高层建筑结构设计要计算哪些内容,简述建筑结构计算的主要内容
今天给各位分享高层建筑结构设计要计算哪些内容的知识,其中也会对简述建筑结构计算的主要内容进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
高层建筑结构设计有哪些内容
高层建筑结构设计是针对高层建筑特性的建筑结构设计在满足安全、适用、耐久、经济和施工可行性的要求下,按有关设计标准的规定,对建筑结构进行总体布置、技术经济分析、计算、构造和制图工作,并寻求优化的过程。
高层混凝土建筑结构体系与布置、高层建筑的荷载与地震作用、高层建筑结构设计要求与计算原则、框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、简体结构、高级高层建筑结构、混合结构、结构扭转计算、高层建筑结构分析与设计计算机方法的应用。高层建筑的荷载与地震作用,还有防火要求等等。
简述建筑结构计算的主要内容
随着科学技术的进步以及建筑设计的发展,力学建筑不仅坚固,而且给人一种踏实舒服的感觉,那么一些工程建设就需要精确的科学计算之后,然后才开始进行工程的开发,下面小编就为大家简单的叙述一下挠度计算公式,以帮助一些建筑的设计完成。
第一步:
当荷载的力作用在跨中时挠度的计算方式是:fmax=(P·L3)/(48×E·I)
当荷载作用在任意一点时挠度的计算方式:fmax={P·L1·L2(L+L2)·[3×L1·(L+L2)]1/2}/(27×E·I·L)。
也就是说这两种情况我们如果进行分析的话,我们会发现集中荷载作用在任意一点时,也就是说任意一点可以是中点,那么上面的‚式就会包含式,而式知识挠度公式中的一个特例,当然也就是L1=L2=L/2这种情况。那么我们就可以这样思考了,将L1=L2=L/2代入‚式中,max={P·L1·L2(L+L2)·[3×L1·(L+L2)]1/2}/(27×E·I·L)。
={P·L/2·L/2(L+L/2)·[3×L/2·(L+L/2)]1/2}/(27×E·I·L)
={P·L2/4·(3L/2)·[9×L2/4]1/2}/(27×E·I·L)
={P·(3L2/8)·[3×L/2]}/(27×E·I)
=P·(9L3/16)/(27×E·I)
=(P·L3)/(48×E·I)
这样也就验算了以上的思想了。
第二步:
简单的推导过程:
我们以简支梁来为例:全粱应将其分为两段
对于梁的左段来说,则当0≤X1≤L1时,其弯矩方程可以表示为:
Mx1=(P·L2/L)·X;设f1为梁左段的挠度,则由材料力学。
E·I·f1//=(P·L2/L)·X
积分得E·I·f1/=(P·L2/L)·X2/2+C1
二次积分:E·I·f1=(P·L2/L)·X3/6+C1X+D1‚
因为X1等于零时:
简支梁的挠度f1等于零(边界条件)
将X1=0代入(2)得D1=0
而对于梁的右段,即当L1≤X2≤L时,其弯矩方程可以表现为:
MX2=(P·L2/L)·X-P·(X-L1);
设f2为梁右段的挠度,则由材料力学
E·I·f2//=(P·L2/L)·X-P·(X-L1)
积分得E·I·f2/=(P·L2/L)·X2/2-[P(X-L1)2/2]+C2ƒ
二次积分:E·I·f2=[(P·L2/L)·X3/6]-[P·(X-L1)3/6]+C2X+D2④
将左右段连接,则可以
①在X=0处,f1=0;
②在X=L1处,f1/=f2/(f1/、f2/为挠曲线的倾角);
③在X=L1处,f1=f2;
④在X=L处,f2=0;
由以上四条件求得(过程略):C1=C2=-[(P·L2)/6L]·(L2-L22);D1=D2=0。
代入公式、‚、ƒ、④整理即得:
对于左段0≤X≤L1
E·I·f1/=(P·L2/L)·X2/2+C1(1)
=P·L2/6L·[3X2-(L2-L22)](5)
E·I·f1=(P·L2/L)·X3/6+C1X+D1(2)
=(P·L2/6×L)·[X3-X(L2-L22)](6)
对于右段L1≤X≤L
E·I·f2/=(P·L2/L)·X2/2-[P·(X-L2)2/2]+C2(3)
=(P·L2/6×L)·[3X2-(L2-L22)]-[P/2·(X-L1)2](7)
E·I·f2=[(P·L2/L)·X3/6]-[P·(X-L1)3/6]+C2X+D2(4)
=(P·L2/6L)·[X3-X(L2-L22)]-[P/6·(X-L1)3](8)
等一一对应的过程式。
第三步:按以上基础继续进行:
若L1>L2,则最大挠度就显然在左段内,命左段的倾角方程(5)f/等于零,即得最大挠度所在之位置,于是令:
P·L2/6L·[3X2-(L2-L22)]=0
则:3X2-(L2-L22)=0
得:X=[(L2-L22)/3]1/2(9)
将(9)式代入(6)式即得最大挠度
fmax=-[P·L2·(L2-L22)3/2]/[9×31/2×L·E·I](10)
展开即得:
fmax=-{(P·L1·L2·(L+L2)·[3×L1·(L+L2)]1/2)}/(27×E·I·L)。
这就是公式的推导过程,对于非专业人士可能不会十分清楚,小编这样希望给专业人士一个帮助性的指引,希望有关人士可以在建筑上能够得以应用。以上就是有关挠度计算公式的内容,希望能对大家有所帮助!
高层建筑结构设计时应考虑哪些荷载或作用
高层建筑结构设计时,首先要考虑的是建筑本身的自重荷载和活载荷载。自重荷载指的是建筑物本身的重量,而活载荷载则包括人员、家具、设备等在建筑物内移动时产生的荷载。针对这些荷载,工程师需要计算出建筑物所需的支撑力和强度,确保建筑物的稳定性和安全性。
除了自重荷载和活载荷载,工程师还需要考虑其他外部力量对建筑物的影响。例如,风荷载是高层建筑最常见的天气现象,需要通过结构设计和建筑选材来减少风力对建筑物的影响。而地震荷载则更为复杂,需要通过地震响应分析和结构措施来减少地震对建筑物的影响。
最后,高层建筑结构设计时还需要考虑温度变化荷载和环境荷载。温度变化可能会导致建筑物材料膨胀或收缩,从而影响建筑物的稳定性和运行效率。环境荷载则包括雨水、雪、冰和冻土等,在设计中需要考虑这些因素在不同季节对建筑物的影响,并采取相应的结构措施,确保建筑物的安全和运行效率。