结构设计基础知识讲座

其他概念
什么是地震烈度、地震基本烈度？什么是小震和大震？
地震烈度：地震时在一定地点震动的强烈程度。 Io=0.24+1.29M（震中烈度Io与震级M的关系） 地震基本烈度：一个地区的基本烈度是指该地区在今后50年期限内，在一般场地 条件下可能遭遇超越概率为10％的地震烈度。 基本烈度比小震烈度（小震）高1.55度，大震烈度比基本烈度高1度。
伸缩缝、沉降缝、防震缝和施工缝区别
防震缝：它的设置目的是将大型建筑物分隔为较小的部 分，形成相对独立的防震单元，避免因地震造成建筑 物整体震动不协调，而产生破坏。基础可不断开。
建筑方案阶段需了解的结构知识
《抗规》3.4.1 建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不规则的 建筑方案应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑方案应进行 专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应 采用。 1.高度超限 2.规则性超限：规则性指标一项超过规范限值较多，或多项（三 项及三项以上）超过规范限值。 注：形体指建筑平面形状和立面、竖向剖面的变化，而这些基本 上建筑方案确定的。 《抗规》3.4.2建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则 性对抗震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其 抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、 竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避 免侧向刚度和承载力突变。不规则建筑的抗震设计应采取有效措 施。
• 楼面活荷载--《荷载》表4.1.1
客厅卧室2.0、阳台2.5、消防梯3.5、消防车道20（35）、车库 3.5、机房7.0~10.0等
• 风荷载（60m是临界高度） • 材料自重（kN/m³）：混凝土20、钢筋混凝土24~26、
加气砼砌块6~10、灰沙砖18、红砖18、钢材78.5、 覆土16~18、陶粒混凝土10~12、大理石25、普通玻璃25.5 水10。
结构设计基础知识
主讲内容
• 结构设计概述及结构术语 • 建筑方案设计中需了解的结构知识 • 建筑设计阶段结构经济性探讨 • 建筑师考试结构方面知识简述
结构设计概述
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。
结构设计的内容：基础的设计、上部结构的设计和细部设计。
结构设计的阶段：结构方案阶段，结构初步设计阶段和施工 图设计阶段。 方案阶段的内容为：根据建筑的重要性，抗震设防烈度，地 质勘查报告，建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式，提 出结构方面的专业建议供建筑师参考，以便设计作品更经济 合理。 初步设计阶段：根据建筑功能确定结构荷载及布置，并进行 相关的结构计算分析，与建筑师相互协作，确保结构合理性。 施工图阶段：根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸 上。
伸缩缝、沉降缝、防震缝和施工缝区别
沉降缝：上部结构各部分之间，因层数差异较大，或使用荷重相差 较大；或因地基压缩性差异较大，总之一句话，可能使地基发生 不均匀沉降时，需要设缝将结构分为几部分，使其每一部分的沉 降比较均匀，避免在结构中产生额外的应力，该缝即称之为“沉 降缝”，须从基础到上部结构完全分开。
设防烈度I与地震影响系数最大值αmax的关系
设防烈度I
6
7
8
9
Αmax
0.113 0.23（0.338） 0.45（0.675） 0.90
水平地震影响系数最大值αmax
设防烈度I 多遇地震 罕遇地震
6
7
8
9
0.04
0.08
0.16
（0.12） （0.24）
0.32
- 0.5（0.72）0.9（1.2） 1.40
结构专业术语
• 单位： 米(m)、毫米(mm)、公分(cm)、kN、Mpa、
• 构件：基础、柱、剪力墙、短肢剪力墙、异型柱、框架梁、 转换梁、框支柱、次梁、悬挑梁、预应力梁、楼板、地下 室侧壁 、楼梯、人防墙、防倒塌板、车道、构架、飘板 承台等
• 结构类型：按材料（砌体结构、钢结构、混凝土结构、钢 混混合结构） 混凝土结构：框架结构、 框剪结构、剪力墙 结构、部分框支剪力墙结构、框架核心筒、 筒中筒结构、板柱-剪力墙结构
结构构件图例
框架梁 次梁
框架柱
剪力墙
悬挑梁
构件图示
剪力墙
转换梁
源自文库
框支柱
竖向构件的定义
hw/bw≤3 柱 3<hw/bw≤5 小墙肢短肢剪力墙 5<hw/bw≤8 短肢剪力墙 hw/bw>8 普通剪力墙
异型柱是指截面为T形、十字形、L形和Z形， 其宽度等于墙厚的柱，每一肢的高度比不宜 大于3。
常规荷载
基础
• 独立基础
独立基础
基础
• 条形基础
条形基础
基础
• 桩基础 预应力管桩 人工挖孔桩 钻(冲)孔桩 旋挖桩
预应力管桩（景程项目）
锤击桩
静压桩
人工挖孔桩（冷水江项目）
人工挖孔桩
钻(冲)孔桩
承台
结构类型
• 框架结构 • 框架剪力墙结构 • 剪力墙结构 • 框架核心筒结构 • 筒中筒 • 板柱结构 • 部分框支剪力墙结构
• 荷载效应：轴力、弯矩、剪力、扭矩、冲切、局部受压
• 其他：地震烈度、设防烈度、震级、三水准设防标准 概念设计、伸缩缝、沉降缝、抗震缝。
伸缩缝、沉降缝、防震缝和施工缝区别
伸缩缝：建筑构件因温度和湿度等因素的变化会产生胀缩变形。为 此，通常在建筑物适当的部位设置竖缝，自基础以上将房屋的墙 体、楼板层、 屋顶等构件断开，将建筑物分离成几个独立的部分。 目的是为克服过大的温度应力而设置的缝，基础可不断开。
备注
取基本烈度的 1/2.82倍
取2.13、1.88、 1.56倍
其他概念
抗震设防的目标以及实现的方法是什么？ 三水准设计原则：多遇地震（小震）作用下，建筑一般不损坏或不 修理就可继续使用；
基本烈度地震（中震）作用下，建筑可能损坏，但经一般修理 仍能继续使用；
罕遇地震（大震）作用下，建筑不致倒塌或危机生命的严重破 坏。 二阶段设计方法： 第一阶段设计，按小震作用效应和其他荷载效应的基本组合验算结 构构件的承载能力，以及在小震作用下验算结构的弹性变形，以满 足第一水准抗震设防目标的要求。 第二阶段设计，在大震作用下验算结构的弹塑性变形，以满足第三 水准抗震设防目标的要求。 至于第二水准抗震设防目标的要求，《抗震规范》是以抗震措施来 加以保证的。最终实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”
框架结构（招商中心）
剪力墙结构（冷水江住宅）
框架剪力墙结构（珠水酒店）
框支剪力墙结构
框支剪力墙计算模型
框架核心筒
筒中筒
板柱结构
荷载或作用
• 恒载：建筑装修荷载、覆土等 • 活载：可变的，比如家具及人的活动等 • 地震作用：水平地震、竖向地震 • 其他：风荷载、爆炸冲击、水压力、土压力、水浮力。