结构设计原理 第 一 讲.

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1 结构设计原理 第 一 讲

2 第一讲：绪论（1/12） 一、结构的基本知识 二、混凝土结构 三、钢结构 四、砌体结构 五、本课程特点

3 第一讲：绪论（2/12） 一、结构的基本知识（1/4）
第一讲：绪论（2/12） 一、结构的基本知识（1/4） 1、结构的组成 ：由若干个单元所组成的结构骨架。 2、基本(单元)构件 板：提供活动面，直接承受并传递荷载； 梁：板的支撑构件，承受板传来的荷载并传递； 柱：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递； 墙：承受楼面体系（梁、板）传来的荷载并传递； 基础：将柱及墙等传来的上部结构荷载传给地基； 索：悬挂构件或结构体系的主要传力单元； 杆：组成空间构件，如屋架等。

4 第一讲：绪论（3/12） 一、结构的基本知识（2/4）
第一讲：绪论（3/12） 一、结构的基本知识（2/4） 3、结构的分类 按材料分类 混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构和混合结构 混凝土结构:素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土 纤维筋混凝土和其它形式的加筋混凝土。  砌体结构：包括砖石砌体结构、砌块砌体结构  混合结构：砖混结构、钢与混凝土组合结构

5 第一讲：绪论（4/12） 一、结构的基本知识（3/4）
第一讲：绪论（4/12） 一、结构的基本知识（3/4） 按受力体系分类  框架结构：主要(竖向)受力体系由梁和柱组成；  剪力墙结构：主要(竖向)受力体系由墙组成；  筒体结构：四周封闭的墙形成筒；  塔式结构：下端固定、上端自由的高耸构筑物；  桅式结构：竖立的细长桅杆和纤绳所组成的构筑物；  悬索、悬吊结构：由拉索及边缘构件组成的承重结构；  壳体结构:由曲面形板与边缘构件组成的空间结构；  网架结构：由多根杆件通过节点连结形成的空间结构；

6 第一讲：绪论（5/12） 一、结构的基本知识（4/4）
第一讲：绪论（5/12） 一、结构的基本知识（4/4）  板柱结构：由楼板和柱组成承重体系的结构；  墙板结构：由楼板和墙组成承重体系的结构；  折板结构：由多块条形平板组合而成的空间结构；  充气结构：用薄膜制成的，冲入气体后而形成的结构；  膜结构：用柔性受拉索和薄膜及边缘构件组成的结构；  按使用功能分类： 建筑结构、特种结构、桥梁结构、地下结构等  按照建筑物外形分类： 单层、多层、高层、大跨和高耸结构等  按照施工方法分类： 现浇结构、装配结构和装配整体式结构

7 第一讲：绪论（1） 下一讲的重要内容 1、混凝土结构组成及工作原理； 2、钢结构组成及工作原理； 3、砌体结构组成及工作原理； 4、本课程的特点。

8 结构设计原理 第 二 讲

9 第二讲：绪论（2） 上一讲的主要内容 1、结构的组成:基本单元（杆件） 2、结构基本单元 板、柱、梁、墙、基础等 3、结构的分类
第二讲：绪论（2） 上一讲的主要内容 1、结构的组成:基本单元（杆件） 2、结构基本单元 板、柱、梁、墙、基础等 3、结构的分类 按材料分类：混凝土、钢、砌体、木和混合结构 按受力体系：框架、剪力墙等多种 按使用功能：建筑结构、特种结构、桥梁结构、地下结构 按外形分类：单层、多层、高层、大跨和高耸结构等 按施工方法：现浇结构、装配结构和装配整体式结构

10 第二讲：绪论（6/12） 二、 混凝土结构（1/4） 1、结构形成的原理  组 成: 由钢筋和混凝土结合成一体，共同发挥作用。
第二讲：绪论（6/12） 二、 混凝土结构（1/4） 1、结构形成的原理  组 成: 由钢筋和混凝土结合成一体，共同发挥作用。  混凝土：抗压强度很高，但抗拉强度很低。  钢 筋：抗拉和抗压强度均很高。  共同工作的目的 充分发挥两种材料的强度优势，取长补短。 素混凝土梁的工作特点  开裂前：按照整截面分析，上部受拉下部受压， 受拉区的拉力由混凝土承担。  开裂后：梁断裂。

11 第二讲：绪论（7/12） 二、 混凝土结构（2/4） 钢筋混凝土梁如何共同工作  开裂前：受拉区的拉力由钢筋和混凝土共同承担。
第二讲：绪论（7/12） 二、 混凝土结构（2/4） 钢筋混凝土梁如何共同工作  开裂前：受拉区的拉力由钢筋和混凝土共同承担。  开裂后：受拉钢筋承担大了部分拉力，继续承担荷载， 直至屈服强度，受压混凝土压碎，梁破坏。

12 第二讲：绪论（8/12） 二、 混凝土结构（3/4） 素混凝土梁与钢筋混凝土梁的对比  极限状态：素砼梁：无明显变形，开裂即破坏
第二讲：绪论（8/12） 二、 混凝土结构（3/4） 素混凝土梁与钢筋混凝土梁的对比  极限状态：素砼梁：无明显变形，开裂即破坏 钢筋砼梁：有明显变形，钢筋屈服，砼压碎  承载能力：素砼梁：取决于混凝土的抗拉，低 钢筋砼梁：取决于钢筋抗拉和砼抗压强度，高  抗裂能力：配筋后略有增加，但不显著  共同工作的基础  两者之间存在较好的传递应力的能力，粘结力；  两种材料的温度线膨胀系数相近；  混凝土对钢筋的保护，抗火和耐久性提高。

13 第二讲：绪论（9/12） 二、 混凝土结构（4/4） 2、优缺点  优 点：  耐久性好；耐火性好； 可模性好、整体性好。
第二讲：绪论（9/12） 二、 混凝土结构（4/4） 2、优缺点  优 点：  耐久性好；耐火性好； 可模性好、整体性好。  可就地取材。  缺 点： 自重大； 抗裂差； 施工环节多周期长； 拆除、改造难度大。 3、现状与发展

14 第二讲：绪论（10/12） 三、 钢结构（1/1） 1、钢结构的构成 是用钢板、角钢、工字钢、槽钢、钢管和圆钢等钢材
第二讲：绪论（10/12） 三、 钢结构（1/1） 1、钢结构的构成 是用钢板、角钢、工字钢、槽钢、钢管和圆钢等钢材 通过焊接等有效的连接方式，所形成的结构。 2、优缺点  优 点： 强度和强度质量比高；  材质均匀、性能好，结构可靠性高。  施工简便、工期短。  延性好、抗震能力强。  易于改造和加固。  缺 点：耐腐蚀性差；耐火性差；钢材价格相对较高。 3、现状与发展

15 第二讲：绪论（11/12） 四、砌体结构 （1/1） 1、砌体结构的组成 砌体结构是用砖、石或砌块， 用砂浆等胶结材料砌筑的结构。
第二讲：绪论（11/12） 四、砌体结构 （1/1） 1、砌体结构的组成 砌体结构是用砖、石或砌块， 用砂浆等胶结材料砌筑的结构。 2、优缺点  优 点：耐久性好； 耐火性好； 就地取材； 施工技术要求低； 造价低廉。  缺 点： 强度低，砂浆与砖石之间的粘接力较弱； 自重大；砌筑工作量大，劳动强度高。 粘土用量大，不利于持续发展。  3、现状与发展

16 第二讲：绪论（12/12） 五、本课程特点（1/1） 1、是原理课，应突出原理和概念 2、基本构件由不同材料组成，在了解共性特点的同时，
第二讲：绪论（12/12） 五、本课程特点（1/1） 1、是原理课，应突出原理和概念 2、基本构件由不同材料组成，在了解共性特点的同时， 应注意由于组成材料不同而导致的计算方法的不同 3、强调不同材料构件的计算原理和方法 4、涉及内容多，系统性差 5、公式多、公式的条件多 6、简化、近似和经验处理多

17 第二讲：绪论（2） 下一讲的主要内容 1、作用及作用效应 2、作用的分类 3、荷载的随机性与概率模式 4、荷载的代表值