并能夠熟練運用相關(guān)軟件進行結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計。教學(xué)內(nèi)容課程內(nèi)容涵蓋單層排架結(jié)構(gòu)的類型、受力特點、設(shè)計規(guī)范、計算方法以及工程實例分析等方面。重點介紹單層排架結(jié)構(gòu)的荷載計算、結(jié)構(gòu)分析、承載力驗算以及連接細部設(shè)計等內(nèi)容。單層結(jié)構(gòu)概述單層結(jié)構(gòu)是指建筑物只有一層樓的結(jié)構(gòu)形式。常見于廠房、倉庫、體育館等建筑類型。單層結(jié)構(gòu)的特點是層高較高、平面布置靈活、施工方便、造價較低。由于沒有樓板，結(jié)構(gòu)簡單，抗震性能也相對較好。結(jié)構(gòu)形式與特點平面布置平面布置靈活，適合大跨度、開敞空間的建筑?？臻g利用率高柱子間距大，可最大限度地利用空間。施工便捷構(gòu)件預(yù)制，現(xiàn)場拼裝，速度快，效率高。抗震性能好結(jié)構(gòu)整體性強，抗震能力高，適合地震多發(fā)地區(qū)?；緲?gòu)件柱柱子是支撐建筑物重量的重要組成部分，承受來自上部樓層和屋頂?shù)暮奢d，并將其傳遞到基礎(chǔ)。柱子通常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，具有高強度和耐久性，可以滿足建筑結(jié)構(gòu)的安全要求。梁梁是連接柱子的橫向構(gòu)件，主要作用是承載來自屋頂或樓板的荷載，并將荷載傳遞到柱子。梁通常也采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其截面形狀和尺寸根據(jù)荷載大小和跨度進行設(shè)計?；A(chǔ)基礎(chǔ)是將建筑物與地基連接的構(gòu)件，負責(zé)承受來自建筑物的全部荷載，并將其傳遞到地基土中?；A(chǔ)的類型和尺寸根據(jù)建筑物的重量、地基土的承載力以及其他因素進行設(shè)計。柱柱是單層排架結(jié)構(gòu)的主要豎向承重構(gòu)件。柱承受屋架傳遞下來的荷載并將其傳遞至基礎(chǔ)。柱的截面形狀通常為矩形或圓形。柱的材料一般為鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)。梁梁的類型梁是承受彎矩和剪力的主要構(gòu)件，常見的類型包括：簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁、組合梁等。梁的材料梁的材料主要有鋼材、混凝土、木材等。單層排架結(jié)構(gòu)中，鋼梁和混凝土梁較為常用。梁的連接梁與柱的連接方式多種多樣，例如：焊接、螺栓連接、鉸接等，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計要求選擇不同的連接方式。梁的施工梁的施工過程包括：吊裝、焊接或螺栓連接、混凝土澆筑、養(yǎng)護等?；A(chǔ)單層排架的基礎(chǔ)通常采用獨立基礎(chǔ)形式，可以根據(jù)具體情況選擇不同的基礎(chǔ)類型，例如獨立柱基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)等。獨立柱基礎(chǔ)適用于荷載較輕、地基承載力較好的情況，條形基礎(chǔ)適用于荷載較大、地基承載力較差的情況。主要計算指標與設(shè)計要求荷載包括恒荷載、活荷載、雪荷載、風(fēng)荷載等。材料強度包括混凝土強度、鋼筋強度等。規(guī)范要求滿足《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范要求。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性考慮整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性。荷載組合荷載組合是指將各種荷載按照一定的規(guī)律進行組合，以確定結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的內(nèi)力和變形。荷載組合應(yīng)考慮各種荷載的性質(zhì)、大小、作用方向和時間變化規(guī)律。常見荷載組合方式包括永久荷載與可變荷載的組合、可變荷載與風(fēng)荷載的組合、可變荷載與地震荷載的組合等。荷載組合的設(shè)計依據(jù)是結(jié)構(gòu)安全性和耐久性。荷載組合的設(shè)計應(yīng)符合國家有關(guān)規(guī)范和標準的要求。材料參數(shù)1混凝土強度等級：C30-C50，抗壓強度為30-50MPa，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點選擇。2鋼筋HRB335、HRB400、HRB500，抗拉強度為335-500MPa，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點選擇。3鋼結(jié)構(gòu)Q235、Q345，屈服強度為235-345MPa，根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點選擇。4基礎(chǔ)根據(jù)土壤類型，選擇合適的基礎(chǔ)類型，如獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)等。整體穩(wěn)定性分析單層排架的整體穩(wěn)定性分析，對于確保結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。分析時需要考慮多種因素，包括荷載作用方式、支座條件、結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)等。1結(jié)構(gòu)形式排架的幾何形狀和尺寸2荷載組合永久荷載、可變荷載和風(fēng)荷載3材料參數(shù)鋼材強度、混凝土強度4支座條件基礎(chǔ)類型、支承方式柱、梁承載力驗算1計算模型根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、材料性質(zhì)和荷載情況建立計算模型。包括柱子、梁的截面尺寸、材料強度和邊界條件。2荷載組合根據(jù)規(guī)范規(guī)定，將各種作用組合成不同的荷載工況，并確定每個工況下的最大荷載值。3驗算方法采用規(guī)范規(guī)定的方法和公式，分別對柱子和梁進行承載力驗算，確保結(jié)構(gòu)能夠安全承載各種荷載。基礎(chǔ)承載力驗算1確定荷載計算基礎(chǔ)所承受的總荷載，包括建筑物自重、活荷載、風(fēng)荷載等。2選擇基礎(chǔ)類型根據(jù)荷載大小、地質(zhì)條件、建筑物類型等因素選擇合適的類型，如獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)等。3計算基礎(chǔ)尺寸根據(jù)基礎(chǔ)類型和荷載大小計算基礎(chǔ)的寬度、長度、深度等尺寸。4驗算承載力根據(jù)土壤的物理力學(xué)性質(zhì)和基礎(chǔ)尺寸驗算基礎(chǔ)的承載力，確保基礎(chǔ)能夠安全可靠地承受荷載。基礎(chǔ)承載力驗算需要考慮多種因素，確?；A(chǔ)能夠安全可靠地承受建筑物的荷載。連接細部設(shè)計節(jié)點構(gòu)造柱、梁連接形式，如剛接、鉸接等，影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，需仔細設(shè)計。連接材料鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常采用鋼筋混凝土連接，注意連接形式、鋼筋規(guī)格，確保連接強度。連接細節(jié)連接處需注意防水、防腐、防銹，避免后期出現(xiàn)滲漏、腐蝕，影響結(jié)構(gòu)耐久性。施工可行性細部設(shè)計需考慮施工可行性，避免過于復(fù)雜或難以施工，影響工程進度和質(zhì)量。構(gòu)造詳圖詳細展示單層排架結(jié)構(gòu)的各個組成部分，包括柱子、梁、基礎(chǔ)和屋頂?shù)?。這些構(gòu)造圖是根據(jù)實際工程設(shè)計和施工要求繪制的，包含了詳細的尺寸標注和材料選擇信息。構(gòu)造詳圖有助于理解單層排架結(jié)構(gòu)的整體布置和關(guān)鍵節(jié)點連接方式，為施工人員提供精準的施工依據(jù)，確保工程質(zhì)量和安全。構(gòu)造要點鋼材選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)的荷載和使用要求，選擇合適的鋼材種類和強度等級。考慮鋼材的抗拉強度、屈服強度和延展性等性能。焊接排架結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)嚴格遵守焊接規(guī)范要求。螺栓連接采用高強螺栓連接，可提高連接強度，便于安裝和拆卸?；炷翝仓偶芙Y(jié)構(gòu)的混凝土澆筑應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范，保證混凝土質(zhì)量，并及時養(yǎng)護。設(shè)計實例展示本節(jié)展示一個單層鋼結(jié)構(gòu)排架建筑的案例，包括建筑平面圖、立面圖、剖面圖和節(jié)點構(gòu)造詳圖。通過案例分析，可以更深入地理解單層排架的結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計要點，并學(xué)習(xí)實際工程的設(shè)計方法。屋面形式11.坡屋頂排水效果好，但增加屋頂面積和材料成本。22.平屋頂結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但排水需精心設(shè)計。33.拱形屋頂美觀，但施工難度較高。44.懸挑屋頂可增加建筑面積，但需要加固結(jié)構(gòu)。屋頂排水排水系統(tǒng)屋頂排水系統(tǒng)主要由雨水溝、雨水管、排水口組成。保證屋頂排水暢通，防止積水，延長建筑壽命。排水方式常見的有內(nèi)排水和外排水兩種方式。內(nèi)排水將雨水收集到屋面內(nèi)部，通過管道排出；外排水將雨水直接排放到屋頂外部。柱基礎(chǔ)形式獨立基礎(chǔ)適用于單根柱，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。樁基礎(chǔ)適用于地基承載力較低，或需傳遞較大荷載的情況。組合基礎(chǔ)適用于相鄰柱間距較小，或荷載較大的情況。筏板基礎(chǔ)適用于地基承載力較低，或基礎(chǔ)面積較大的情況。墻體結(jié)構(gòu)墻體材料磚混結(jié)構(gòu)常見材料包括粘土磚、水泥砂漿、鋼筋等。墻體材料的選擇取決于建筑功能、經(jīng)濟性、抗震性能等因素。墻體類型單層排架結(jié)構(gòu)中常用砌體墻，包括承重墻和非承重墻。承重墻承擔(dān)建筑物自身重量和樓層荷載，非承重墻僅用于隔斷或裝飾。施工工藝墻體施工過程包括砌筑、抹灰、粉刷等步驟。確保墻體平整、垂直、牢固，并嚴格控制墻體厚度和材料質(zhì)量。連梁設(shè)計連接重要構(gòu)件連梁是連接柱和梁的重要構(gòu)件，通過承載上部荷載來提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。增強抗震性能連梁在結(jié)構(gòu)中形成封閉的框架體系，可以有效增強房屋的抗震性能。提高結(jié)構(gòu)整體剛度連梁的加入可以提高結(jié)構(gòu)的整體剛度，減少由于荷載變化產(chǎn)生的變形。防震設(shè)計地震荷載考慮地震力對結(jié)構(gòu)的影響。確定地震區(qū)劃，選擇相應(yīng)的抗震設(shè)防烈度。結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計抗震措施，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下能夠安全可靠地運行?？拐饦?gòu)造措施采用合理的構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。例如，加強結(jié)構(gòu)的剛度、延性、抗剪強度等。構(gòu)件尺寸優(yōu)化11.結(jié)構(gòu)合理性選擇合適的構(gòu)件尺寸，確保結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。22.材料利用率優(yōu)化構(gòu)件尺寸，提高材料利用率，降低成本。33.施工可行性考慮施工條件，選擇合適的構(gòu)件尺寸，方便施工和運輸。44.建筑美觀性優(yōu)化構(gòu)件尺寸，使建筑外觀更美觀，符合設(shè)計要求。經(jīng)濟性分析成本分析材料成本人工成本機械成本效益分析使用壽命維護成本經(jīng)濟效益優(yōu)化方案材料選型施工工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計性能評價11.結(jié)構(gòu)安全單層排架結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。22.使用功能結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足使用功能需求，例如荷載承載能力、變形控制和振動控制。33.經(jīng)濟性結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)綜合考慮成本、材料使用和施工工藝，尋求最佳經(jīng)濟效益。44.可持續(xù)性考慮材料環(huán)保性、施工效率和建筑壽命，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的可持續(xù)發(fā)展。參考文獻《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017-2017《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-