建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)

建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)馬人樂同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院教學(xué)內(nèi)容1.1概念設(shè)計(jì)的定義和范疇1.2概念設(shè)計(jì)的意義1.3概念設(shè)計(jì)的方法第一章緒論第二章構(gòu)造資料選擇2.1構(gòu)造資料根本特性對(duì)比2.2構(gòu)造資料選擇2.3構(gòu)造資料承載才干優(yōu)化2.4構(gòu)造資料的組合優(yōu)化第三章構(gòu)造荷載的選擇和調(diào)整3.1恒載的選擇和調(diào)整3.2活載的選擇3.3普通動(dòng)力荷載與作用的選擇和調(diào)整3.4疲勞動(dòng)力荷載的選擇和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容4.1構(gòu)造設(shè)計(jì)開展史4.2制約構(gòu)造方式的相關(guān)要素4.3構(gòu)造方式的優(yōu)化第四章構(gòu)造方式的設(shè)計(jì)和優(yōu)化第五章構(gòu)造計(jì)算的概念和判別5.1構(gòu)造計(jì)算方式的選擇5.2計(jì)算結(jié)果的判別第六章節(jié)點(diǎn)概念設(shè)計(jì)6.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的普通概念6.2節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的目的6.3節(jié)點(diǎn)與構(gòu)造體系的對(duì)立一致教學(xué)內(nèi)容6.4節(jié)點(diǎn)受力的不同階段及對(duì)應(yīng)的形狀6.5節(jié)點(diǎn)內(nèi)力導(dǎo)引設(shè)計(jì)第七章地基根底概念設(shè)計(jì)7.1地基根底設(shè)計(jì)的特點(diǎn)7.2地基變形及其對(duì)策7.3地基根底特殊抗力的對(duì)策7.4地基根底設(shè)計(jì)中的優(yōu)化第八章工業(yè)化建筑構(gòu)造體系概念設(shè)計(jì)8.1工業(yè)化建筑構(gòu)造體系的概念8.2工業(yè)化建筑構(gòu)造體系的根本構(gòu)成8.3工業(yè)化建筑構(gòu)造體系的管理8.4工業(yè)化建筑構(gòu)造體系的制造8.5工業(yè)化建筑構(gòu)造體系的安裝教學(xué)內(nèi)容第九章建筑構(gòu)造抗震概念設(shè)計(jì)9.1抗震設(shè)防的目的9.2構(gòu)造體系的評(píng)價(jià)和控制要求9.3構(gòu)造構(gòu)件設(shè)計(jì)要求9.4銜接設(shè)計(jì)要求9.5非構(gòu)造構(gòu)件設(shè)計(jì)要求教學(xué)方法1.講課2.討論3.思索、總結(jié)評(píng)分方法每人交一篇小論文，不超越2000字內(nèi)容：對(duì)“概念設(shè)計(jì)〞的了解、思索、質(zhì)疑、暢想要求：1.獨(dú)立思索獨(dú)立完成2.結(jié)合構(gòu)造工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐3.用新的觀念思索，提出問題，處理問題4.在課程終了后一周內(nèi)上交第一章緒論建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)1.1概念設(shè)計(jì)的定義和范疇1〕定義工程構(gòu)造概念設(shè)計(jì)是在構(gòu)造工程設(shè)計(jì)中利用概念進(jìn)展判別、推理、創(chuàng)新和決策的方法和過程；2〕范疇概念設(shè)計(jì)包含對(duì)資料、荷載、構(gòu)造方案形體、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)造的選擇；也包含對(duì)計(jì)算方法、計(jì)算參數(shù)和結(jié)果的判別、選擇和調(diào)整。還包括對(duì)構(gòu)造工程制造、安裝過程的謀劃等。3)局限概念設(shè)計(jì)是工程界提出的新理念，缺乏專門研討。還要在工程實(shí)際中不斷運(yùn)用、研討、總結(jié)和開展。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)1.2概念設(shè)計(jì)的意義1〕對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方法的補(bǔ)充傳統(tǒng)教學(xué)方法：教師出設(shè)計(jì)標(biāo)題，定設(shè)計(jì)參數(shù)，學(xué)生計(jì)算、繪圖，按計(jì)算正確性評(píng)分；結(jié)果：①學(xué)生掌握了構(gòu)造設(shè)計(jì)中許多確定、歸一的知識(shí)和技藝---執(zhí)行力很強(qiáng)。②忽略了對(duì)學(xué)生自動(dòng)探求、選擇、創(chuàng)新、決策才干的培育---探求、創(chuàng)新、決策才干缺乏。目的：除了掌握準(zhǔn)確的計(jì)算方法，還要靈敏運(yùn)用概念設(shè)計(jì)思想。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)1.2概念設(shè)計(jì)的意義2〕對(duì)普通設(shè)計(jì)閱歷的總結(jié)和升華常規(guī)設(shè)計(jì)：普通工程概念設(shè)計(jì)憑閱歷重點(diǎn)工程概念設(shè)計(jì)總工程師定結(jié)果：①普通設(shè)計(jì)人員未自覺進(jìn)展概念設(shè)計(jì)②閱歷較難升華為實(shí)際目的：每個(gè)設(shè)計(jì)者都自覺地進(jìn)展概念設(shè)計(jì)。探求新的設(shè)計(jì)思想和方法，成為工程界的思想家。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)1.2概念設(shè)計(jì)的意義3〕節(jié)約造價(jià)，節(jié)約資源①構(gòu)造設(shè)計(jì)的平安性和準(zhǔn)確性，計(jì)算和概念設(shè)計(jì)的重要性，各占70%和30%②構(gòu)造設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，計(jì)算和概念設(shè)計(jì)的作用各占30%和70%③幾乎一切不經(jīng)濟(jì)的方案，仍能到達(dá)最終的平安④概念設(shè)計(jì)確定后，設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣就定型了建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)1.2概念設(shè)計(jì)的意義4〕推進(jìn)設(shè)計(jì)會(huì)的提高，傳統(tǒng)開展方式的弊?、俅址判烷_展的社會(huì)主要追求開展的速度，忽略質(zhì)量，只追求工程量〔GDP〕，不注重降低單位產(chǎn)值的資源耗用量。所以概念設(shè)計(jì)不受注重。比如國企兼并以GDP為衡量目的決議其生存。而對(duì)民企，假設(shè)效率低那么生存難。②設(shè)計(jì)費(fèi)的費(fèi)率國家一致定，費(fèi)率乘工程造價(jià)即設(shè)計(jì)費(fèi)。所以概念設(shè)計(jì)程度越高，同樣運(yùn)用功能的建筑造價(jià)越低，設(shè)計(jì)費(fèi)也越少。所以概念設(shè)計(jì)目前依然是一種“少賺錢的方法〞。③宏大的人口總量以粗放的方式超速地開展，呵斥長期資源的艱苦缺口和環(huán)境問題。客觀構(gòu)成對(duì)國際社會(huì)要挾。所以：概念設(shè)計(jì)的問題是生存的問題，收入的問題，戰(zhàn)爭與和平的問題建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)1.2概念設(shè)計(jì)的意義4〕推進(jìn)設(shè)計(jì)會(huì)的提高，改動(dòng)社會(huì)開展方式①由主要追求速度和數(shù)量為主要追求效率〔性價(jià)比，性能資源比〕和質(zhì)量；②以設(shè)計(jì)的提高帶開工程建立的提高，進(jìn)而帶動(dòng)全社會(huì)的提高---這是概念設(shè)計(jì)的意義所在。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)1.3概念設(shè)計(jì)的方法1〕實(shí)際實(shí)際實(shí)際的方法從工程實(shí)際中發(fā)現(xiàn)問題，在實(shí)際指點(diǎn)下分析問題，找出處理問題的方法，然后經(jīng)過工程實(shí)際的改良加以驗(yàn)證。最終總結(jié)出新的實(shí)際和設(shè)計(jì)方法，指點(diǎn)工程設(shè)計(jì)。----實(shí)際論2〕概念設(shè)計(jì)的范例①概念設(shè)計(jì)要擅長總結(jié)中國宋代設(shè)計(jì)師兼工匠俞皓所著<營造法式>，根據(jù)當(dāng)時(shí)工程實(shí)際閱歷，總結(jié)出“模數(shù)化〞的設(shè)計(jì)和建造方法。其中有些木構(gòu)造歷經(jīng)千年留存至今建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕概念設(shè)計(jì)的范例①概念設(shè)計(jì)要擅長聯(lián)想芭蕉樹葉，覆蓋面積大，抗風(fēng)才干強(qiáng)，為什么？折板構(gòu)造有什么用途？建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕概念設(shè)計(jì)的范例輕鋼廠房中國人把芭蕉樹葉鎖邊，當(dāng)扇子用，發(fā)明了芭蕉扇。涼風(fēng)習(xí)習(xí)，悠然自得，但沒想別的用途。美國人仿照芭蕉樹葉把薄壁鋼板折成“壓型鋼板〞，作屋面板，分量是鋼筋混凝土屋面板的1/10。還把鋼板壓成輕鋼檁條。把壓型鋼板加保溫層墻面，發(fā)明了“門式剛架輕鋼廠房〞，又輕又省錢。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕概念設(shè)計(jì)的范例對(duì)此，中國的審圖公司提出：這種構(gòu)造不符合我們“建筑構(gòu)造百年大計(jì)〞的口號(hào)。美國人回答說：他看到哪一個(gè)工廠會(huì)堅(jiān)持用一套工藝流程消費(fèi)同一種產(chǎn)品一百年呢？中國開發(fā)區(qū)的業(yè)主都不理睬審圖公司。③概念設(shè)計(jì)要?jiǎng)?wù)虛事求是，兼顧平衡在嚴(yán)酷的條件下，設(shè)計(jì)方法和理念也是“適者生存〞。在我們還不了解自然，對(duì)本人的才干過分夸張之時(shí)，我們的口號(hào)是“降服自然〞。至今仍有人夸耀本人發(fā)明的建筑構(gòu)造全部是“9度抗震設(shè)防〞。但經(jīng)過“唐山大地震〞之后，中國的地震專家提出了“三級(jí)設(shè)防〞的抗震設(shè)計(jì)思想：“小震不壞，中震可修，大震不倒〞。按此規(guī)定設(shè)計(jì)的建筑根本經(jīng)受住汶川地震的考驗(yàn)。也使抗震平安與造價(jià)這一對(duì)矛盾的兩個(gè)方面到達(dá)了階段性的一致。④概念設(shè)計(jì)要去粗取精，去偽存真汶川地震大量預(yù)制板墜落呵斥人員傷亡。許多地方政府明令不準(zhǔn)運(yùn)用預(yù)制板，全部改現(xiàn)澆。但現(xiàn)澆板模板貴，損耗大，施工周期長，現(xiàn)場勞動(dòng)力耗用量大。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕概念設(shè)計(jì)的范例建筑工業(yè)化還要不要？預(yù)制樓板可行嗎？答：預(yù)制樓板的薄弱環(huán)節(jié)在于沒有防墜落措施，墻上“座灰〞放置，墻體變形后錯(cuò)動(dòng)，墜落。只需有好的“防墜落〞措施，即可推行預(yù)制板，促進(jìn)建筑工業(yè)化。⑤預(yù)應(yīng)力構(gòu)造抗疲勞〔優(yōu)化應(yīng)力性質(zhì)的概念設(shè)計(jì)法〕⑥內(nèi)力導(dǎo)引法設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)〔化被動(dòng)驗(yàn)算為內(nèi)力導(dǎo)引的節(jié)點(diǎn)概念設(shè)計(jì)法〕圖碗釘法詳圖圖鋼梁混凝土預(yù)制板碗釘法防墜落第二章構(gòu)造資料選擇建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.1構(gòu)造資料根本特性的對(duì)比表2.1構(gòu)造資料性能對(duì)比表材料性能鋼木砌體鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土強(qiáng)度抗拉高順紋較高橫紋低低低較高抗壓高（受穩(wěn)定限制）順紋較高橫紋低高高高抗剪高順紋低橫紋較高壓力大則高壓力低則低較高較高韌性好較差差較差較好各向同性小較大較小較小較小對(duì)穩(wěn)定敏感性強(qiáng)較弱較弱較弱較弱彈性模量高低較高較高較高強(qiáng)質(zhì)比高中低較低較低環(huán)保性較好好粘土磚差再生磚好較差較差現(xiàn)場施工便利性好好較差較差較差耐久性中等較差較好較好較好耐火性較差差好好較好材料單價(jià)高較低低較低中等建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.1構(gòu)造資料根本特性的對(duì)比注：①表中每一種資料本身有不同的強(qiáng)度和質(zhì)量等級(jí)；②表中復(fù)合資料〔如鋼筋混凝土〕中不同資料的比率〔配筋率〕對(duì)資料性能有重要影響；③同一類資料根據(jù)其取材和制造方式的區(qū)別，環(huán)保性差別很大；④在某些條件下，“承載才干和分量之比〞比“強(qiáng)質(zhì)比〞更有實(shí)踐意義。例：鋼的強(qiáng)質(zhì)比比木高3倍左右，但用鋼板做樓板因外形限制太薄，抗彎模量太小，而同樣分量的木材比鋼板厚10倍，抗彎量大100倍，慣性矩大1000倍，所以雖然木材的強(qiáng)度僅為鋼材的1/30,但木材的抗彎才干〔承載力和剛度〕是同重鋼板的3倍。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.1構(gòu)造資料的選擇1〕建筑類型與構(gòu)造資料①對(duì)城市中的高層建筑或超高層建筑，構(gòu)造資料的強(qiáng)度、彈性模量、強(qiáng)質(zhì)比、耐久性是控制性目的。a)強(qiáng)度缺乏難以接受高層建筑宏大的構(gòu)造效應(yīng)；b)彈模缺乏難以接受非線性變形的累積效應(yīng)；c)強(qiáng)質(zhì)比小，恒載引起構(gòu)造效應(yīng)大，構(gòu)件占有效空間大，建筑運(yùn)用功能下降；d)耐久性差，運(yùn)用年限下降e)資料經(jīng)濟(jì)性受土地價(jià)錢要素制約退居其次；f)耐火、節(jié)能等性能可用其它措施彌補(bǔ)；結(jié)論：鋼構(gòu)造和鋼筋混凝土構(gòu)造優(yōu)先。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.1構(gòu)造資料的選擇1〕建筑類型與構(gòu)造資料②對(duì)普通低層或多層民居，資料的經(jīng)濟(jì)性〔地方性〕、環(huán)保性、施工便利性特別重要。a)經(jīng)濟(jì)性、地方性差那么造價(jià)高，運(yùn)輸本錢高；b)環(huán)保性差，能源耗費(fèi)大，資源耗費(fèi)大，廢棄物多；c)施工便利性差，那么建筑工業(yè)化難，施工本錢高。結(jié)論：多層用工業(yè)廢渣砌體墻，低層用木材或輕鋼均可。2〕構(gòu)件所在部位及受力類別與構(gòu)造資料①柱子受集中力大且不希望截面大，所以最好用鋼柱，其次用混凝土柱；②墻體受力集中不如柱，但起分隔及防火作用，所以高層建筑承重墻或剪力墻用混凝土，多層建筑用砌體；非承重墻不屬構(gòu)造構(gòu)件，用輕質(zhì)墻體建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.1構(gòu)造資料的選擇2〕構(gòu)件所在部位及受力類別與構(gòu)造資料③樓面和上人屋面板功能復(fù)雜且要求高〔剛度、強(qiáng)度、防火、防水、防震動(dòng)、隔熱、隔音、設(shè)備兼容性、經(jīng)濟(jì)性、自重、建筑空間占有率、維修便利性等〕目前：多層用混凝土現(xiàn)澆板，高層鋼構(gòu)用壓型鋼板復(fù)合樓板〔圖A〕或鋼筋桁架模板復(fù)合樓板〔圖B〕圖A圖B建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.1構(gòu)造資料的選擇2〕構(gòu)件所在部位及受力類別與構(gòu)造資料現(xiàn)有樓板的缺陷：a)濕作業(yè)多b)自艱苦c)造價(jià)高改良的能夠方向：a)復(fù)合木樓板上外表加鋼筋網(wǎng)水泥砂漿層，下外表加防火涂料的鋼木構(gòu)造預(yù)制樓板；〔圖A〕圖A建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.1構(gòu)造資料的選擇b)帶防墜落措施的精制預(yù)制預(yù)應(yīng)力多孔板〔圖B〕圖B建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.1構(gòu)造資料的選擇2〕構(gòu)件所在部位及受力類別與構(gòu)造資料實(shí)例分析：預(yù)制混凝土板，壓型鋼板復(fù)合樓板、復(fù)合木樓板之對(duì)比類別比較項(xiàng)目防墜落混凝土樓板壓型鋼板復(fù)核樓板復(fù)合木樓板強(qiáng)度滿足要求滿足要求滿足要求剛度大大滿足要求自重大大為前兩者1/2防水加找平砂漿后好最好滿足要求現(xiàn)場濕作業(yè)表面砂漿層現(xiàn)場全部現(xiàn)場濕作業(yè)邊緣處理現(xiàn)場濕作業(yè)防火最好底部鋼板要防火滿足要求隔熱較差較差好建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.1構(gòu)造資料的選擇3〕荷載的類別與資料選擇①恒載的大小、方向確定：構(gòu)造受力不會(huì)出現(xiàn)拉壓變化。只需按確定的受力選擇具備對(duì)應(yīng)抗力〔拉、壓〕的資料。②動(dòng)載大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)變化要素，有時(shí)構(gòu)件拉壓力可逆，所以資料要既能抗壓，也能抗拉?？估兛箟阂粢夥€(wěn)定問題，抗壓變抗拉要留意不能用脆性資料。③疲勞動(dòng)力荷載是反復(fù)作用5次以上的動(dòng)荷載。且其效應(yīng)在資料疲勞極限之上。風(fēng)荷載普通不是疲勞荷載〔小風(fēng)應(yīng)力不到疲勞極限，大風(fēng)超越疲勞極限但作用次數(shù)少〕；機(jī)械作用為疲勞荷載〔吊車、車輛、風(fēng)力發(fā)電機(jī)……〕；海浪有疲勞作用〔超越疲勞極限的作用次數(shù)多〕；受疲勞荷載的構(gòu)造多采用韌性好的鋼材或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土；韌性好的鋼材防脆斷好；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土將受拉區(qū)變化為受壓區(qū)，裂痕不開展。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.3構(gòu)造資料承載才干優(yōu)化2.3.1構(gòu)件資料的組合優(yōu)化原理：將不同性質(zhì)的資料組合在一個(gè)構(gòu)件內(nèi)，并使各自資料的優(yōu)良性能充分發(fā)揚(yáng)①鋼筋和混凝土的組合：發(fā)揚(yáng)鋼筋受拉強(qiáng)和混凝土受壓好的優(yōu)點(diǎn)，抑制了混凝土受拉脆弱和鋼筋受壓穩(wěn)定性差的缺陷；②膠合木板：同種資料，順紋橫紋交叉分層粘合，抑制了木材各向異性差別大的缺陷；③膠合木梁：同種資料，同向粘合，抑制了木材尺寸不夠大，缺陷多且不均勻的缺陷；④鋼纖維混凝土：鋼纖維均勻分布，抑制混凝土脆性易裂缺陷。2.3.2構(gòu)件資料的應(yīng)力優(yōu)化原理：對(duì)資料的不同部分適當(dāng)施加預(yù)應(yīng)力，使其在受特定的內(nèi)力時(shí)抑制資料本身的缺陷①鋼化玻璃：外表淬火迅速冷卻而內(nèi)部緩慢冷卻，內(nèi)部冷卻收縮時(shí)受已冷卻外表的約束而受拉，表層受壓。抵消玻璃受彎時(shí)表層拉應(yīng)力〔玻璃抗壓富余〕，抑制薄弱環(huán)節(jié)，提高抗彎才干；②預(yù)應(yīng)力混凝土：預(yù)拉鋼筋混凝土受預(yù)壓，延遲開裂，提高耐久性，提高抗疲勞性能；建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.3構(gòu)造資料承載才干優(yōu)化2.3.2構(gòu)件資料的應(yīng)力優(yōu)化③預(yù)應(yīng)力砌體：砌體抗剪承載力隨受壓應(yīng)力增大而增大〔所以女兒墻不受壓力地震時(shí)先倒〕。對(duì)已有磚墻做體外預(yù)應(yīng)力加固，可使構(gòu)造抗震才干提高一倍，預(yù)應(yīng)力也可使磚墻抗彎才干添加。凡是脆性資料均可用預(yù)壓應(yīng)力使其抗拉破壞延遲，從而提高抗彎才干，提高韌性。2.3.3構(gòu)造體系資料的集成優(yōu)化原理：根據(jù)構(gòu)造體系不同部分不同的效應(yīng)配置不同性能的建筑資料，集成優(yōu)化。①三角形鋼〔下弦〕木〔上弦和腹桿〕屋架建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.3構(gòu)造資料承載才干優(yōu)化2.3.3構(gòu)造體系資料的集成優(yōu)化②鋼構(gòu)造斜拉橋加鋼筋混凝土復(fù)合橋面板③索膜構(gòu)造〔加剛性環(huán)平衡〕建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2.3構(gòu)造資料承載才干優(yōu)化2.3.3構(gòu)造體系資料的集成優(yōu)化④單元內(nèi)木構(gòu)造、單元之間為鋼筋混凝土磚石混合構(gòu)造的多層住宅圖混凝土框架+木樓板+木隔墻混合構(gòu)造案例第三章構(gòu)造荷載的選擇和調(diào)整建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3.1恒載在普通人眼中，恒載是恒定的。在智慧的設(shè)計(jì)者眼中，恒載是可以選擇和調(diào)整的。3.1.1恒載減輕的優(yōu)點(diǎn)1〕抗震在地震區(qū)設(shè)計(jì)多層建筑，首先要思索如何用較小的代價(jià)到達(dá)較好的抗震效果？答案是“減輕自重〞。由于烈度和場地類別是無法選擇的，只需建筑資料的自重是可以由設(shè)計(jì)者選擇的。而地震的慣性力與自重直接相關(guān)。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3.1.1恒載減輕的優(yōu)點(diǎn)實(shí)例對(duì)比：①唐山大地震時(shí)鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房無一幸免，汶川地震時(shí)輕鋼廠房受損很?。虎谔粕酱蟮卣饡r(shí)磚混構(gòu)造民居大量倒坍，汶川地震時(shí)按抗震規(guī)范設(shè)計(jì)磚混構(gòu)造有但相對(duì)較輕破壞；汶川地震時(shí)輕型木構(gòu)造建筑很少有裂痕。問題：為什么汶川地震后新編的<抗震設(shè)計(jì)規(guī)范>只規(guī)定什么構(gòu)造應(yīng)滿足怎樣的抗震要求，避而不談“什么構(gòu)造抗震是最高效的？〞這一關(guān)鍵問題。2〕跨度構(gòu)造效應(yīng)是以荷載與作用為自變量，代入構(gòu)造效應(yīng)函數(shù)中產(chǎn)生的。彎矩這一主要構(gòu)造效應(yīng)與跨度的平方成正比。所以對(duì)于大跨度構(gòu)造，減輕自重因構(gòu)造效應(yīng)函數(shù)關(guān)于跨度的平方成正比而突顯其效果。所以大跨度建筑普通采用輕質(zhì)資料，而小跨度構(gòu)造那么因其它要素占主導(dǎo)位置而不一定采用；3〕地基自重減輕后，引起地基沉降的“荷載準(zhǔn)永久值〞下降比例較大，〔活載和風(fēng)載在其中占比例較小或沒有〕，所以對(duì)軟土地基區(qū)域，可減少根底造價(jià)。4〕建筑工業(yè)化自重減輕后，便于運(yùn)輸和安裝，便于建筑工業(yè)化，因勞動(dòng)力價(jià)錢上漲，工業(yè)化可降低造價(jià)。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3.1.2減輕恒載的副作用1〕穩(wěn)定問題恒載的減輕，構(gòu)造效率高，桿件纖細(xì)穩(wěn)定問題也突出了。關(guān)鍵是正確應(yīng)對(duì)。2〕阻尼比恒載減輕普通阻尼比減小，對(duì)減震不利，但影響不大，而且可以經(jīng)過其他方法彌補(bǔ)。3〕隔振恒載減輕對(duì)隔振不利，但僅對(duì)于有特殊隔振要求的建筑才有影響。4〕重力的恒定性：采用輕質(zhì)資料不能吸水，要保證重力的恒定性。5〕構(gòu)造效應(yīng)的變異：恒載減輕后，在風(fēng)吸作用下能夠引起構(gòu)造效應(yīng)的變異〔負(fù)彎矩〕，要思索相應(yīng)的抗力對(duì)策。6〕造價(jià)：采用輕質(zhì)資料要計(jì)算綜合造價(jià)及建筑單位運(yùn)用面積的平均造價(jià)的變化。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3.2活荷載3.2.1活荷載選取的根據(jù)活荷載選取的根據(jù)是規(guī)范和統(tǒng)計(jì)。業(yè)主不是專業(yè)人員，有時(shí)提出的要求帶有片面性，不能完全照辦。要與規(guī)范比較，要看統(tǒng)計(jì)資料確定適宜的活荷載。3.2.2同一個(gè)構(gòu)造在不同的形狀下驗(yàn)算選用的活荷載可以有區(qū)別如設(shè)計(jì)壓型鋼板混凝土復(fù)合樓板：1〕驗(yàn)算現(xiàn)澆混凝土?xí)r壓型鋼板抗彎強(qiáng)度，活載為施工荷載，2〕驗(yàn)算混凝土凝固階段壓型鋼板抗彎剛度：〔由于在混凝土凝固階段不允許有活載〕3〕驗(yàn)算樓板正常運(yùn)用極限形狀，活載取規(guī)范值〔構(gòu)造為復(fù)合樓板〕；建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3.2活荷載3.2.2同一個(gè)構(gòu)造在不同的形狀下驗(yàn)算選用的活荷載可以有區(qū)別4〕驗(yàn)算承載才干極限形狀，活載取設(shè)計(jì)值；5〕驗(yàn)算火災(zāi)偶爾作用時(shí)，活荷載取抗震組合值，荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.0，抗力計(jì)算中扣除下外表未涂防火涂料的壓型鋼板；3.2.3活荷載作用位置的影響1〕框架構(gòu)造相鄰層，相鄰跨的活載配置直接影響不同部位構(gòu)造內(nèi)力；2〕延續(xù)梁相鄰跨活載的配置直接影響不同部位構(gòu)造內(nèi)力；3〕對(duì)梁柱鉸接，但銜接構(gòu)造偏心較大的情況，柱的計(jì)算要思索兩側(cè)梁不等跨或兩側(cè)活荷載有、無對(duì)柱的偏心壓力；4〕艱苦設(shè)備如電梯機(jī)房曳引機(jī)，運(yùn)用時(shí)固定在墊梁上，安裝時(shí)有能夠放在樓面上，維修時(shí)懸掛在屋面梁上，要思索不同部位的構(gòu)造效應(yīng)。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3.2活荷載3.2.4活荷載的組合活荷載的組合要思索實(shí)踐的能夠性〔如雪荷載和維修荷載〕。3.2.5活荷載隨著社會(huì)的開展而變化〔如積灰荷載〕3.2.6廣義活荷載1〕冰雪荷載：①必要條件-5℃~0℃，小風(fēng)〔〕②累積放大作用〔屋面排水快速定向或減少累積〕③斷線沖擊作用〔以主體構(gòu)造變形消解沖擊〕2〕溫度作用①約束剛度大，延續(xù)長度長，內(nèi)外構(gòu)造延續(xù)但溫差大，這三種條件會(huì)引起較大的溫度效應(yīng)。②處理方法：抵抗：對(duì)于小的溫度效應(yīng)，為構(gòu)造的整體性可抗〔計(jì)算法〕釋放：對(duì)于大的溫度累積效應(yīng)，可以釋放構(gòu)造分別〔布置法〕分散：對(duì)于大的溫度效應(yīng)，而構(gòu)造又不能分別者，可在構(gòu)造內(nèi)部分散釋放〔構(gòu)造法〕建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3.3風(fēng)荷載的選擇和調(diào)整3.3.1風(fēng)的體型系數(shù)取值1〕規(guī)范法：風(fēng)荷載規(guī)范中列出的體形系數(shù)直接選用，由各種構(gòu)件組合而成的體型思索前后遮擋后參照挺拔構(gòu)造規(guī)范選用；2〕風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)法：凡規(guī)范中沒有的體型，或多種體型構(gòu)件多層次組合的體型經(jīng)過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)確定，普通對(duì)圓管構(gòu)造結(jié)果偏保守；3〕判別法：根據(jù)伯努利原理判別風(fēng)壓方向，根據(jù)規(guī)范數(shù)據(jù)類似性確定數(shù)值范圍，略偏保守采用；伯努利原理：一個(gè)容器壁兩側(cè)流體流速不等，流速慢的一側(cè)壓力大，流速快的一側(cè)壓力?。灰源伺袆e風(fēng)壓方向如坡15°以內(nèi)變化封鎖屋面，風(fēng)吸；坡15°以內(nèi)變化的體育場屋面〔單向開，三向封鎖〕風(fēng)吸；坡15°以內(nèi)變化下凹屋面，下部開敞，風(fēng)壓；程度挑檐無法判別，敏感構(gòu)造：對(duì)前兩種情況為大部分，實(shí)踐上就不思索風(fēng)壓了。由于普通屋面重減去風(fēng)吸后仍為向下力，即使為向上力數(shù)值也很小。只需留意桿件反向受力穩(wěn)定性即可。對(duì)于后兩種情況，很少，但風(fēng)壓和自重疊加很危險(xiǎn)。其數(shù)值怎樣也不會(huì)大于0.8+0.5。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3.3風(fēng)荷載的選擇和調(diào)整3.3.2風(fēng)的體形系數(shù)調(diào)整調(diào)整構(gòu)造外表外形，即可調(diào)整體形系數(shù)，以致調(diào)整風(fēng)荷載值。把矩形截面改成圓筒截面，即使迎風(fēng)面增大了，風(fēng)荷載總量卻減小了。3.3.3風(fēng)壓分布空間相關(guān)性1〕對(duì)于主體構(gòu)造，相關(guān)性降低整體受力；2〕對(duì)于部分次要受力構(gòu)件，荷載分布的變化會(huì)呵斥內(nèi)力的較大變異〔相對(duì)于原來受力〕。結(jié)論：受力大的構(gòu)件變異小，受力小的構(gòu)件變異大。對(duì)策：1〕以最小長細(xì)比，最小壁厚定構(gòu)件的最小受力；2〕以最小受力〔不以計(jì)算受力〕定節(jié)點(diǎn)受力。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3.4疲勞動(dòng)力荷載的選擇和調(diào)整疲勞荷載對(duì)構(gòu)造的危害的評(píng)價(jià)規(guī)范是疲勞應(yīng)力幅。疲勞應(yīng)力幅大于相應(yīng)的允許疲勞應(yīng)力幅那么發(fā)生疲勞破壞。減少疲勞應(yīng)力幅即減少構(gòu)造應(yīng)力的變化幅度；這有兩類方法：1〕用簡支構(gòu)造替代延續(xù)構(gòu)造簡支構(gòu)造沒有負(fù)彎矩，彎矩在零到最大疲勞彎矩之間變化；延續(xù)構(gòu)造有負(fù)彎矩。當(dāng)輪壓到相鄰跨時(shí)，原來輪壓在本跨時(shí)最大彎矩處又受負(fù)彎矩，應(yīng)力變化幅度大，對(duì)疲勞不利；2〕用預(yù)應(yīng)力構(gòu)造替代非預(yù)應(yīng)力構(gòu)造①預(yù)應(yīng)力構(gòu)造的受拉區(qū)任務(wù)機(jī)理類似高強(qiáng)螺栓受拉，并非全部外力都變成高強(qiáng)螺栓的拉力增量，而是把一小部分變成拉力的增量，把一大部分變成預(yù)壓力的負(fù)增量〔壓應(yīng)力松弛〕。只需預(yù)壓力不下降到零，這種特征都能堅(jiān)持。所以普通預(yù)應(yīng)力構(gòu)造的偏勞應(yīng)力幅僅為非預(yù)應(yīng)力構(gòu)造的20%左右；②對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)造，混凝土永遠(yuǎn)受壓，沒有疲勞問題，預(yù)應(yīng)力主筋疲勞應(yīng)力幅比非預(yù)應(yīng)力混凝土受疲勞荷載那么很差〔廣州海珠橋引橋段〕③對(duì)于重級(jí)任務(wù)制鋼構(gòu)造行車大梁，為減輕長期運(yùn)轉(zhuǎn)自重，節(jié)約資源，思索用高強(qiáng)資料。但高強(qiáng)鋼材的允許疲勞應(yīng)力幅不添加，所以無效。假設(shè)對(duì)鋼梁下翼緣用鋼絞線加預(yù)應(yīng)力，那么鋼梁下翼緣永遠(yuǎn)處于受壓形狀，無疲勞問題，高強(qiáng)度可以發(fā)揚(yáng)，鋼絞線強(qiáng)度是普通鋼材的5倍，拉力變化類似高強(qiáng)螺栓，疲勞應(yīng)力幅也較小。可處理疲勞建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3.4疲勞動(dòng)力荷載的選擇和調(diào)整2〕用預(yù)應(yīng)力構(gòu)造替代非預(yù)應(yīng)力構(gòu)造問題，大大減輕行車大梁自重，減少行車運(yùn)轉(zhuǎn)的長期能源耗費(fèi)。3〕橋梁鋼構(gòu)造中，斜拉橋鋼梁較少有疲勞問題，懸索橋鋼梁那么常見有疲勞裂痕，為什么？第四章構(gòu)造方式的設(shè)計(jì)及優(yōu)化建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.1開展史1〕人類在自然界生存競爭，施法自然〔從形似到神似〕①人類住宅的開展建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.1開展史②木構(gòu)造系統(tǒng)開展建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.1開展史③挺拔構(gòu)造、高層建筑建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.1開展史自然規(guī)律：優(yōu)勝劣汰警示：一個(gè)群體對(duì)自然資源、社會(huì)資源利用效率的低下會(huì)導(dǎo)致滅亡。2〕人類在社會(huì)實(shí)際中不斷磨練提高，實(shí)現(xiàn)本身需求，以歐洲教堂建筑的開展為例。①早期古希臘神廟—梁柱構(gòu)造，跨度小。(帕提農(nóng)神廟)建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕人類在社會(huì)實(shí)際中不斷磨練提高，實(shí)現(xiàn)本身需求，以歐洲教堂建筑的開展為例。②為了接納更多信徒，做穹頂建筑?！擦_馬萬神殿〕建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕人類在社會(huì)實(shí)際中不斷磨練提高，實(shí)現(xiàn)本身需求，以歐洲教堂建筑的開展為例。③為了實(shí)現(xiàn)教堂的綜合功能，并抵抗穹頂?shù)某潭韧屏?，做“十〞字形平面的教堂建筑?gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕人類在社會(huì)實(shí)際中不斷磨練提高，實(shí)現(xiàn)本身需求，以歐洲教堂建筑的開展為例。④在城市中心，“十〞字形平面受限制，抵抗穹頂程度推力較困難，選用半球形穹頂，減少推力。為減小穹頂裂痕，在穹頂上加小塔，添加壓力?！卜鹆_倫薩教堂〕建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕人類在社會(huì)實(shí)際中不斷磨練提高，實(shí)現(xiàn)本身需求，以歐洲教堂建筑的開展為例。⑤“十〞字形教堂做大，其長條矩形平面也用拱形構(gòu)造，抗程度推力兩側(cè)墻加厚；再墻頂壓塔抗拉應(yīng)力。〔米蘭大教堂〕建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕人類在社會(huì)實(shí)際中不斷磨練提高，實(shí)現(xiàn)本身需求，以歐洲教堂建筑的開展為例。⑥兩側(cè)墻推力下，墻體傾斜，加支撐。發(fā)現(xiàn)支撐做得好也是一種建筑的美—飛拱?！舶屠枋ツ冈骸晨偨Y(jié)：實(shí)際的開展突破了平衡，實(shí)際和創(chuàng)新又到達(dá)了更高層次的平衡---人類構(gòu)造工程的開展史。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.2制約構(gòu)造方式的相關(guān)要素1〕構(gòu)造方式和運(yùn)用功能的關(guān)系①住宅建筑：小跨度，小分隔，小高度，占地緊湊，多層，重合空間；構(gòu)造：人口稠密地域—多層磚混構(gòu)造人口密度較小地域—輕型木構(gòu)造人口密度高、勞力價(jià)錢高地域—多層鋼框架②辦公建筑：空間要求比住宅大，人群集中，交通量大，空間有一定靈敏性；構(gòu)造：框架或框筒體系③單層廠房：較大跨度，較大高度規(guī)整空間構(gòu)造：輕型門式剛架④單層公共建筑：大跨度、大高度、異形空間構(gòu)造：拱、穹頂、空間桁架、索、膜或交叉構(gòu)造建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.2制約構(gòu)造方式的相關(guān)要素2〕構(gòu)造方式和尺度的關(guān)系①小跨度用梁等受彎構(gòu)件，大跨度用桁架〔軸向受力構(gòu)件組合〕②小層高的用柱抗側(cè)力，大層高用支撐抗側(cè)力例A:鄭州綠地中央廣場鋼構(gòu)，內(nèi)筒加帶支撐外框架方案；高283.9m，地上63層，層高4.5m鋼筋混凝土中心筒32mX32m，外柱20根，Φ2.4~2.5m型鋼混凝土柱自振周期建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.2制約構(gòu)造方式的相關(guān)要素例B淮安塔原方案：中心筒加外框架高320米，主塔身7層，層高25米，內(nèi)筒Φ10m，外框架柱Φ600鋼管，緣由：柱的長細(xì)比太大不能抗彎，只能按桁架弦桿受壓。例B改良：在中心筒和外框架柱之間加柔性交叉斜拉桿，使外柱成為整體空間桁架的弦桿，而外形幾乎不受影響。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.2制約構(gòu)造方式的相關(guān)要素2〕構(gòu)造方式和支承形狀的關(guān)系擋水墻構(gòu)造的變化①兵來將擋，水來土掩〔沙包壘堤〕建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.2制約構(gòu)造方式的相關(guān)要素2〕構(gòu)造方式和支承形狀的關(guān)系②懸臂柱插入式擋水墻原理：板傳力給柱，懸臂柱插入根底為主體構(gòu)造建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.2制約構(gòu)造方式的相關(guān)要素2〕構(gòu)造方式和支承形狀的關(guān)系③自平衡式擋水墻原理：水壓力垂直作用于擋水板，擋水板斜置，把水壓力分解為程度推力和垂直壓力。壓力乘摩擦系數(shù)為摩擦力，自平衡程度力。特點(diǎn)：輕約30kg/㎡可折疊，運(yùn)輸安裝方便順應(yīng)性廣〔地形、坡度、地面資料〕可累計(jì)加高〔防水位變化大〕③自平衡式擋水墻建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.3構(gòu)造方式的優(yōu)化構(gòu)造方式的優(yōu)化包括整體構(gòu)造的優(yōu)化和單根桿件的優(yōu)化。后者的優(yōu)化也牽涉到構(gòu)造方式的改動(dòng)。4.3.1整體構(gòu)造的優(yōu)化1〕整體構(gòu)造優(yōu)化的目的是提高構(gòu)造效率。2〕構(gòu)造的效率實(shí)際上可以用構(gòu)造全部構(gòu)件，一切截面上一切點(diǎn)，在各自的控制性極限形狀中的最大應(yīng)力程度作加權(quán)平均得到的百分比來衡量。3〕任何構(gòu)造沒有絕對(duì)的高效率，只需相對(duì)的高效率。4〕整體構(gòu)造的優(yōu)化可分步走，先根據(jù)大量的閱歷作判別，定大方向，然后根據(jù)詳細(xì)條件分析定詳細(xì)方案。例：一大跨屋面：大方向：輕鋼屋面、壓型鋼板、鋁鎂錳合金板細(xì)部：桁架還是H型鋼分析①跨度較小用變截面H型鋼梁跨度大用桁架〔網(wǎng)架〕分析②跨度大，平面接近方形用雙向桁架平面邊長差別大時(shí)用單向桁架建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.3.2單根桿件的優(yōu)化1〕單根桿件的優(yōu)化包括應(yīng)力性質(zhì)的優(yōu)化和應(yīng)力程度的優(yōu)化；2〕應(yīng)力性質(zhì)的優(yōu)化指根據(jù)構(gòu)件控制性的極限形狀和資料抗力特性調(diào)整構(gòu)件的應(yīng)力方向；如：①壓變拉：長度較大、拉壓交變、受力絕對(duì)值較小、長細(xì)比控制的支撐或桁架斜腹桿，資料強(qiáng)度利用率低。采用柔性交叉斜腹桿并施加預(yù)拉力后，桿件不能夠受壓，也不受長細(xì)比的限制，資料利用率大大提高。②拉變壓：疲勞控制的重級(jí)任務(wù)制吊車梁〔簡支鋼梁〕，下翼緣疲勞應(yīng)力幅不能大于允許疲勞應(yīng)力幅。由于允許疲勞應(yīng)力幅只和構(gòu)造有關(guān)，和資料強(qiáng)度無關(guān)，所以為了減輕鋼梁分量，用高強(qiáng)鋼材后，抗疲勞問題無法處理。改動(dòng)應(yīng)力幅可以處理問題。對(duì)下翼緣施加預(yù)拉力〔用鋼絞線拉〕，使其不出現(xiàn)拉應(yīng)力，那么沒有疲勞問題。控制性極限形狀改為強(qiáng)度，運(yùn)用高強(qiáng)資料可大大減少。高強(qiáng)鋼材加預(yù)壓力前后抗疲勞才干變化鋼材Q345Q390Q420強(qiáng)度/MPa295335360連接類別232323[Δσ]/MPa144118144118144118σp/MPa246246279279300300σp/[Δσ]1.712.081.942.362.082.54鋼絞線面積比0.0750.0750.0850.0850.0910.091鋼絞線應(yīng)力幅比0.0940.0940.1050.1050.1110.111鋼絞線應(yīng)力幅124124139139147147材料消耗7.5%7.5%8.5%8.5%9.1%9.1%抗疲勞提高71%108%94%136%108%154%建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)③應(yīng)力流途徑改動(dòng)：開口截面受扭時(shí)剪力流在鋼板厚度方向方形范圍構(gòu)成小渦流，稱為“分散抗扭〞。假設(shè)將開口截面改為閉口截面，剪力流沿閉口截面周邊構(gòu)成大渦流，稱為“合力扭矩〞，構(gòu)造抗扭效果提高很多。開口截面建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)④部分應(yīng)力進(jìn)入可控的塑性，如抗震構(gòu)造中的偏心支撐是可控地使梁的某一段進(jìn)入塑性變形，添加構(gòu)造耗能。又如蕊桿屈曲而外套筒不屈曲的“防屈曲支撐〞，是經(jīng)過蕊桿的屈曲添加構(gòu)造耗能。而套筒那么控制了蕊桿的屈曲程度。使屈曲處在可接受的范圍的。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)⑤應(yīng)力性質(zhì)的優(yōu)化還可以發(fā)明出奇幻的構(gòu)造外型。如在普通空間桁架中，壓桿多于拉桿。但在“張拉構(gòu)造〞中，壓桿少于拉桿，成為在拉力的海洋中漂浮著一個(gè)獨(dú)立受壓的小島。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4.3.2單根桿件的優(yōu)化3〕應(yīng)力程度的優(yōu)化是將一切構(gòu)件的應(yīng)力比調(diào)整到合理而平衡的程度。①合理：a符合規(guī)范要求，不超上限b符合經(jīng)濟(jì)性要求，應(yīng)力程度不取太低②平衡：a總體應(yīng)力程度接近b根據(jù)構(gòu)造各部分的特點(diǎn)，適當(dāng)微調(diào)，到達(dá)相對(duì)的平衡第五章構(gòu)造計(jì)算的概念與判別建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)5.1構(gòu)造計(jì)算的前期預(yù)備1〕構(gòu)造計(jì)算方式的選擇①從桿件和節(jié)點(diǎn)的實(shí)踐情況出發(fā)；②從加工、運(yùn)輸、安裝的便利性與能夠性出發(fā)③從調(diào)整構(gòu)造剛度及提高構(gòu)造效率出發(fā)2〕構(gòu)造剛度的選擇①構(gòu)造整體剛度：單元?jiǎng)偠鹊募?，如空間桁架②桿件剛度：為保證桿件對(duì)總體剛度的有效作用而規(guī)定的“另類〞剛度規(guī)范，如單桿建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕構(gòu)造剛度的選擇③廣義剛度：按變形類別區(qū)分：抗彎剛度、抗剪剛度、抗扭剛度按變形的程度分：彈性變形剛度、彈塑性變形剛度動(dòng)剛度：與自振特性有關(guān)的剛度及分布地基剛度：與地基長期沉降或不均勻沉降有關(guān)的剛度3〕計(jì)算方法的分類①宏觀力學(xué)方法：求名義應(yīng)力，抗力為設(shè)計(jì)強(qiáng)度；②宏觀力學(xué)方法加統(tǒng)計(jì)參數(shù)修正；求統(tǒng)計(jì)名義應(yīng)力，抗力為修正后的設(shè)計(jì)強(qiáng)度；③彈性有限元法：求彈性范圍內(nèi)微觀單元應(yīng)力形狀〔按強(qiáng)度實(shí)際〕，抗力為屈服強(qiáng)度；④彈塑性有限元法：求彈塑性范圍內(nèi)的微觀單元應(yīng)力形狀及變化過程，評(píng)價(jià)目的為塑性開展深度；⑤有限元法加外推法：求特殊部位的“熱點(diǎn)應(yīng)力〞，抗力為允許疲勞應(yīng)力幅。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4〕計(jì)算方法選擇：〔對(duì)應(yīng)于3〕的方法〕①對(duì)延性資料桿系構(gòu)造用①②對(duì)非延性資料桿系構(gòu)造用②③對(duì)非桿系構(gòu)造彈性階段用③④對(duì)非桿系構(gòu)造彈塑性階段用④⑤對(duì)焊接部位的疲勞分析用⑤5.2計(jì)算結(jié)果的判別1〕正常運(yùn)用極限形狀計(jì)算結(jié)果判別①變形的延續(xù)性是計(jì)算結(jié)果可信的必要條件；②由構(gòu)造動(dòng)力參數(shù)〔頻率分析、振型〕可見構(gòu)造各方向剛度的平衡性③恒載引起的變形直接反映構(gòu)造剛度；④構(gòu)筑物與建筑物的變形限制條件不同。假設(shè)無詳細(xì)運(yùn)用變形限制條件，可放寬變形限制。但變形假設(shè)超出線彈性范圍，應(yīng)做非線性分析；⑤有人活動(dòng)的構(gòu)造部位要滿足加速度限制條件，對(duì)應(yīng)的荷載取頻遇值；⑥根據(jù)所設(shè)計(jì)構(gòu)造的各種特點(diǎn)分析其特殊要求及廣義變形限制條件，選用適宜的對(duì)策。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)5.2計(jì)算結(jié)果的判別2〕承載才干極限形狀計(jì)算結(jié)果判別①輕質(zhì)薄壁構(gòu)造按邊緣屈服控制強(qiáng)度；并思索與部分穩(wěn)定相關(guān)的有效截面參數(shù)；②非薄壁構(gòu)造可適當(dāng)思索塑性開展深度，可按10%以內(nèi)控制；③對(duì)于延性資料組成的構(gòu)造，可用名義應(yīng)力對(duì)比強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，但還要符合規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求；④對(duì)接受疲勞動(dòng)力荷載的構(gòu)造，按宏觀力學(xué)方法計(jì)算時(shí)不允許邊緣屈服；按有限元方法計(jì)算時(shí)，在疲勞荷載下不允許邊緣屈服，在極限荷載下允許邊緣屈服，但相應(yīng)部位計(jì)算疲勞時(shí)構(gòu)造等級(jí)可思索下降一級(jí)；⑤整體穩(wěn)定的控制首先經(jīng)過適當(dāng)?shù)闹尾贾锰幚?，平面?nèi)剛度好的樓面可替代永久支撐；⑥空間構(gòu)造要有對(duì)應(yīng)的空間分布的支撐；⑦跨內(nèi)無支撐構(gòu)件的整體穩(wěn)定假設(shè)不滿足規(guī)范限制條件應(yīng)作驗(yàn)算。支座抗扭為其先決條件，規(guī)范限定整體穩(wěn)定免驗(yàn)算條件僅對(duì)應(yīng)于滿應(yīng)力形狀，降低應(yīng)力程度可放松整體穩(wěn)定限制；⑧無支撐框架，有支撐框架〔包括強(qiáng)支撐和弱支撐〕柱的計(jì)算長度系數(shù)可超2.0，按規(guī)范量化計(jì)算；⑨豎向懸臂空間桁架構(gòu)造〔塔架〕等同于強(qiáng)支撐空間框架，原那么上其斜腹桿的抗側(cè)剛度與立柱抗側(cè)剛度之比應(yīng)與強(qiáng)支撐框架的支撐與柱的抗側(cè)剛度之比相當(dāng)；建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)5.2計(jì)算結(jié)果的判別2〕承載才干極限形狀計(jì)算結(jié)果判別⑩構(gòu)造變形〔包括整體變形和層間變形〕超越規(guī)范限定值后應(yīng)按非線性分析其對(duì)構(gòu)造受力的影響，且最大位移不能超越<建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范>中罕遇地震下的位移限制；構(gòu)造部分穩(wěn)定的規(guī)范限制是以滿足應(yīng)力為條件的，在適當(dāng)條件下為提高構(gòu)造效率可降低應(yīng)力程度以放松部分穩(wěn)定要求，〔如<挺拔構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范>〕對(duì)單管塔徑厚比的規(guī)定。3〕非極限形狀問題的判別①疲勞問題按允許疲勞應(yīng)力幅判別〔采用允許應(yīng)力法〕，無荷載分項(xiàng)系數(shù)；②對(duì)變形敏感構(gòu)造，如網(wǎng)殼構(gòu)造，桅桿構(gòu)造的穩(wěn)定計(jì)算用平安系數(shù)法。規(guī)范分別確定平安系數(shù)；③對(duì)于一些實(shí)際證明有問題的構(gòu)造破壞方式要分析詳細(xì)緣由，尋覓處理方法；建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3〕非極限形狀問題的判別③對(duì)于一些實(shí)際證明有問題的構(gòu)造破壞方式要分析詳細(xì)緣由，尋覓處理方法；例1：重級(jí)任務(wù)制吊車梁加勁板與上翼緣間焊縫“A〞斷裂〔圖A〕建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3〕非極限形狀問題的判別疑問：當(dāng)輪壓經(jīng)過時(shí)，輪壓分散到軌道底面，作用在上翼緣外表。但按照B-B圖，上翼緣受彎屬單向板受彎，按單邊支承懸臂板計(jì)算。加勁板與上翼緣之間焊縫不受力。為什么破壞？緣由：單向板的假定只是簡化假定，在計(jì)算上翼緣受彎時(shí)偏平安。在計(jì)算加勁肋支承點(diǎn)受力時(shí)，此假定導(dǎo)致不平安。實(shí)踐加勁肋支承點(diǎn)受力仍不大。但兩側(cè)的焊縫當(dāng)輪壓滾過時(shí)正好拉壓變號(hào)。所以應(yīng)力幅比應(yīng)力加大一倍。而此角焊縫無法延續(xù)成圍焊，屬5類構(gòu)造。允許應(yīng)力幅很低?！病?，所以發(fā)生疲勞破壞。對(duì)策：①頂緊，不焊②按有限元方法計(jì)算此焊縫疲勞應(yīng)力幅，按規(guī)范驗(yàn)算疲勞。例2：重級(jí)任務(wù)制吊車梁腹板受壓受剪區(qū)疲勞裂痕1，2〔見圖A〕緣由：用剪應(yīng)力互等定理可知，當(dāng)輪壓滾過某截面時(shí)，正截面剪應(yīng)力的變號(hào)會(huì)呵斥斜截面的正應(yīng)力變號(hào)。所以：抗剪強(qiáng)度滿足，疲勞應(yīng)力幅不滿足。特別是加勁板附近腹板，先破壞建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3〕非極限形狀問題的判別分析：但這類破壞與下翼緣受拉疲勞破壞不同。開裂后，開裂點(diǎn)處應(yīng)力為零。重新找點(diǎn)開裂，屬于“漸進(jìn)性〞疲勞破壞。而下翼緣處一旦開裂，開裂處應(yīng)力集中加劇，促進(jìn)開裂過程。屬于突發(fā)型。受壓只改動(dòng)正截面方向，不改動(dòng)趨勢。對(duì)策：驗(yàn)算剪應(yīng)力幅：例3：桅桿纖繩拉耳疲勞斷裂。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3〕非極限形狀問題的判別例3：桅桿纖繩拉耳疲勞斷裂疑問：纖繩拉力和焊縫A處于同一平面，焊縫A在纖繩拉力作用下應(yīng)力程度很低。按疲勞驗(yàn)算經(jīng)過。為何破壞？緣由：桅桿構(gòu)造屬構(gòu)造力學(xué)中的“瞬變構(gòu)造〞〔一切支座反力延伸線經(jīng)過桿軸〕。桅桿在微風(fēng)作用下繞桿軸改動(dòng)瞬變。變形后產(chǎn)生回復(fù)力。反復(fù)改動(dòng)振動(dòng)，對(duì)拉耳產(chǎn)生平面外彎矩。對(duì)其焊縫產(chǎn)生疲勞應(yīng)力幅〔未作計(jì)算〕。超越允許疲勞應(yīng)力幅后斷裂。對(duì)策：采取抗扭措施，改動(dòng)其抗扭瞬變構(gòu)造特點(diǎn)。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3〕非極限形狀問題的判別例4：預(yù)應(yīng)力抗疲勞鋼梁應(yīng)力目的：受力狀態(tài)加預(yù)應(yīng)力時(shí)疲勞荷載標(biāo)準(zhǔn)值極限荷載鋼絞線脆斷疲勞荷載標(biāo)準(zhǔn)值上翼緣應(yīng)力(N/mm2)00.65f（壓）f（壓）0.65f（壓）下翼緣應(yīng)力(N/mm2)f（壓）0.05f（壓）0.54f（拉）f（拉）注：1、須保證梁不失穩(wěn)，也不腹板剪壞；2、表中0.65=1/(γα)=1/(1.4×1.1)，表中0.54=γα-1；3、上翼緣抗橫向剎車力經(jīng)過銜接制動(dòng)桁架處理。截面及參數(shù)

分析1)鋼絞線加預(yù)拉力P后，上翼緣拉應(yīng)力為0的條件為：預(yù)拉力P作用下，下翼緣壓應(yīng)力為f：2)當(dāng)疲勞彎矩Mp作用時(shí)，下翼緣應(yīng)力由壓應(yīng)力變?yōu)?.05f〔壓〕，那么：

此時(shí)上翼緣應(yīng)力為：3)極限彎矩Mu作用時(shí)：

下翼緣應(yīng)力由0.05f〔壓〕變?yōu)?/p>

此時(shí)上翼緣應(yīng)力為：4)當(dāng)鋼絞線破斷時(shí)，荷載為規(guī)范值彎矩Mp，

上翼緣下翼緣結(jié)論1)由應(yīng)力目的設(shè)計(jì)到達(dá)了疲勞承載力和極限承載力的全截面協(xié)調(diào)，兩者比值為1:1.54。2)疲勞承載力提高到相當(dāng)于將允許應(yīng)力幅提高到0.95f。對(duì)于以下3種資料，疲勞允許應(yīng)力幅提高的倍數(shù)：材料Q345Q390Q420f295335360[Δσ]提高倍數(shù)2類構(gòu)造1.952.212.383類構(gòu)造2.382.702.90注：i)板厚在16~35mm以內(nèi)；ii)構(gòu)造為2類[Δσ]=144N/mm2，構(gòu)造為3類[Δσ]=118N/mm2；3)將疲勞的脆性破壞變?yōu)閺?qiáng)度問題，杜絕了脆性破壞。第六章節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的普通概念6.1.1根本概念1〕構(gòu)造體系由構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)共同構(gòu)成；2〕節(jié)點(diǎn)使交匯于它的構(gòu)件連成一體，傳導(dǎo)構(gòu)件之間的內(nèi)力，并與節(jié)點(diǎn)上的外力相平衡；3〕節(jié)點(diǎn)按受力特征可分為鉸接、剛接和半剛接。鉸接中又可分滑動(dòng)鉸接和固定鉸接；4〕節(jié)點(diǎn)按桿件會(huì)聚的方向特征分為平面節(jié)點(diǎn)和空間節(jié)點(diǎn)。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.1.2鉸接1〕鉸接只能傳送力，不能傳送力矩；2〕鉸接既簡單又復(fù)雜，具有兩面性：①鉸接：設(shè)計(jì)要思索極限形狀的變化：

圖6.1預(yù)制樓板磚墻銜接圖在普通情況下，預(yù)制樓板磚墻鉸接銜接只需保證擱置長度和座灰平整度；在抗震設(shè)計(jì)中要思索樓板防墜落。預(yù)制樓板作為固定在上、下墻體中板端有一定固結(jié)，因其上部未配筋，受負(fù)彎矩呵斥開裂，影響其端部抗彎承載力。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)②鉸接設(shè)計(jì)要減小次彎矩：圖6.2梁支座連于柱頂中心梁支座連于柱翼緣梁支座連于柱頂中心，偏心距小，柱軸心受壓，但節(jié)點(diǎn)傳力不直接；梁支座連于柱翼緣，節(jié)點(diǎn)傳力直接，但容易呵斥柱的偏心受壓；主梁和次梁銜接，盡能夠接近主梁腹板，主梁免于受扭，次梁單側(cè)下翼緣不切除，添加次梁平面外穩(wěn)定性。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕鉸接有固定鉸接和滑動(dòng)鉸接①滑動(dòng)指平行于梁縱軸方向的一端約束解除，用于消除梁內(nèi)部軸向力〔溫度效應(yīng)、拱作用推力〕②能否需求滑動(dòng)根據(jù)梁軸力大小定a)梁短、直，受彎時(shí)軸力小，可用固定鉸接；b)梁長、拱形，受彎或溫度作用下假設(shè)端部受約束，軸向內(nèi)力大，那么用滑動(dòng)鉸接。③滑動(dòng)鉸接要確?；瑒?dòng)才干④固定鉸接要確保柱頂?shù)目箓?cè)剛度和懸臂柱的抗彎承載力⑤沿梁軸方向的外力為主時(shí)兩端固定鉸，兩側(cè)柱頂同時(shí)受力。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.1.3剛接1〕剛接既能傳送力，也能傳送彎矩；2〕剛接的必要條件①傳送力和力矩時(shí)有足夠的承載才干；②傳送力和力矩時(shí)有延續(xù)的抗彎剛度。3〕剛接的充分條件要有一定的延性〔3%轉(zhuǎn)角〕4〕剛接實(shí)例①混凝土梁柱剛接建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)②鋼構(gòu)造的剛接c)長圓孔轉(zhuǎn)型性高強(qiáng)螺栓梁柱剛接節(jié)點(diǎn)D)滯回曲線AAA-A建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)②鋼構(gòu)造的剛接可以到達(dá)梁柱剛接的必要條件，但構(gòu)造有缺陷。強(qiáng)震時(shí)無轉(zhuǎn)角，易脆性破壞，不便安裝；便于安裝，銜接避開反彎矩最大點(diǎn)，構(gòu)造合理，強(qiáng)震時(shí)有一定轉(zhuǎn)角才干，有韌性。荷載設(shè)計(jì)值以下屬摩擦型高強(qiáng)螺栓銜接，超越設(shè)計(jì)值〔罕遇地震〕時(shí)高強(qiáng)螺栓滑動(dòng)，轉(zhuǎn)變成承壓型高強(qiáng)螺栓，節(jié)點(diǎn)容忍轉(zhuǎn)角3%~5%，變形后為承壓型高強(qiáng)螺栓，承載才干進(jìn)一步提高。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)③木構(gòu)造的剛接建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)③木構(gòu)造的剛接建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)③木構(gòu)造的剛接梁柱之間內(nèi)力〔剪力、彎矩〕經(jīng)過螺栓、鋼夾板傳送，要求孔徑允許誤差大，普通螺栓受力后滑移，節(jié)點(diǎn)抗彎初始剛度很??；梁柱之間內(nèi)力經(jīng)過高強(qiáng)螺栓壓緊圓套管，套管壓在夾板上，摩擦傳力。剛度提高〔無零剛度段〕，承載才干提高不多，螺栓套筒擠壓木材呵斥順紋劈裂；方套筒嵌入木材，高強(qiáng)螺栓壓緊，摩擦傳力，無劈裂景象。剛度和承載才干均提高。④鋼柱和混凝土根底的剛接a)埋入式剛接柱腳b)包腳式剛接柱腳建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)④鋼柱和混凝土根底的剛接c)外露式剛接柱腳建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)④鋼柱和混凝土根底的剛接a)鋼柱插入根底深度1.5*b。剛接好，用鋼量大，柱落腳點(diǎn)交叉根底梁，主筋要焊在鋼柱上，焊接困難；b)剛接好，但外包柱影響建筑外觀和運(yùn)用；c)必需對(duì)錨栓施加預(yù)拉力，才干確保剛接。省材，混凝土耐久性好，便利施工。d)預(yù)應(yīng)力錨栓設(shè)計(jì)施工要點(diǎn)：螺栓直接張拉法施工；套管確保無長期預(yù)應(yīng)力損失；下錨板上混凝土三向受壓；柱靴式雙層法蘭便利密集螺栓施工。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.2節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的目的---信達(dá)雅6.2.1信—節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要可信1〕節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)要忠實(shí)表達(dá)它在整體構(gòu)造中的功能。反例：①假設(shè)將拱支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)成可滑動(dòng)，那么拱成為曲梁②假設(shè)將有一定拱度的梁的可滑移支座設(shè)計(jì)成固定支座，那么梁端程度推力對(duì)懸臂柱頂有不利作用。2〕節(jié)點(diǎn)要有可靠的承載力，還應(yīng)堅(jiān)持規(guī)定的形狀。反例：①節(jié)點(diǎn)承載力不夠會(huì)呵斥破壞；②節(jié)點(diǎn)形狀不好〔如螺栓松動(dòng)等〕也會(huì)呵斥反復(fù)荷載作用下的破壞。6.2.2達(dá)—節(jié)點(diǎn)傳力要通達(dá)順暢，不應(yīng)呵斥應(yīng)力紊亂、集中1〕焊縫以平滑的對(duì)接焊最好。加引弧板后磨平更好；2〕螺栓銜接以摩擦型高強(qiáng)螺栓最好；建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3〕主要受壓型法蘭靠磨平頂緊傳送壓力4〕拉壓兼用型法蘭靠焊縫傳送拉力和壓力建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.2.3雅—節(jié)點(diǎn)外觀緊湊、簡約、優(yōu)雅1〕鋼管銜接法蘭設(shè)計(jì)原那么：高強(qiáng)螺栓、細(xì)而密〔圖a〕結(jié)果：螺栓離管壁近，法蘭板小、薄、緊湊2〕預(yù)應(yīng)力拉桿設(shè)計(jì)〔圖b浦東機(jī)場候機(jī)廳短柱上斜桿〕a)黑龍江塔柱法蘭b)浦東機(jī)場候機(jī)廳短柱上斜拉桿建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.3節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中的對(duì)立一致6.3.1構(gòu)造整體和節(jié)點(diǎn)1〕矛盾：構(gòu)造整體計(jì)算要求節(jié)點(diǎn)盡能夠準(zhǔn)確。但節(jié)點(diǎn)不能夠完全準(zhǔn)確，或是提高精度要付出更多代價(jià)。2〕處理矛盾的方法：基于構(gòu)造整體的受力特點(diǎn)，確定在什么位置做適當(dāng)?shù)暮喕俣ㄝ^合理，也較利于降低銜接的本錢。3〕實(shí)例1：黑龍江電視塔〔正八邊形鋼管塔〕①塔柱長細(xì)比約60，斜桿長細(xì)比約120，桿件數(shù)量多，按鉸接可以構(gòu)成穩(wěn)定的空間桁架；②塔柱節(jié)點(diǎn)位置在節(jié)點(diǎn)以上800mm處；③塔柱節(jié)點(diǎn)用法蘭，普通螺栓加雙螺母，屬于半剛接。

建筑立面圖構(gòu)造立面圖建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)分析：①塔柱長細(xì)比60，斜桿長細(xì)比120時(shí)，按桁架計(jì)算和按剛架計(jì)算對(duì)整體計(jì)算結(jié)果影響較小，可簡化按空間桁架計(jì)算。②塔柱節(jié)點(diǎn)位置在節(jié)點(diǎn)以上800mm處便于安裝操作，半剛接轉(zhuǎn)角接近于節(jié)點(diǎn)，模擬桁架較真實(shí)，誤差小。轉(zhuǎn)角在端部，對(duì)單根桿件的整體穩(wěn)定影響較小〔假設(shè)節(jié)點(diǎn)在中間那么不同?！尝鬯?jié)點(diǎn)用法蘭，高強(qiáng)度普通螺栓加防松措施，施工便利，免維護(hù)，屬于半剛接，計(jì)算結(jié)果偏于平安。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4〕實(shí)例2：河南省廣播電視塔特點(diǎn)：①構(gòu)件長細(xì)比20~40，桿件數(shù)量少，桿件截面為桉葉糖形；②桿件很長，很重，運(yùn)輸和安裝要求在桿件中間添加現(xiàn)場螺栓銜接點(diǎn)；桿件銜接用雙面法蘭鍍鋅高強(qiáng)螺栓。建筑立面圖構(gòu)造立面圖建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)分析：①桿件數(shù)量少，桿件抗彎剛度大，長細(xì)比小，整體構(gòu)造應(yīng)按空間剛架分析；②桿件銜接點(diǎn)分布復(fù)雜，在桿長中間也應(yīng)確保桿件銜接剛接，否那么對(duì)桿件的整體穩(wěn)定影響不利；③雙面法蘭銜接應(yīng)保證剛接，采用高強(qiáng)螺栓，即使受拉時(shí)法蘭板也只是預(yù)壓應(yīng)力降低，不會(huì)脫離，因此抗彎剛度延續(xù)；④用鍍鋅高強(qiáng)螺栓確?，F(xiàn)場銜接長效防腐蝕，但扭矩系數(shù)不符合高強(qiáng)螺栓驗(yàn)收要求，用直接張拉法施工。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)5〕實(shí)例3：門式剛架柱腳：特點(diǎn)：①鋼柱截面上大下小；②柱腳普通螺栓銜接，剛架其他部分用高強(qiáng)螺栓法蘭銜接；③柱腳螺栓直徑比底板螺栓孔直徑小10mm，不能抗剪。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)分析：①鋼柱截面上大下小，柱腳必然按鉸接計(jì)算；②剛架其他部分用高強(qiáng)螺栓法蘭銜接，可到達(dá)剛接要求，構(gòu)造整體作為兩鉸拱成立；③柱腳鉸接，螺栓又不能抗剪，螺栓不受力，無法確定螺栓設(shè)計(jì)參數(shù)；④構(gòu)造整體計(jì)算可把柱腳作為鉸接，偏平安。柱腳及螺栓計(jì)算必需把柱腳作為半剛接，否那么無法設(shè)計(jì)；⑤半剛接柱腳的簡化計(jì)算簡圖：建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)其中:A—錨栓截面積e—錨栓中心到柱受壓翼緣的間隔L—錨栓的自在長度，用套筒和混凝土隔離的為全長，不隔離的取錨栓長度的一半⑥由此簡圖可計(jì)算出錨栓所受拉力，確定錨栓直徑，進(jìn)一步算出反力，摩擦力,其中為摩擦系數(shù)，假設(shè)，可不設(shè)抗剪鍵。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.3.2主要受力方向〔桿件〕和次要受力方向〔桿件〕1〕矛盾：銜接在節(jié)點(diǎn)上的一切桿件都要求盡能夠堅(jiān)持延續(xù)，但實(shí)際中只能保證主要受力方向的構(gòu)件延續(xù)性；2〕處理矛盾的方法：準(zhǔn)確判別主要銜接方向〔構(gòu)件〕，優(yōu)先保證其用延續(xù)性最好的方式銜接，其他構(gòu)件那么只能與主要方向的構(gòu)件現(xiàn)場銜接。3〕實(shí)例1：多層鋼框架梁柱銜接點(diǎn)：特點(diǎn)：①柱為牽涉整體平安的主要構(gòu)件，梁為相對(duì)次要構(gòu)件；②現(xiàn)場銜接方式為栓焊銜接；③梁上、下翼緣受力較大，應(yīng)使梁的翼緣內(nèi)力平衡。④柱的銜接不允許有突出物。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)分析：①多層框架處柱為主要受力構(gòu)件，在樓面處該當(dāng)首先堅(jiān)持延續(xù)；②梁在現(xiàn)場用栓焊混合銜接、便利?，F(xiàn)場銜接最好避開負(fù)彎矩最大處；③為保證梁的主要內(nèi)力傳送的平衡，在柱上設(shè)加勁板；④柱要銜接在層間內(nèi)力較小處，用高強(qiáng)螺栓定位，對(duì)接焊銜接。然后割除定位板。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4〕實(shí)例2：大跨度單層鋼構(gòu)造梁柱銜接點(diǎn)：特點(diǎn)：①大跨度延續(xù)梁、柱不很高；②現(xiàn)場銜接為剛接，要求便于施工。分析：①大跨度延續(xù)梁為主要構(gòu)件，在支座處讓它堅(jiān)持延續(xù)；②柱與梁用法蘭高強(qiáng)螺栓銜接，剛接，梁擱在柱頂，便于安裝。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)5〕實(shí)例3：桁架與柱銜接點(diǎn)：特點(diǎn)：①桁架與柱銜接，桁架端斜桿受力大，桁架豎桿受力??；②截面為Ｈ型。分析：①此處豎桿并非柱的延伸段，豎桿受力小，端斜桿受力大。所以先保證端斜桿在工廠與柱對(duì)接焊；②兩等截面Ｈ型鋼變角度對(duì)接焊，應(yīng)按角平分面切割，然后對(duì)接；③工地銜接焊縫普通設(shè)在直線段，不設(shè)在交叉點(diǎn)；④豎桿直接焊在端斜桿上。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.3.３設(shè)計(jì)受力的效率和施工便利性１〕矛盾：二級(jí)以上焊縫加引弧板的對(duì)接焊可以確保銜接與母材等強(qiáng)，是受力高效的銜接設(shè)計(jì)方法，但這種銜接不利于工業(yè)化制造和安裝；２〕處理矛盾的方法：適當(dāng)謀劃工廠焊接，工地焊接和工地螺栓銜接。使構(gòu)造受力合理、高效、安裝便利；３〕銜接方法的謀劃：①焊縫：受力高效，但適宜于工廠施工，在工地那么環(huán)境、工藝、構(gòu)造振動(dòng)或變形都有不利影響；②螺栓：施工便利，其中普通螺栓適宜受靜力荷載和普通動(dòng)力荷載〔要有防松措施〕；高強(qiáng)螺栓可受恣意方式的荷載。但高強(qiáng)螺栓施工措施較復(fù)雜，螺栓銜接施工圖設(shè)計(jì)較復(fù)雜，要規(guī)范化；③栓焊銜接：既有較好的施工順應(yīng)性，又有較高的傳力效率；④次要的銜接要為主要銜接提供便利，確保主要銜接高效順利實(shí)施。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)４〕銜接位置的選擇①工地銜接普通選相對(duì)受力較小位置；②工地銜接普通不選桿件復(fù)雜交叉位置，選直線段；③工地銜接普通選施工方便的位置。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.4螺栓銜接不同受力階段和受力形狀焊接銜接從開場受力到承載才干極限形狀,受力情況根本不變，但仍要具備韌性。螺栓銜接從開場受力到破壞，其形狀發(fā)生多次變化，而其中普通螺栓和高強(qiáng)螺栓的變化又不同。6.4.1普通螺栓的受力和受力情況1〕普通螺栓抗剪①01段：外力小于緊固力矩產(chǎn)生摩擦力，摩擦抗剪段〔相對(duì)高強(qiáng)螺栓很短〕；②12段：螺栓在螺孔中滑移1mm左右，力不變，位移變；③23段：螺栓抗剪，孔壁承壓產(chǎn)生的抗力。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕普通螺栓群剛性法蘭受彎、剪：①階段①：外拉力小于螺栓緊固力矩產(chǎn)生的預(yù)緊力，繞形心轉(zhuǎn)動(dòng)；②階段②：邊緣螺栓外拉力大于螺栓緊固力矩產(chǎn)生的預(yù)緊力，法蘭開縫，抗彎剛度下降，計(jì)算簡圖繞受壓區(qū)中心取矩，直到承載才干極限形狀；其中外法蘭和內(nèi)法蘭形心、剛度均不同；③形狀②承載才干提高，形狀不好，經(jīng)不起反復(fù)振動(dòng)。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3〕高強(qiáng)螺栓群剛性法蘭受彎剪：①階段①：加預(yù)拉力階段，螺栓受拉，法蘭板受壓，內(nèi)部自平衡，法蘭無轉(zhuǎn)角；②階段②：外力矩小于設(shè)計(jì)承載力。螺栓拉力小于預(yù)拉力，法蘭按平截面轉(zhuǎn)動(dòng)，不脫開，形狀好；③階段③：外力矩超越設(shè)計(jì)承載力，螺栓拉力超越預(yù)拉力，法蘭部分脫開，圍繞受壓區(qū)形心轉(zhuǎn)動(dòng)，承載才干提高。形狀差，不符合接受疲勞動(dòng)力荷載要求。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4〕高強(qiáng)螺栓柔性內(nèi)法蘭受彎、剪：①階段①：加預(yù)拉力階段，螺栓受拉，法蘭板受壓，內(nèi)部自平衡，法蘭無轉(zhuǎn)角〔同剛性法蘭〕；②階段②：外力矩小于設(shè)計(jì)承載力。螺栓拉力小于預(yù)拉力，法蘭按平截面轉(zhuǎn)動(dòng)，不脫開，形狀好〔同剛性法蘭〕；③階段③：外力矩超越設(shè)計(jì)承載力，法蘭部分脫開，脫開部分螺栓受撬力，拉力倍增，形狀差，不符合接受疲勞動(dòng)力荷載要求。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.5節(jié)點(diǎn)內(nèi)力導(dǎo)引設(shè)計(jì)內(nèi)力是客觀存在的，無法讓它消弭于無形之中，但可以引導(dǎo)它轉(zhuǎn)變成最適宜的形狀，然后加以平衡。6.5.1實(shí)例1：某樓頂塔支座設(shè)計(jì)：①內(nèi)力導(dǎo)引的緣由由于屋頂設(shè)備太多，柱距較大，很難找到鋼塔根底位置。所以改動(dòng)支座方式，以一個(gè)邊柱抵抗壓力，以屋面和另一層樓面抵抗程度力〔拉、拔或一對(duì)程度剪力〕，支撐塔身。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)②受力簡圖的變化建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)③內(nèi)力引導(dǎo)后支座反力的變化建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)③內(nèi)力引導(dǎo)后對(duì)支座設(shè)計(jì)的要求垂直受力支座僅單個(gè)，壓在柱頂；上、下兩層程度支座只受程度剪力和程度向拔力、壓力，不受垂直力。圖塔柱柱腳立面圖及平面圖建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.5.2實(shí)例2：風(fēng)力發(fā)電塔筒反相平衡法蘭設(shè)計(jì)①厚型鍛造法蘭優(yōu)點(diǎn)：焊縫少，抗疲勞性能好，法蘭剛度大。缺陷：造價(jià)太高，端面要銑平，資料用量大，螺孔偏向不易處置。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.5.2實(shí)例2：風(fēng)力發(fā)電塔筒反相平衡法蘭設(shè)計(jì)②厚型鍛造法蘭雙層法蘭優(yōu)點(diǎn)：螺栓直徑減小，數(shù)量增多以改善手工操作條件，并減小法蘭板尺寸及跨度，從而減小法蘭板厚度，減少用鋼量。缺陷：焊接任務(wù)量增大較多，部分焊縫有施工干擾；端面銑平加工量仍較大〔無改善〕。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)6.5.2實(shí)例2：風(fēng)力發(fā)電塔筒反相平衡法蘭設(shè)計(jì)③厚型鍛造法蘭雙層法蘭反向法蘭優(yōu)點(diǎn)：1〕取消下法蘭板后焊接任務(wù)量減少，且加勁板的焊接不受下法蘭板的阻撓，質(zhì)量易于保證；2〕銑平加工僅對(duì)鋼管端面，任務(wù)量大為減少；3〕用鋼量比雙層法蘭減少；4〕堅(jiān)持螺栓加預(yù)拉力便利的特點(diǎn)，從而抗疲勞性能及維護(hù)性能不變。

建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)缺陷：反向法蘭中加勁板與鋼管銜接焊縫的彎曲作用很大，除了要添加加勁板長度外，還會(huì)對(duì)鋼管端部區(qū)域產(chǎn)生較大的徑向壓力。由于這部分徑向壓力短少環(huán)狀下層法蘭的平衡，故在鋼管端部引起很大的環(huán)向拉應(yīng)力。假設(shè)要減小這一環(huán)向拉應(yīng)力，那么要加長法蘭的加勁板，加勁板長了，螺栓也要加長，用鋼量又會(huì)上升。③厚型鍛造法蘭雙層法蘭反向法蘭建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)④厚型鍛造法蘭雙層法蘭反向法蘭反向平衡法蘭優(yōu)點(diǎn)：1〕螺栓直徑小，長度適當(dāng)，可準(zhǔn)確控制預(yù)拉力值從而到達(dá)抗疲勞和免維護(hù)功能〔功能比厚型鍛鑄法蘭提高〕；2〕螺栓操作間距不受加勁板影響，螺栓布置細(xì)密緊湊，法蘭板減??；建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)④厚型鍛造法蘭雙層法蘭反向法蘭反向平衡法蘭優(yōu)點(diǎn)：3〕減小鋼材50%以上，同時(shí)降低法蘭部分每噸廢品單價(jià)60%；4〕端銑加工面減少；5〕對(duì)管壁無不利作用；6〕焊接量較少，焊接便利；7〕已有適當(dāng)工藝措施保證接觸面質(zhì)量。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)7.1特點(diǎn)特點(diǎn)1〕地基〔包括樁基〕設(shè)計(jì)和承載才干極限形狀的判別規(guī)范為“不適宜于繼續(xù)承載的變形〞。典型的矛盾雙方〔強(qiáng)度、變形〕相互轉(zhuǎn)換。①把一定的變形值或趨勢作為確定極限承載力規(guī)范；②把接近于線性變形的承載力作為“承載力特征值〞；③以效應(yīng)規(guī)范值乘構(gòu)造重要性系數(shù)為計(jì)算效應(yīng)；④承載力特征值和極限值之比為1:2.第七章地基根底概念設(shè)計(jì)建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)特點(diǎn)2〕根底強(qiáng)度設(shè)計(jì)按承載才干極限形狀。表現(xiàn)為：①把延性破壞作為極限承載力的判別規(guī)范；②抗力為設(shè)計(jì)值=規(guī)范值/抗力分項(xiàng)系數(shù)；③效應(yīng)為設(shè)計(jì)值=規(guī)范值*分項(xiàng)系數(shù)；由此產(chǎn)生的問題：①抗拔樁的強(qiáng)度設(shè)計(jì)用拔力設(shè)計(jì)值=抗拔樁的抗拔承載力實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證極限承載力=所以，抗拔樁按正常設(shè)計(jì)無法接受抗拔樁實(shí)驗(yàn)。要特殊加強(qiáng)。錨桿亦是。假設(shè)每根錨桿都要檢驗(yàn)，那么用鋼量添加40%。②挺拔構(gòu)造獨(dú)立擴(kuò)展根底地基驗(yàn)算要求在荷載規(guī)范值下地基和根底脫離小于25%，地基反力抗力設(shè)計(jì)值，但因部分根底底面脫離地基，荷載添加和地基反力添加不成正比，要按非線性驗(yàn)算。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)特點(diǎn)3〕地基的復(fù)雜性呵斥根底變形協(xié)調(diào)的復(fù)雜性，給根底和上部構(gòu)造呵斥較大影響。影響①有利的影響：軟土地基上條形根底假設(shè)按剛性計(jì)算，根底梁上反力均勻分布，彎矩較大；假設(shè)思索根底和地基的變性協(xié)調(diào)，按Winkler法那么計(jì)算，彎矩較??；②不利的影響：地基根底不均勻沉降引起上部構(gòu)造的效應(yīng)及變形引起的各種內(nèi)力。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)特點(diǎn)4〕地基的穩(wěn)定性為其承載的必要條件：表現(xiàn)方式①地震時(shí)地基液化完全失去承載力，建筑物傾覆。部分砂土液化呵斥房屋傾斜建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)②刮臺(tái)風(fēng)下大雨時(shí)單管通訊塔周邊地表土浸水后失去強(qiáng)度，單樁根底變形失控。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)③地震時(shí)山體滑坡輸電塔倒坍。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)④大面積堆填土給主體構(gòu)造樁根底施加“負(fù)摩擦力〞，同時(shí)呵斥相鄰天然地基上附屬建筑和道路的不均勻沉降。特點(diǎn)5〕地基兼具根底，支承物與荷載的兩重性，表現(xiàn)方式：①抗拔或抗彎根底上外表覆土的作用力。對(duì)根底整體抗拔是抗力，對(duì)根底底板彎曲那么是作用力。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)②近地表連系梁在凍土地域的側(cè)向凍土壓力或上脹凍土壓力。側(cè)向土壓力可由兩側(cè)地面高差或兩側(cè)地基溫差引起。〔凍或不凍〕建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)根底連系梁接受向上作用力根底連系梁承側(cè)向作用力特點(diǎn)6〕地基的承載力與應(yīng)力歷史有關(guān)：表現(xiàn)方式：①基坑超挖不能原土回填，運(yùn)用道渣回填；②壓樁停頓后應(yīng)盡快恢復(fù)。隔時(shí)后能夠壓不下；③地基受壓一定時(shí)段后，地耐力可提高，〔加拿大谷倉〕④地基承載力深度修正。特點(diǎn)7〕地基承載力與周邊地基受力情況有關(guān)。表現(xiàn)方式：①一側(cè)挖坑，一側(cè)堆載，〔樓倒倒〕〔樁被剪斷，地基土剪切破壞〕②高低建筑單體臨近時(shí)相互沉降影響。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)7.2對(duì)策7.2.1地基變形的對(duì)策〔抗壓的對(duì)策〕1〕分類：地基變形分絕對(duì)變形和相對(duì)變形，相對(duì)變形中又分一個(gè)建筑單體內(nèi)的相對(duì)變形和兩個(gè)相鄰單體之間的相對(duì)變形。2〕緣由：①地基土的脆弱〔剛度缺乏〕是地基絕對(duì)變形的內(nèi)因；②地基土的平面分布不均勻是地基相對(duì)變形的內(nèi)因；③構(gòu)造的準(zhǔn)永久荷載是地基變形的外因；④構(gòu)造準(zhǔn)永久荷載分布不均勻是地基相對(duì)變形的外因。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3〕處理〔減小〕地基變形的方法：①總那么：減小準(zhǔn)永久荷載及其分布的不均勻性〔外因〕選擇較好的地基或加固地基〔內(nèi)因〕②減小準(zhǔn)永久荷載：概念：恒載的全部是準(zhǔn)永久荷載，活載的40%為準(zhǔn)永久荷載，風(fēng)載的準(zhǔn)永久值為零；結(jié)論：a〕減輕自重是最有效的方法；b)對(duì)于風(fēng)荷載占主導(dǎo)位置的構(gòu)造〔如挺拔構(gòu)造〕，沉降絕對(duì)值往往很??；c)用補(bǔ)償根底〔箱型根底〕減少地基土的自重也是有效途徑。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)③減小準(zhǔn)永久荷載分布的不均勻性：準(zhǔn)永久荷載分布盡能夠均勻；準(zhǔn)永久荷載分布不均勻的要驗(yàn)算沉降差；通常意義上的受力大、小與沉降大、小能夠不成正比〔如高塔的塔柱和井道〕；經(jīng)過改動(dòng)上部構(gòu)造剛度調(diào)整準(zhǔn)永久荷載的分布。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)④地基加固：當(dāng)?shù)鼗鶡o法選擇且不滿足承載要求時(shí)，應(yīng)對(duì)地基作加固處置；加固方法：樁：深層軟土地基用樁根底；換土：淺層軟土地基可換土；化學(xué)處置：中等深度用化學(xué)處置〔水泥土攪拌樁等〕；物理處置：條件適宜較淺層土適用，強(qiáng)夯，壓密排水。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)7.2.2根底抗拔的對(duì)策：1〕利用構(gòu)造自重和覆土重抗拔：①構(gòu)造自重和覆土重的抗力分項(xiàng)系數(shù)又不同。覆土離散型大，設(shè)計(jì)要求覆土重度；②重力的分布要優(yōu)化，有限的重力分布于最有效的位置；③根底底板上、下外表配筋。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕利用樁的摩擦力抗拔：①樁的抗拔摩阻力比抗壓不穩(wěn)定，要折減；②樁抗拔的實(shí)驗(yàn)可以和抗壓樁實(shí)驗(yàn)同時(shí)做；緣由：樁的拔力往往小于樁的壓力的1/4；③樁的抗拔實(shí)驗(yàn)要加強(qiáng)配筋；④樁抗拔從上到下每一環(huán)節(jié)鋼筋按受拉錨固；⑤承臺(tái)上、下外表配筋。3〕利用巖石錨桿抗拔；建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)①當(dāng)?shù)鼗至踊虺至右韵聹\埋中風(fēng)化或微風(fēng)化巖石時(shí)應(yīng)利用巖石錨桿抗拔；②巖石錨桿分布要求為6d；③巖石錨桿的極限形狀：鋼筋拉斷；鋼筋和水泥漿體之間剪切破壞〔控制錨固長度〕；水泥漿體和巖石間的剪壞；巖石破碎。④巖石錨桿抗拔承載力確實(shí)定：實(shí)驗(yàn)定數(shù)值，動(dòng)測定質(zhì)量；⑤巖石錨桿的改良：擴(kuò)展頭；加預(yù)應(yīng)力〔帶套筒〕；⑥承臺(tái)上、下外表配筋。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)4〕擴(kuò)展頭抗拔樁：機(jī)械方式擴(kuò)展頭，利用土的內(nèi)摩擦角構(gòu)成斗形土體抗拔，用完還可以回收再利用。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)7.2.3根底抗彎對(duì)策：1〕轉(zhuǎn)化抗彎：把彎矩變成一部分豎向壓力，另一部分豎向拔力，利用兩者合力矩抗彎，如風(fēng)力發(fā)電塔的獨(dú)立擴(kuò)展根底：建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕直接抗彎：直接插入地基土，利用地基土對(duì)筒體上、下兩側(cè)的相對(duì)壓力分布構(gòu)成合力矩抗彎。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)預(yù)制預(yù)應(yīng)力圓筒狀根底優(yōu)點(diǎn)：〔a〕構(gòu)造效率高，構(gòu)造造價(jià)低，用資料??；〔b〕施工便利，地下水位高時(shí)，省去降水措施，除上部承臺(tái)外，現(xiàn)場無支模扎筋，交混凝土?！瞔〕耐久性好〔d〕工業(yè)化程度高，可構(gòu)成新的產(chǎn)業(yè)鏈8.1工業(yè)化建筑構(gòu)造體系的概念1〕工業(yè)化建筑構(gòu)造體系是較大限制地采用工廠規(guī)范化制造、組裝運(yùn)輸和安裝，現(xiàn)場作業(yè)量明顯少于工廠作業(yè)量的建筑構(gòu)造體系；2〕工業(yè)化建筑構(gòu)造體系的設(shè)計(jì)是與建筑設(shè)計(jì)、設(shè)備和裝修設(shè)計(jì)融為一體的規(guī)范化、模塊化集成設(shè)計(jì)；3〕工業(yè)化建筑構(gòu)造體系的施工是全社會(huì)參與的模塊化制造、集約化安裝、網(wǎng)絡(luò)化管理的過程；4〕工業(yè)化建筑構(gòu)造體系的開展的方向是減少能量和資料的耗費(fèi)，減少現(xiàn)場作業(yè)，提高施工效率，滿足全社會(huì)對(duì)建筑及其質(zhì)量日益增長的需求。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)第八章工業(yè)化建筑構(gòu)造體系8.2工業(yè)化建筑構(gòu)造體系的開展過程：1〕初期：我國上世紀(jì)50~60年代：以大量磚混構(gòu)造預(yù)制樓板、預(yù)制掛墻板多層住宅為代表。特點(diǎn)是資料容艱苦，建筑功能要求低，外表粗糙，工業(yè)化程度不高，現(xiàn)場安裝銜接韌性缺乏，價(jià)錢低廉。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)日本上世紀(jì)50~60年代，以集裝箱式的低層住宅為代表，特點(diǎn)是資料較輕，功能較少，外型單調(diào)，占地面積大，規(guī)范化、工業(yè)化程度高。安裝便利，價(jià)錢低廉。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)2〕否認(rèn)：我國因地震中裝配式住宅倒坍較多，根本對(duì)以前的裝配式建筑持否認(rèn)態(tài)度，地震設(shè)防區(qū)根本上推現(xiàn)澆住宅；日本否認(rèn)了功能少、外型簡單、單層為主的缺陷，堅(jiān)持輕質(zhì)資料、工廠化的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)規(guī)范化作適當(dāng)變化，提高建造價(jià)錢，使工業(yè)化住宅進(jìn)入高層次。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)3〕否認(rèn)之否認(rèn)：我國國情變化：民眾生活程度提高，建筑功能要求提高，要環(huán)保節(jié)能；勞動(dòng)力價(jià)錢提高，重提工業(yè)化；人口多，開展快，用地更緊張，能源緊張，住宅以多層為主；多種新型輕質(zhì)資料的技術(shù)普及，由此增高造價(jià)可接受。建筑構(gòu)造概念設(shè)計(jì)8.3工業(yè)化建筑構(gòu)造的根本構(gòu)成：1〕資料：①共同要求：輕質(zhì)、高強(qiáng)、規(guī)范化；②詳細(xì)分析：鋼材：最適宜工業(yè)化建筑的主體構(gòu)