结构设计的理解

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谈谈对结构设计的认识

谈谈对结构设计的认识

谈谈对结构设计的认识对结构的认识我觉得就如同对佛学中禅语的理解一样,有着“简单”(肤浅)→“复杂”(繁缛)→“简约”(像得道高僧的偈语,能一语中的、切中要害但又不失严谨)三个层面。

对初涉结构专业的人员而言,因为他们的阅历、经验较少,思维还仅仅停留在单构件的认知层面,而使其对结构的认识过于简单化——其结构的知识点极其有限且又不能将各个知识点有机地组织起来——当然,这也与中国传统的结构教育方式不无关系。

他们对结构的理解、认识缺乏“缩放式”的发散思维方法——很多问题完全可以用所学的材料力学等力学知识通过“缩小式”类比思维加以解决——结构的内力可以视为一个悬臂构件中的应力;从大的讲,也可通过“放大式”进行类比思考——将结构中繁杂的构件与社会中形形色色的人“牵强”地、对号入座般地等同起来,所以说做结构设计就是研究怎么做人,明白这一点,再做结构应该不是太难了——当然,因其对社会的认知、感悟有限,这种方法对于他们可能有点儿难度。

对于5-10年(可能时间更长)的结构设计人员而言,结构设计是“复杂”的,这说明他们还没有悟到结构设计的精髓所在,还不能从“复杂”中解脱出来。

较为复杂结构的处理能力是必须有的, 且“复杂”的思考是必要的,但这决不应作为“炫”其结构水平的一种手段——相反,在“复杂”中不要身陷其中、“作茧自缚”般地挣扎不出来,关键是在“复杂”中不能迷失自我——亦即结构可以繁冗,但思路必须有序,做不到这一点,有一定实践经验的结构师只能是徒有其名、徒受其累!最后一个层面是我重点强调的,在这里,我很难以涉入结构专业时间的长短来界定是否达到了该层面——因为这不仅需要一定的实践经验,还需要智慧、灵性和悟性——就如醍醐灌顶一样。

达到了这个层面,其结构方案的预估能力应该是不会太差。

此时,他应该会深深体会到:结构不是完全靠软件计算出来的,在上机之前做一些结构方案的勾画是非常必要的。

正如国际结构权威Edward L·Wilson所说: “完全依赖计算机而做结构设计,简直是对结构设计师的侮辱”!这就需要设计者必须了解各种超限信息产生的原因,并且知道各个超限信息的关联性——泛泛地讲就是要对结构有一个全面的、纵深的理解。

对建筑结构的认识与理解

对建筑结构的认识与理解

对建筑结构的认识与理解一、前言建筑结构是指建筑物内部的承重系统,它是建筑物的骨架,为整个建筑提供支撑和稳定性。

在建筑设计中,结构设计是至关重要的一环。

本文将从多个方面对建筑结构进行认识和理解。

二、结构类型1. 框架结构框架结构是由柱子、梁和水平支撑组成的,它能够承受较大的荷载,并且适用于高层建筑。

2. 空间网格结构空间网格结构是由三角形或四边形网格组成的,它具有轻盈、坚固和美观等特点,适用于大跨度的体育馆、展览馆等场馆。

3. 悬索结构悬索结构是由主悬索和斜拉索组成的,它可以实现大跨度无柱空间,并且具有美观、透明等特点,适用于体育场馆、桥梁等。

4. 拱形结构拱形结构是由曲线形状的墙体或拱顶组成的,它能够抵抗水平荷载并分散荷载到基础上,适用于大跨度的建筑物和桥梁。

三、结构材料1. 钢结构钢结构具有轻量化、高强度、易于加工和施工等优点,适用于高层建筑、桥梁等。

2. 混凝土结构混凝土结构具有耐久性好、防火性能好等特点,适用于住宅、公共建筑等。

3. 砖石结构砖石结构具有隔音性能好、抗震性能好等特点,适用于古建筑和文化遗产保护。

四、结构设计原则1. 承重原则承重原则是指在设计中应该考虑到荷载的大小和分布,以确保结构的稳定性和安全性。

2. 经济原则经济原则是指在满足承重要求的前提下,尽可能地减少材料使用量和施工成本。

3. 美学原则美学原则是指在满足承重和经济要求的前提下,追求建筑的美观和艺术价值。

五、常见问题及解决方法1. 建筑物出现裂缝怎么办?解决方法:对裂缝进行填缝处理,并且加强建筑结构的承重能力。

2. 建筑物出现倾斜怎么办?解决方法:对建筑物进行加固和支撑,以确保其稳定性。

3. 建筑物出现震动怎么办?解决方法:对建筑物进行抗震加固,以提高其抗震能力。

六、结语建筑结构是建筑设计中至关重要的一环,它不仅决定了建筑物的稳定性和安全性,还影响着建筑物的美观和艺术价值。

在设计过程中,应该遵循承重、经济和美学原则,并且及时解决常见问题,以确保建筑物的质量和安全。

结构设计原理与实践方法详解

结构设计原理与实践方法详解

结构设计原理与实践方法详解结构设计是建筑领域中至关重要的一环,它决定了建筑物的稳定性、安全性以及美观性。

本文将详细解析结构设计的原理和实践方法,帮助读者更好地理解和应用于实际工程中。

一、结构设计原理1. 荷载分析原理在进行结构设计之前,首先需要进行荷载分析。

荷载分析是指对建筑物所承受的各种荷载进行计算和评估,包括静态荷载、动态荷载、温度荷载等。

通过荷载分析,可以确定结构所需的强度和刚度,为后续的设计提供依据。

2. 结构力学原理结构力学是结构设计的基础,它研究结构在受力作用下的力学性能和变形规律。

常用的结构力学原理包括受力分析、应力分析、变形分析等。

通过结构力学的研究,可以确保结构在承受荷载时不会发生破坏或过度变形。

3. 材料力学原理材料力学是研究材料在受力作用下的力学性能和变形规律的学科。

在结构设计中,常用的材料力学原理包括弹性力学、塑性力学、破坏力学等。

通过对材料力学的研究,可以选择合适的材料,并确定其在结构中的应用方式和限制条件。

4. 结构稳定性原理结构稳定性是指结构在受力作用下不会发生失稳或破坏的能力。

结构稳定性原理包括平衡条件、刚度条件、屈曲条件等。

在结构设计中,需要考虑结构的整体稳定性以及各个构件的稳定性,确保结构在使用寿命内保持稳定。

二、结构设计实践方法1. 结构形式选择结构形式选择是结构设计的第一步,它决定了整个结构的布局和形态。

在选择结构形式时,需要考虑建筑物的功能需求、场地条件、材料可用性等因素。

常见的结构形式包括框架结构、悬挑结构、拱形结构等。

2. 结构布局设计结构布局设计是指将结构形式具体化,确定结构的各个构件的位置和相互关系。

在进行结构布局设计时,需要考虑结构的荷载传递路径、刚度分布、变形控制等因素。

合理的结构布局设计可以提高结构的整体性能。

3. 结构材料选择结构材料选择是指根据结构设计要求选择合适的材料。

常见的结构材料包括钢材、混凝土、木材等。

在进行结构材料选择时,需要考虑材料的强度、刚度、耐久性等性能指标,以及成本和可持续性等因素。

我对结构设计的理解

我对结构设计的理解

我对结构设计的理解刚开始踏入结构设计行业,我想大部分新人都是先从楼梯、坡道这些东西开始画的。

为什么呢?从两个角度看,第一是因为楼梯常常被作为附属结构,产值提成低,而且设计的东西(梁、板、柱、墙等等),空间结构复杂,所以对于老员工来说是“费力不讨好”的差事;第二是因为结构设计上,大多数设计院往往把楼梯的荷载值事先加载到楼梯间梁或墙上了,设计上往往也将楼梯与主题结构之间设计为铰接,即便后期如果有荷载增加等因素也可以在不大范围影响的情形下快速修改(很少会因为楼梯荷载改变而改变梁柱位置,充其量也就改一下尺寸,然后跑一边盈建科或PKPM),而对于有几年画图经验的设计者来说,楼梯基本上很多是套路(用心的设计者还会自己编制一些实用设计表格批量生产楼梯,详图自己做一个详图库改一改就好),因此从结构和出图来看,楼梯出于一个比较附属的位置(虽然很多专家说楼梯非常影响主体结构,应该把楼梯和主体结构整体建模一起分析计算,并且楼梯设计也是非常重要的,但是没办法,传统的观念已经根深蒂固,而且这样做效率高)。

大概画了四五十部各种类型的楼梯(单跑、双跑。

交叉、三跑、螺旋、折线、钢楼梯(钢梯涉及面比较广了,一般做砼结构的也不会全面了解设计)),加上做一些坡道(坡道比楼梯要难,主要是因为坡道不仅要与上部配合还要与地下室基础等配合,另外不得不说坡道出计算书麻烦,楼梯直接用TSPT就可以,坡道还得自己在盈建科里面建模,碰到螺旋形的怪麻烦),接着会分一些门卫室啦,门厅啦,大概就是四六根柱子加上两三块板,搞个独立基础就可以了,介于这些结构单层单跨,一般开始做的时候稍微放大了设计也不会出多大问题。

这样画楼梯画坡道等大概画个大半年甚或一年,基本的软件如CAD/PKPM或者盈建科/TSPT熟悉了,就开始分一些建平比较小的比方说两三千平的框架梁做了。

一般除了101系列图集,各个设计院也会有自己的标准,如CAD图层啦、线型啦、配筋放大系数啦(满足规范要求之外)。

结构设计100个知识点

结构设计100个知识点

结构设计100个知识点在结构设计中,有许多关键的知识点需要掌握。

本文将介绍100个结构设计的重要知识点,帮助您更好地理解和应用结构设计。

1. 结构设计的定义和目标:结构设计是指根据建筑物所需的功能和荷载要求,确定结构的类型、尺寸和形式,以满足安全、经济和美观的要求。

2. 结构设计的基本原理:结构设计的基本原理包括静力平衡、刚度和强度的平衡、结构的稳定性和可靠性等。

3. 结构设计的荷载:结构设计中的荷载包括恒定荷载、可变荷载、风荷载、地震荷载等。

4. 结构设计的结构形式:结构设计根据建筑物的功能和要求,可以采用框架结构、悬索结构、拱形结构等不同的结构形式。

5. 结构设计的材料选择:结构设计中常用的材料有混凝土、钢材、木材等,在选择材料时需要考虑强度、刚度、耐久性等因素。

6. 结构设计的结构分析方法:结构设计中常用的结构分析方法有静力分析、动力分析、有限元分析等。

7. 结构设计的结构连接:结构设计中的结构连接包括螺栓连接、焊接连接、粘接连接等,连接的质量对结构的安全性和稳定性至关重要。

8. 结构设计的结构构件:结构设计中的结构构件包括柱、梁、墙、板等,每种构件的尺寸和形式都需要满足力学和建筑要求。

9. 结构设计的结构刚度:结构设计中的结构刚度对结构的稳定性和变形性能有重要影响,刚度的设计需要考虑荷载、材料和连接等因素。

10. 结构设计的结构强度:结构设计中的结构强度是指结构抵抗外部荷载和内力的能力,强度的设计需要满足建筑和安全规范的要求。

11. 结构设计的结构稳定性:结构设计中的结构稳定性是指结构在受到荷载作用时不发生失稳和破坏的能力,稳定性的设计需要考虑结构形式、构件布置和连接方式等因素。

12. 结构设计的结构可靠性:结构设计中的结构可靠性是指结构在使用寿命内满足设计要求的概率,可靠性的设计需要考虑结构分析、材料和构件的可靠性等。

13. 结构设计的地震设计:地震设计是结构设计中非常重要的一项内容,需要考虑地震荷载、抗震设防烈度和结构的抗震性能等因素。

建筑的结构设计及其特点

建筑的结构设计及其特点

建筑的结构设计及其特点建筑的结构设计是指建筑物在满足使用功能和美学要求的同时,通过合理的结构安排和材料运用,使建筑物能够安全、稳定地承受各种力的作用,并达到持久耐久的目的。

本文将探讨建筑的结构设计及其特点。

1. 基本概念建筑的结构设计是建筑学中的重要组成部分。

它涉及建筑物的骨架、承重墙、地基、屋顶和横梁等各个方面。

一个好的结构设计不仅要考虑建筑物的外观,还要充分考虑力学、材料学和工程技术等方面的知识。

2. 结构设计原理在建筑物的结构设计中,有一些基本原理需要遵循。

首先是力的平衡原理。

建筑物在承受各种外力作用时,必须能够保持力的平衡,才能确保其稳定性。

其次是最佳性原理,即在满足强度和稳定性的前提下,设计结构应尽量节约材料和减少结构的自重。

此外,还要考虑材料的可行性、施工的可操作性等因素。

3. 结构设计方法在实际的结构设计中,可以采用多种方法来满足建筑物的需求。

常见的结构设计方法有框架结构、桁架结构、拱结构、悬索结构等。

不同的结构设计方法适用于不同的建筑类型和功能需求。

例如,大跨度建筑通常采用悬索结构或拱结构,而多层建筑可采用框架结构。

4. 结构设计的特点(1)稳定性:结构设计的首要目标是确保建筑物的稳定性。

结构设计师需要计算建筑物所受到的各种力,并通过合理的结构安排来平衡这些力,使建筑物能够稳定地承受外力的作用。

(2)可靠性:结构设计需要保证建筑物能够在设计寿命内始终保持其功能和安全性。

设计师需要考虑各种外界因素对建筑物的影响,如地震、风力等,以确保建筑物在各种条件下都能安全可靠地使用。

(3)经济性:结构设计不仅要满足功能和安全要求,还需要尽可能减少材料和施工成本。

结构设计师需要在保证结构强度的前提下,找到材料使用的最佳方案,以降低建设成本。

(4)美观性:结构设计也要考虑建筑物的外观美观性。

通过合理的结构设计和材料运用,可以打造出独特而美观的建筑形态,使建筑物融入周围环境并具有艺术感。

总结:建筑的结构设计在建筑学中具有重要地位。

结构设计个人总结

结构设计个人总结

结构设计个人总结在结构设计方面,我有以下个人总结:首先,结构设计是指根据建筑物的功能和技术要求,确定建筑物的主体结构框架和各种构件的布置和尺寸,以及建筑物在力学条件下的稳定性、刚度和抗震性能。

结构设计是建筑工程中非常重要的一环,对于建筑物的安全性和使用寿命有着关键性影响。

其次,结构设计需考虑建筑物的功能需求。

不同的建筑物有不同的功能需求,比如住宅建筑需要提供居住空间,办公建筑需要提供办公空间,商业建筑需要提供商业空间等。

结构设计需要根据不同的功能需求确定不同的结构形式和材料选择。

第三,结构设计需要考虑建筑物的技术要求。

不同的建筑物对于结构的技术要求也有所不同,比如高层建筑的结构设计需要考虑其抗震性能和承载能力,桥梁的结构设计需要考虑其承载能力和稳定性等。

结构设计师需要根据建筑物的技术要求进行合理的结构设计。

第四,结构设计需要考虑力学条件下的稳定性、刚度和抗震性能。

结构设计师需要根据建筑物所处的地理环境和力学条件,合理设计结构的稳定性、刚度和抗震性能。

结构设计需要考虑建筑物在自重、荷载和风荷载等作用下的变形和破坏情况,保证建筑物的稳定性和安全性。

第五,结构设计需要考虑可持续发展的要求。

随着人们对环境保护和可持续发展的重视,结构设计也需要考虑材料的选择和使用,以及建筑物的节能和环保技术应用。

结构设计师需要选择可再生材料,减少能源消耗,降低建筑物的碳排放。

最后,结构设计需要注重团队合作和沟通。

结构设计师往往需要与其他专业人员合作,比如建筑师、土木工程师等,共同完成建筑物的设计。

团队合作和沟通对于结构设计的成功非常重要,建筑师需要与其他专业人员密切合作,了解他们的需求和要求,协调各专业之间的关系,保证建筑物的整体设计效果和安全性。

综上所述,结构设计是建筑工程中非常重要的一个环节。

在结构设计中,需要考虑建筑物的功能需求、技术要求、力学条件下的稳定性、刚度和抗震性能,以及可持续发展的要求。

结构设计师需要与其他专业人员密切合作和沟通,共同完成建筑物的设计。

建筑结构设计原理的核心概念与基本原则解析

建筑结构设计原理的核心概念与基本原则解析

建筑结构设计原理的核心概念与基本原则解析在建筑领域中,结构设计是一项至关重要的工作。

它涉及到建筑物的稳定性、强度和安全性等方面,直接影响到建筑物的使用寿命和居住者的安全。

本文将解析建筑结构设计的核心概念与基本原则,以帮助读者更好地了解这一领域。

一、核心概念1. 结构:建筑物的结构是指支撑和承载建筑物自身或外部作用力的各项构件,包括梁、柱、墙等。

结构的设计需考虑建筑物的功能、外部环境以及材料的选择。

2. 荷载:荷载是指作用在建筑物上的力或力矩。

荷载可以分为静态荷载和动态荷载。

静态荷载包括自重荷载、雨水荷载等,而动态荷载则包括地震荷载、人员活动引起的荷载等。

3. 强度:强度是指建筑结构所能承受的最大荷载。

在结构设计中,需要确保结构能够安全地承受外部作用力,避免出现塌方等意外情况。

4. 稳定性:稳定性是指建筑结构保持平衡的能力。

稳定性设计旨在确保建筑物在受到外部力作用时不发生倾覆或失稳。

5. 钢结构和混凝土结构:钢结构和混凝土结构是目前常见的建筑结构类型。

钢结构具有高强度和较大的跨度优势,适用于大跨度的大型建筑物;混凝土结构具有较好的耐久性和抗震性能,适用于多层住宅和办公楼等建筑。

二、基本原则1. 安全性:安全性是建筑结构设计的首要原则。

设计师需要根据荷载和使用需求来选择适当的结构形式和材料,并合理设计构件的尺寸和连接方式,确保建筑物能够安全承载荷载。

2. 经济性:经济性是建筑结构设计的重要原则。

设计师需要在确保安全性的前提下,尽量减少材料和成本的使用,提高建筑物的使用寿命。

3. 简洁性:简洁性是建筑结构设计的追求目标之一。

设计师应尽量简化结构形式和构件的布局,减少不必要的细节和附加工艺,提高施工效率。

4. 美观性:美观性是建筑结构设计的重要考虑因素之一。

设计师需要将结构元素融入建筑整体,使建筑物既具有良好的结构性能,又具备美观的外观。

5. 可持续性:可持续性是当代建筑结构设计的关键原则。

设计师应采用环保材料,考虑建筑物的能源利用效率和生命周期环境影响,减少对环境的负面影响。

我对建筑结构设计的认识

我对建筑结构设计的认识

我对建筑结构设计的认识- 结构理论适用、安全、经济、美观、便于施工是进行建筑结构设计的原则。

这五个方面各有所重,又互为矛盾,一个优秀的建筑结构设计往往是这五个方面的最佳结合。

往往设计人员注意到适用、安全、经济、美观,而忽略了便于施工。

有时设计人员为图方便,用偏于安全的简化方法计算,虽然既省事又保证安全,却增加了造价。

结构设计一般在建筑设计之后,“受制”于建筑设计,但又“反制” 建筑设计。

结构设计不能破坏建筑设计,建筑设计不能超出结构设计的能力范围。

结构设计决定建筑设计能否实现,在这个意义上,结构设计显得更为重要。

但一棟标志性建筑建成后,往往建筑师便成为了人们心目中的建造者,为了实现该建筑设计而付出辛勤劳动一丝不苟的结构师并不为人们所知。

但无论如何,设计一个适用、安全、经济、美观、便于施工的结构设计方案是结构设计人员的责任。

根据我对建筑结构的理解,建筑结构设计可分为整体设计和部件设计两部分。

整体设计包括结构体系的选择,柱网的布置,梁的布置,剪力墙的分布,基础的选型等。

整体设计一般分主体和基础两部分进行。

设计人员根据建筑物的性质、高度、重要程度、当地的抗震设防列度、风力情况等条件来选择合适的结构体系。

是采用砖混结构、框架结构、框剪结构、框支结构、筒体,还是巨型框架……选定结构体系后,就要具体决定柱、梁、墙(剪力墙)的分布和尺寸等。

在进行主体结构内力计算后,主体结构底截面的内力成了基础选型和计算的重要依据。

内力计算一般尽量简化为平面体系来计算,但有时必须采用空间受力体系来计算。

无论怎样,内力计算最终是对柱、梁、板、墙(剪力墙)和块体这五种部件的计算。

也就是说,进行整体设计后,就要进行部件设计。

梁和柱一般可看作细长杆件,内力情况与计算体系相符合。

单向板可简化为单位宽度的梁来计算,双向板的计算理论也较成熟,异型板的计算就较为复杂,应尽量避免。

对于单片的剪力墙,一般把它视作薄壁柱来近似计算,有时要考虑翼缘的作用;对于筒体结构中的剪力墙则要用空间力学的方法来计算。

对结构设计的认识和理解

对结构设计的认识和理解

对结构设计的认识和理解如下:
1.结构设计是工程设计的核心:结构设计是建筑物或构筑物的基
础和骨架,它决定了建筑物的安全性和稳定性。

一个好的结构设计能够确保建筑物的正常使用和耐久性,防止自然灾害和人为因素对建筑物造成损害。

2.结构设计需要综合考虑多种因素:结构设计需要考虑的因素非
常多,包括建筑物的功能需求、技术要求、经济因素和环境条件等。

结构设计需要在满足安全性和稳定性的前提下,尽可能地优化设计方案,以达到经济、实用和美观的效果。

3.结构设计需要借助先进的计算和分析工具:随着科技的发展,
现代的结构设计需要借助各种先进的计算和分析工具,如有限元分析、结构优化算法等,这些工具可以帮助设计师更加准确地预测和分析结构的性能,优化设计方案。

4.结构设计需要遵循规范和标准:为了确保结构的安全性和稳定
性,结构设计需要遵循各种相关的规范和标准,如建筑规范、结构设计规范等。

设计师必须熟悉这些规范和标准,并严格遵守。

5.结构设计需要考虑施工的可操作性:结构设计不仅需要考虑建
筑物的安全性和稳定性,还需要考虑施工的可操作性。

一个好的结构设计应该充分考虑到施工的实际情况,包括施工材料、施工设备和施工工艺等,以确保施工的顺利进行。

总的来说,结构设计是一个复杂而重要的过程,它需要设计师具备扎
实的专业知识和丰富的实践经验。

通过深入了解结构设计的各个方面,设计师可以更好地为项目的成功实施提供技术支持和保障。

我对建筑结构设计的认识

我对建筑结构设计的认识

我对建筑结构设计的认识一、提纲1.建筑结构设计的基础概念2.建筑结构设计的原则和标准3.建筑结构设计的分类和应用4.建筑结构设计的优化与创新5.建筑结构设计的未来发展方向与展望二、建筑结构设计的基础概念建筑结构设计是指建筑物的梁柱墙板、屋面、楼梯与走廊、屋架、拱形结构、框架结构等构件的设计。

其核心在于确定建筑物承重构件的类型、数量、形式和位置,以满足建筑物的受力要求,确保建筑物的安全可靠性、经济合理性和美观性。

建筑结构设计的目标是正确地应用力学和材料学原理,使建筑物的结构满足设计要求,且具备稳定性、刚度和耐久性。

三、建筑结构设计的原则和标准建筑结构设计的原则包括合理性原则、工程实践原则、可靠性原则、经济合理原则、美学原则等。

设计标准则包括建筑结构设计规范、建筑设计技术规范、国家标准等。

设计时需遵循的几个步骤,包括建筑物的荷载估算、受力分析、结构选型、结构系统选型、构造设计、施工图设计和结构计算等。

四、建筑结构设计的分类和应用建筑结构设计的分类有以下几种:简单结构、悬挂结构、刚架结构、网格结构、桁架结构、拱形结构、筒壳结构、薄壳结构、索链结构、纤维结构。

应用方面,建筑结构设计广泛应用于民用建筑、工业厂房、桥梁、地下隧道、地铁站房等。

五、建筑结构设计的优化与创新优化设计是指在材料、建造技术、方法等方面进行优化,以提高结构的质量和效率,同时降低成本。

创新设计则是指从结构形式、材料种类、结构拼装方式等方面进行创新,以实现新的结构形态和功能需求。

六、建筑结构设计的未来发展方向与展望未来建筑结构设计的发展方向将更加注重绿色、可持续发展。

建筑结构的材料将更加环保,施工方式将更加绿色,结构设计与建筑功能将更加相匹配。

同时建筑设计也将会增强“智能化”,辅助设计、BIM技术和虚拟现实技术将广泛应用于建筑结构设计,具备更高的智能化、数字化和个性化定制等特点。

七、案例分析1. 国家体育馆(雷曼克拉夫特事务所设计)2. 上海环球金融中心(金茂集团设计)3. 中央电视台总部大楼(OMA事务所设计)4. 沙特阿拉伯吉达王国塔(英国博斯特、USA特雷勒合作设计)5. 埃菲尔铁塔(古斯塔夫·埃菲尔和莫里斯·科森设计)以上案例是建筑设计方面的代表性建筑物,它们的结构设计充分体现了各式结构形态、以及新型建材的应用,为建筑结构设计领域开创了新的局面。

结构在设计里的名词解释

结构在设计里的名词解释

结构在设计里的名词解释设计,作为一门创造性的艺术和科学,涉及各个领域和行业。

无论是建筑、工业、图形、服装设计,还是网页和产品设计,结构在设计中都扮演着重要的角色。

结构,在设计的语境中,指的是一个物体或系统的组织方式和力量传递的方式。

本文将从建筑、工业和图形设计的角度解释结构在设计中的含义和影响。

1. 结构在建筑设计中的意义在建筑设计中,结构涉及到建筑物的形式和力量的传递。

一个建筑物的结构设计对于其稳定性、安全性和美观度都至关重要。

首先,结构决定了建筑物的稳定性。

一个稳定的结构能够承受各种自然力(如重力、风力和地震力)和人为力(如使用者的活动和负荷)的作用,确保建筑物在各种情况下不倒塌或受损。

其次,结构对于建筑物的安全性至关重要。

良好设计的结构可以避免潜在的结构故障和意外事故,保护使用者的生命和财产安全。

最后,结构设计同时也关乎建筑物的美观度。

一个好的结构设计可以创造出独特的建筑形式,使建筑物既具有功能性,又具有艺术美感,与周围环境协调一致。

2. 结构在工业设计中的重要性在工业设计中,结构不仅涉及产品的外观和形式,还关乎产品的功能和耐用性。

工业设计的目标是创造出具有良好体验的产品,结构的设计起着至关重要的作用。

首先,结构设计对于产品的功能性至关重要。

一个好的结构设计可以保证产品的各个部分有良好的相互配合,使产品能够正常运作并实现其预期功能。

其次,结构设计也影响着产品的耐用性。

一个坚固耐用的结构可以保证产品在使用过程中不易损坏或变形,延长产品的使用寿命,提高用户的满意度。

此外,结构设计也要考虑产品的制造成本和可维修性。

合理的结构设计可以减少产品的制造难度和成本,以及维修和维护的难度和成本。

3. 结构在图形设计中的作用在图形设计中,结构指的是一种组织元素的方式和布局。

图形设计的目标是通过组合各种元素(如文字、图片、形状和颜色)来传达信息和引起观者的共鸣。

结构设计对于图形设计起着至关重要的作用。

首先,结构设计可以帮助观者更好地理解和接受信息。

结构设计的基本概念

结构设计的基本概念

问题二:结构上的荷载
子问题5:荷载代表值
结构设计时,应对荷载赋予一个规定的量值,该量值即为荷载代表值。 1.永久荷载代表值 永久荷载代表值采用荷载标准值。常用材料的自重(体荷载标准值)可从 《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012) (以下简称《荷载规范》)查取。 结构分析时往往需要将体荷载标准值换算为线荷载。例: 某钢筋混凝土矩形截面梁的截面尺寸为200mm×500mm,若取钢筋混凝土的 单位体积的自重标准值为25kN/ m3,则该梁的自重标准值(线荷载)为: 0.2×0.5×25=2.5(kN/m)
:本书中如无特别说明,一般是指直接作用(即荷载)。
问题二:结构上的荷载
子问题3:荷载的分类
回顾:
荷载:指施加在结构上的集中力或分布力系,如结构的自重、楼面荷载、 雪荷载、风荷载等。
按随时间的变异情况不同,结构上的荷载可分为下列三类:
1. 永久荷载(恒荷载或恒载) 2. 可变荷载(活荷载或活载)
本书仅涉及恒载与活载
将实际结构简化为结构分析模型,并在其上施加荷载,通过力学分析手段确定 结构的荷载效应(内力、变形、裂缝等),我们称之为结构分析。一般情况下, 我们特别关注结构的内力(弯矩、剪力、轴力、扭矩等),在不至混淆的情况 下,我们通常称之为结构内力分析。
目前,结构内力分析多借助计算机进行。结构内力分析与设计的软件很多,目 前国内的设计院通常采用中国建筑科学院的PKPM软件。 PKPM软件应用示例
问题二:结构上的荷载
子问题5:荷载代表值
2.可变荷载代表值 可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为其代 表值。 1) 可变荷载标准值 作用于建筑结构的可变荷载,包括楼面均布活荷载、屋面均布活荷载、屋面 积灰荷载、施工和检修荷载及栏杆荷载、吊车荷载、雪荷载、风荷载等。 可变荷载的标准值可从《荷载规范》中查取。

什么是产品的结构设计

什么是产品的结构设计

产品的结构设计是指产品在创新研发环节中结构设计工程师根据产品功能而进行的内部结构的设计工作,产品结构设计的主要工作包括根据外观模型进行零部件的分解、确定各个部件的连接固定方法及位置关系、设计产品使用和运动功能的实现方式、确定产品各部分的使用材质材料和表面处理工艺等等,产品结构设计是机械设计的基本内容之一,也是设计过程中花费时间最多的一个重要工作环节。

在产品的形成过程中,起着十分重要的关键作用。

产品结构设计是产品开发设计中的核心
对于一个产品来说,往往从不同的角度提出许多要求或限制条件,而这些要求或限制条件常常是彼此对立的。

例如:高性能与低成本的要求,结构紧凑与避免干涉或足够调整空间的要求,在接触式密封中既要密封可靠又要运动阻力小的要求,以及零件既要加工简单又要装配方便的要求等
等。

结构设计必须面对这些要求与限制条件,并需根据各种要求与限制条件的重要程度去寻求某种“平衡”,求得对立中的统一。

产品结构设计需要专业的设计团队
牛顿说过:如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩上。

一个成功的产品结构设计离不开一个由具有专业结构工程师、机械工程师、产品设计师组成的设计团队,就相当于牛顿站在了巨人的肩上。

产品结构设计。

结构设计原理的认识及理解

结构设计原理的认识及理解

结构设计原理的认识及理解结构设计原理是指在建筑、机械、航空航天等领域中,通过对结构力学、材料力学等相关理论的应用,以及结合设计目标和约束条件,使用科学的方法和原则对结构系统进行设计的过程。

结构设计原理的核心任务是保证结构的安全、经济和可行性,同时尽可能地满足设计要求。

结构设计原理的基本理解是从力学原理和材料力学角度出发,将力学规律和材料性能应用于实际的结构设计中。

具体来说,结构设计原理涉及以下几个方面的内容:1. 载荷分析和设计要求:结构设计原理的第一步是确定结构要承受的载荷,包括静荷载、动荷载、地震荷载等。

通过载荷分析,确定设计要求,如结构的承载能力、刚度要求、振动要求等。

2. 结构模型的选择和建立:结构设计原理根据实际情况,选择适合的结构模型,可以是一维杆模型、二维平面框架模型或三维空间框架模型等。

结构模型的建立是结构设计的基础,决定了对结构的力学行为进行分析的方法。

3. 结构内力分析:结构设计原理通过力学原理和相关计算方法,对结构的内力进行分析。

内力分析是结构设计的重要环节,通过计算各个构件的内力大小和分布情况,可以评估结构的强度和稳定性,并进行结构优化。

4. 材料选型和强度计算:结构设计原理需要根据结构的载荷和设计要求,选择合适的材料,并进行强度计算。

强度计算包括确定材料的抗拉强度、抗扭强度、抗弯强度等,并与设计要求进行对比,确保结构在使用过程中不会发生破坏和失效。

5. 结构设计与构造处理:结构设计原理结合结构形式和材料特性,进行结构构造的布置和处理。

结构的布置包括结构单元的组合和形式,以及梁、柱、墙等构件的位置和排布。

构造处理包括结构连接方式的设计和施工方法的选择等。

6. 结构优化和合理性评价:结构设计原理在设计过程中需要进行结构优化和合理性评价。

结构优化是指通过改变结构的几何形态、材料参数或截面尺寸等,使结构在满足设计要求的前提下达到最优的设计效果。

合理性评价是对结构设计方案的合理性进行判断,包括结构的经济性、安全性、可行性等方面。

结构设计的步骤

结构设计的步骤

结构设计的步骤一、引言结构设计是指在建筑、工程或产品设计中,根据特定的需求和目标,通过合理的布局和组织,确定各个组成部分之间的关系,以实现预期的功能和效果。

结构设计的过程可以分为以下几个步骤。

二、需求分析在进行结构设计之前,首先需要进行需求分析。

这一步骤的目的是明确设计的目标和要求,了解用户的需求和期望,以及相关的技术和法规要求。

通过充分了解需求,可以为后续的设计提供明确的指导和依据。

三、概念设计概念设计是指在需求分析的基础上,进行初步的设计构思和方案选择。

在这一阶段,设计师可以利用自己的经验和创造力,提出多种可能的设计方案,并对其进行评估和比较。

通过分析各种方案的优缺点,选择最合适的方案进行进一步的设计。

四、详细设计在概念设计确定之后,就可以进行详细设计了。

详细设计是指将概念设计转化为具体的构造和细节。

这一阶段需要考虑各种技术问题和约束条件,包括材料的选择、结构的强度和稳定性、施工的可行性等。

通过详细设计,可以确定构件的尺寸、形状和连接方式,为后续的制造和施工提供准确的依据。

五、材料选择材料选择是结构设计中非常重要的一步。

不同的材料具有不同的性能和特点,需要根据设计的要求和约束条件选择合适的材料。

在材料选择的过程中,需要考虑材料的强度、刚度、耐久性、成本等因素,并进行相应的分析和比较。

六、施工和制造施工和制造是结构设计的实施阶段。

在这一阶段,需要根据设计图纸和规范要求,进行材料的采购、构件的加工和制造,以及结构的组装和安装。

在施工和制造的过程中,需要保证质量和安全,并进行必要的检验和测试,以确保结构的性能和可靠性。

七、检验和验收检验和验收是结构设计完成后的重要环节。

通过检验和验收,可以验证设计的质量和符合性,确保结构满足设计要求和使用需求。

在检验和验收的过程中,需要进行各种试验和检测,包括结构的强度测试、性能评估等。

八、维护和改进维护和改进是结构设计的持续过程。

一旦结构投入使用,就需要进行定期的维护和保养,以确保结构的性能和功能不受损害。

产品的结构设计的定义

产品的结构设计的定义

产品的结构设计的定义产品的结构设计是指在产品开发过程中,对产品整体结构进行规划和设计的过程。

它包括了产品的组成部分、组件之间的关系以及各部分的功能和性能要求等方面。

一个良好的结构设计可以提高产品的可靠性、可维护性和可扩展性,提升产品的竞争力和用户体验。

产品的结构设计应该合理划分产品的组成部分。

在产品开发过程中,通常会将产品分为多个模块或部件,每个部件负责完成不同的功能。

通过合理划分,可以将产品的功能模块化,降低了各个模块之间的耦合度,提高了产品的可维护性和可扩展性。

例如,在一款智能手机的结构设计中,可以将主板、屏幕、电池、摄像头等部件划分为不同的模块,以便于设计和生产。

产品的结构设计需要合理安排各部件之间的关系。

不同部件之间的关系可以分为机械连接、电气连接和数据传输等多种方式。

在结构设计中,需要考虑各部件之间的连接方式、连接点的位置以及连接元件的选择。

合理的连接设计可以提高产品的稳定性和可靠性,减少故障率。

例如,在一款汽车的结构设计中,需要考虑发动机与传动系统的连接方式、车轮与悬挂系统的连接方式等,以确保整车的性能和安全。

产品的结构设计还需要考虑各部件的功能和性能要求。

不同部件在产品中承担着不同的功能,对于功能性能的要求也各不相同。

在结构设计中,需要明确各部件的功能定位和性能指标,并在设计过程中进行合理的优化和调整。

例如,在一款空调的结构设计中,需要考虑压缩机的制冷量、风扇的风量、热交换器的传热效果等,以提供符合用户需求的产品。

产品的结构设计还需要考虑制造和装配的可行性。

在设计过程中,需要充分考虑产品的制造工艺和装配要求,以确保产品的生产效率和质量稳定。

合理的结构设计可以简化生产流程、降低成本,并提高产品的一致性和可靠性。

例如,在一款家用电器的结构设计中,需要充分考虑零部件的加工难度、装配顺序和工装夹具的设计等因素,以提高产品的生产效率和质量。

产品的结构设计是产品开发过程中至关重要的一环。

通过合理的划分、合理的连接、明确的功能和性能要求以及考虑制造和装配的可行性,可以设计出具有竞争力和用户体验的优秀产品。

结构及其设计的主要知识点

结构及其设计的主要知识点

结构及其设计的主要知识点结构设计是指根据建筑物的用途、荷载、材料以及空间要求等因素,合理选择和布置构件、构造形式和施工工艺,确保建筑物具有稳定性、安全性、经济性和美观性的设计过程。

下面将介绍结构设计的主要知识点,包括结构类型、荷载分析、构件选择和构造形式等。

一、结构类型1. 框架结构:框架结构是由纵向柱和横向梁组成的,通常用于高层建筑和工业厂房的设计。

2. 桁架结构:桁架结构由杆件和节点组成,常用于跨度大、荷载轻的建筑物,如体育馆和展览馆。

3. 壳体结构:壳体结构是由曲面构成的,常见于穹顶和拱桥等建筑物。

4. 悬索结构:悬索结构由索、主塔和锚井组成,适用于大跨度桥梁和特殊形状的建筑物。

二、荷载分析荷载分析是指对结构受到的外部荷载进行分析和计算,确定结构的内力和变形。

常见的荷载包括自重荷载、活荷载、风荷载和地震荷载等。

在进行荷载分析时,需要根据建筑物的用途和规范要求确定荷载的大小和作用位置。

三、构件选择构件选择是指根据结构的受力状态和工作条件,选择合适的构件材料和尺寸。

常见的结构构件包括柱、梁、板、墙和基础等。

在进行构件选择时,需要考虑构件的承载能力、变形性能和耐久性等因素。

四、构造形式构造形式是指结构构件的连接方式和施工工艺。

常见的构造形式包括焊接、螺栓连接和混凝土浇筑等。

选择合适的构造形式可以提高结构的刚度和稳定性,确保结构的安全性和耐久性。

在结构设计的过程中,还需要考虑施工的可行性和经济性。

合理的结构设计可以减少材料的使用量,提高建筑物的安全性和经济性。

因此,结构设计师需要具备扎实的理论基础和丰富的实践经验,以确保建筑物的结构设计符合相关规范和标准要求。

总结起来,结构设计的主要知识点包括结构类型、荷载分析、构件选择和构造形式等。

通过合理选择和布置构件、构造形式和施工工艺,结构设计可以保证建筑物的稳定性、安全性、经济性和美观性,同时满足相关规范和标准的要求。

结构设计师需要具备扎实的理论基础和丰富的实践经验,以确保建筑物的结构设计能够满足用户的需求和预期效果。

结构设计概括

结构设计概括

1.结构设计的概念及内容: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。

结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素。

包括基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等等。

然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系,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。

结构设计的内容由上可知为:基础的设计。

上部结构的设计和细部设计。

2.结构设计的阶段: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:一: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。

二: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。

三: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。

三: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。

施工图设计阶段的内容为:根据上述计算结果,来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。

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结构设计的理解建筑结构狭义的建筑指各种房屋及其附属的构筑物。

建筑结构是在建筑中,由若干构件,即组成结构的单元如梁、板、柱等,连接而构成的能承受作用(或称荷载)的平面或空间体系。

建筑结构因所用的建筑材料不同,可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、轻型钢结构、木结构和组合结构等。

《建筑结构设计统一标准(GBJ68-84)》该标准是为了合理地统一各类材料的建筑结构设计的基本原则,是制定工业与民用建筑结构荷载规范、钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规范以及地基基础和建筑抗震等设计规范应遵守的准则,这些规范均应按本标准的要求制定相应的具体规定。

制定其它土木工程结构设计规范时,可参照此标准规定的原则。

本标准适用于建筑物(包括一般构筑物)的整个结构,以及组成结构的构件和基础;适用于结构的使用阶段,以及结构构件的制作、运输与安装等施工阶段。

本标准引进了现代结构可靠性设计理论,采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定,即将各种影响结构可靠性的因素都视为随机变量,使设计的概念和方法都建立在统计数学的基础上,并以主要根据统计分析确定的失效概率来度量结构的可靠性,属于“概率设计法”,这是设计思想上的重要演进。

这也是当代国际上工程结构设计方法发展的总趋势,而我国在设计规范(或标准)中采用概率极限状态设计法是迄今为止采用最广泛的国家。

结构可靠度建筑结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性三项要求。

结构可靠度是结构可靠性的概率度量,其定义是:结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率,称为结构可靠度。

其“规定的时间”是指设计基准期50年,这个基准期只是在计算可靠度时,考虑各项基本变量与时间关系所用的基准时间,并非指建筑结构的寿命;“规定的条件”是指正常设计、正常施工和正常的使用条件,不包括人为的过失影响;“预定的功能”则是能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用的能力(即安全性);在正常使用时具有良好的工作性能(即适用性);在正常维护下具有足够的耐久性能(耐久性)。

在偶然事件发生时及发生后,仍能保持必需的整体稳定性。

结构能完成预定功能的概率称为可靠概率p↓s,结构不能完成预定功能的概率称为失效概率P↓f,p↓f=1-Ps,用以度量结构构件可靠度是用可靠指标β,它与失效概率p↓f的关系为p↓f=ψ(-β)。

根据对正常设计与施工的建筑结构可靠度水平的校正结果,并考虑到长期的使用经验和经济后果后,《统一标准》给出构件强度的统-β值:对于安全等级为二级的各种构件,延性破坏的,β=3.2;脆性破坏的,β=3.7。

影响结构可靠度的因素主要有:荷载、荷载效应、材料强度、施工误差和抗力分析五种,这些因素一般都是随机的,因此,为了保证结构具有应有的可靠度,仅仅在设计上加以控制是远远不够的,必须同时加强管理,对材料和构件的生产质量进行控制和验收,保持正常的结构使用条件等都是结构可靠度的有机组成部分。

为了照顾传统习惯和实用上的方便,结构设计时不直接按可靠指标β,而是根据两种极限状态的设计要求,采用以荷载代表值、材料设计强度(设计强度等于标准强度除以材料分项系数)、几何参数标准值以及各种分项系数表达的实用表达式进行设计。

其中分项系数反映了以β为标志的结构可靠水平。

一些基本概念2建筑结构的安全等级建筑结构设计时,应根据结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性,采用不同的安全等级。

它以结构重要性系数的形式反映在设计表达式中,如表4-2。

建筑物中各类结构构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同,对其中部分结构构件的安全等级可进行调整,但不得低于三级。

荷载的代表值是结构或构件设计时采用的荷载取值,它包括标准值、准永久值和组合值等。

设计时应根据不同极限状态的设计要求来确定采用哪一种荷载值。

1.荷载标准值(G↓K、Q↓K)。

荷载的基本代表值,是结构设计按各类极限状态设计时所采用的荷载代表值。

2.荷载组合值(ψ↓qQ↓x)。

是当结构承受两个或两个以上可变荷载时,承载能力极限状态按基本组合设计及正常使用极限状态按短期效应组合设计所采用的荷载代表值。

3.荷载准永久值(ψ↓cQ↓K)。

是正常使用极限状态长期效应组合设计时所采用的荷载代表值。

因此,永久荷载只有标准值作为它的唯一代表值,而可变荷载的代表值则除了标准值外,还有组合值和准永久值。

结构自重的标准值,可按设计尺寸与材料的标准容重计算。

可变荷载的标准值Q↓K,应根据荷载的观测和试验数据,并考虑工程经验,按设计基准期最大荷载概率分布的某一分位值确定,设计时可按《荷载规范》采用。

荷载组合值系数ψ↓c应根据两个或两个以上可变荷载在设计基准期内的相遇情况及其组合的最大荷载效应概率分布,并考虑结构构件可靠指标具有一致性的原则确定。

一般情况下,当有风荷载参与组合时,ψc取0.6;当没有风荷载参与组合时,ψc取1.0;对于高层建筑和高耸构筑物,其组合中风荷载效应的Ψ↓c均取1.0;在一般框架、排架结构的简化组合中,当参与组合的可变荷载有两个或两个以上,且其中包括风荷载时,ψ取0.85;其他情况,Ψ均取1.0。

荷载准永久值系数Ψ↓q是荷载准永久值与荷载标准值的比值。

荷载准永久值应按在设计基准期内荷载达到和超过该值的总持续时间T,与设计基准期T的比值确定,比值Tq /T可采用0,5。

所以荷载准永久值相当于任意时点荷载概率密度函数50%的分位值。

结构上的作用各种施加在结构上的集中或分布荷载,以及引起结构外加变形或约束变形的原因,均称为结构上的作用。

引起结构外加变形或约束变形的原因系指地层、基础沉降、温度变化和焊接等作用。

结构上前作用可按下列原则分类:1.按其随时间的变异性和出现的可能性可分为永久作用,如结构自重、土压力、预应力等;可变作用,如楼面活荷载、风、雪荷载、温度等;偶然作用,如地震、****、撞击等。

2.按随空间位置的变异分为固定作用,如楼面上的固定设备荷载、构件自重等;可动作用,如楼面上人员荷载、吊车荷载等。

3.按结构的反应分为静态作用,如结构自重、楼面活荷重等;动态作用,如地震、吊车荷载及高耸结构上的风荷载等。

结构的作用效应作用引起的结构或构件的内力和变形即称为结构的作用效应。

常见的作用效应有:1.内力。

(1)轴向力,即作用引起的结构或构件某一正截面上的法向拉力或压力;(2)剪力,即作用引起的结构或构件某一截面上的切向力;(3)弯矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的内力矩;(4)扭矩,即作用引起的结构或构件某一截面上的剪力构成的力偶矩。

2.应力。

如正应力、剪应力、主应力等。

3.位移。

作用引起的结构或构件中某点位置改变(线位移)或某线段方向的改变(角位移)。

4.挠度。

构件轴线或中面上某点在弯短作用平面内垂直于轴线或中面的线位移。

5.变形。

作用引起的结构或构件中各点间的相对位移。

变形分为弹性变形和塑性变形。

6.应变:如线应变、剪应变和主应变等。

抗力结构或构件承受作用效应的能力称为抗力,如强度、刚度和抗裂度等。

强度:材料或构件抵抗破坏的能力,其值为在一定的受力状态和工作条件下,材料所能承受的最大应力或构件所能承受的最大内力(承载能力)。

刚度:结构或构件抵抗变形的能力,包括构件刚度和截面刚度,按受力状态不同可分为轴向刚度、弯曲刚度、剪变刚度和扭转刚度等。

对于构件刚度,其值为施加于构件上的力(力矩)与它引起的线位移(角位移)之比。

对于截面刚度,在弹性阶段,其值为材料弹性模量或剪变模量与截面面积或惯性矩的乘积。

抗裂度:结构或构件抵抗开裂的能力。

一些基本概念3弹性模量(E)、剪变模量(G)、变形模量(Edef)弹性模量:材料在单向受拉或受压且应力和应变呈线性关系时,截面上正应力与对应的正应变的比值:E:σ/ε。

剪变模量:材料在单向受剪且应力和应变呈线性关系时,截面上剪应力与对应的剪应变的比值:G=τ/γ(τ为剪应力,γ为剪切角)。

在弹性变形范围内,G=E/2(1+υ)。

υ——泊松比,预料在单向受拉或受压时,横向正应变与轴向正应变的比值。

如对钢材,=0.3,算得G=0.384E;对混凝土,υ=1/6,则得G=0.425E。

变形模量:材料在单向受拉或受压且应力和应变呈非线性(或部分线性和部分非线性)关系时,截面上正应力与对应的正应变的比值。

例如混凝土,其应力应变关系只是在快速加荷或应力小于fc/3(fc为混凝土轴心抗压强度)时才接近直线,而一般情况下应力应变为曲线关系。

混凝土规范中的Ec是在应力上限为σ:0.5fc 反复加荷5~10次后变形趋于稳定,应力应变曲线接近于直线,其斜率即为混凝土的弹性模量Ec。

当应力较大时,应力应变曲线上任一点,与原点。

的联线oa的斜率称为混凝土的变形模量E=tga↓1。

E′c也称为割线模量。

变形模量可用弹性模量表示:E′c=,Ec。

υ为弹性系数,随应力的增大而减小,即变形模量降低。

几个常用几何参数1.截面面积矩(又叫静矩s)。

截面上某一微元面积到截面上某一指定轴线距离的乘积,称为微元面积对指定轴的静矩;而把微元面积与各微元至截面上指定轴线距离乘积的积分称为截面的对指定轴的静矩Sx=ydF。

2.截面惯性矩(I)。

截面各微元面积与各微元至截面某一指定轴线距离二次方乘积的积分Ix=y ↑2dF。

3.截面极惯性矩(Ip)。

截面各微元面积与各微元至垂直于截面的某一指定轴线二次方乘积的积分Ip=P↑2dF。

截面对任意一对互相垂直轴的惯性矩之和,等于截面对该二轴交点的极惯性矩Ip=Iy+Iz。

4.截面抵抗矩(W)。

截面对其形心轴惯性矩与截面上最远点至形心铀距离的比值W2=。

5.截面回转半径(i)。

截面对其形心轴的惯性矩除以截面面积的商的二次方根。

6.弯曲中心。

对矩形、I形梁的纵向对称中面施加垂直(或叫横向力)外,对其他截面梁除产生弯曲外,还产生扭转。

欲使梁不产生扭转,就必须使外力P在过某一A点的纵向平面内,此A 点就称为弯曲中心,即只有当横向力P作用在通过弯曲中心的纵向平面内时,梁才只产生弯曲而不产生扭转。

脆性破坏和延性破坏脆性破坏:结构或构件在破坏前无明显变形或其它预兆的破坏类型。

延性破坏:结构或构件在破坏前有明显变形或其它预兆的破坏类型。

在冲击和振动荷载作用下,要求结构的材料能够吸收较大的能量,同时能产生一定的变形而不致破坏,即要求结构或构件有较好的延性。

例如,钢结构材料延性好,可抵抗强烈地震而不倒塌;而砖石结构变形能力差,在强烈地震下容易出现脆性破坏而倒塌。

为此,砖石砌体结构房屋需按抗震规范要求设置构造柱和抗震圈梁,约束砌体的变形,以增加其在地震作用下的抗倒塌能力。

钢筋混凝土材料具有双重性,如果设计合理,能消除或减少混凝土脆性性质的危害,充分发挥钢筋塑性性能,实现延性结构。

为此,抗震的钢筋混凝土结构都要按照延性结构要求进行抗震设计,以达到抗震设防的三水准要求:小震下结构处于弹性状态;中震时,结构可能损坏,但经修理即可继续使用;大震时,结构可能有些破坏,但不致倒塌或危及生命安全。

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