AutoCAD2018中文版入门与提高（土木工程设计）/CADCAMCAE入门与提高系列丛书

作者简介

胡仁喜，男，湖北麻城人，1976年5月出生，任职于军械工程学院机械设计教研室，北京理工大学车辆工程博士。目前是Autodesk中国认证考试中心首席专家.主要从事机械设计、流体动力学、CAD/CAM/CAE领域的研究和教学工作.自1999年参与编写计算机教材以来，已陆续出版计算机应用和大中专理论教材书籍近1000本，拥有近30人的稳定创作团队。

内容简介

第1章建筑结构设计概述 一个建筑物的落成，先要经过建筑设计，然后进行结构设计。结构设计的主要任务是确定结构的受力形式、配筋构造、细部构造等。要根据结构设计施工图进行施工，因此绘制明确详细的施工图是十分重要的工作。我国规定了结构设计图的具体绘制方法及专业符号。本章将结合相关标准，对建筑结构施工图的绘制方法及基本要求作简单介绍。 土木建筑结构设计基本知识 土木建筑结构设计要点 土木建筑结构设计施工图简介 土建制图基本规定 土建施工图编制 学习效果自测 1．1土木建筑结构设计基本知识 1．1．1土木建筑结构的功能要求 根据我国《建筑结构可靠度设计统一标准》，土木建筑结构应该满足的功能要求可以概括为以下几方面。 (1) 安全性： 建筑结构应能承受正常施工和正常使用时可能出现的各种荷载和变形，在偶然事件(如地震、爆炸等)发生时和发生后保持必需的整体稳定性，而不致发生倒塌。 (2) 适用性： 结构在正常使用过程中应具有良好的工作性。例如，不产生影响使用的过大变形或振幅，不发生足以让使用者不安的过宽的裂缝等。 (3) 耐久性： 结构在正常维护条件下应具有足够的耐久性，完好使用到设计规定的年限，即设计使用年限。例如，混凝土不发生严重风化、腐蚀、脱落，钢筋不发生锈蚀等。 良好的结构设计应能满足上述要求，这样设计的结构才是安全可靠的。 1．1．2结构功能的极限状态 整个结构或者结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态，例如，构件即将开裂、倾覆、滑移、压屈、失稳等。也就是说，能完成预定的各项功能时，结构处于有效状态； 反之，则处于失效状态。有效状态和失效状态的分界称为极限状态，它是结构开始失效的标志。 极限状态可以分为以下两类。 1． 承载能力极限状态 结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态，称为承载能力极限状态。当结构或构件由于材料强度不足而破坏，或因疲劳而破坏，或产生过大的塑性变形而不能继续承载时，将丧失稳定； 结构转变为机动体系时，结构或构件就超过了承载能力极限状态。超过承载能力极限状态后，结构或构件就不能满足安全性的要求。 2． 正常使用极限状态 结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。例如，当结构或构件出现影响正常使用的过大变形、裂缝过宽、局部损坏和振动时，可认为结构和构件超过了正常使用极限状态。超过了正常使用极限状态，结构和构件就不能保证适用性和耐久性的功能要求。 结构和构件按承载能力极限状态进行计算后，还应该按正常使用极限状态进行验算。通常在设计时要保证构造措施满足要求，这些构造措施在后面章节的绘图过程中会详细介绍。 1．1．3结构设计方法的演变 随着科学界对结构效应的认识及计算方法的进步，结构设计方法也从最初的简单考虑安全系数法发展到考虑各种因素的概率设计方法。 1． 容许应力设计方法 对于在弹性阶段工作的构件，容许应力方法有一定的设计可靠性，如钢结构。尽管材料在受荷后期表现出明显的非线性，但是当时由于设计人员对线弹性力学更为熟悉，所以在设计具有明显非线性的钢筋混凝土结构时，仍然采用材料力学的方法。 2． 破损阶段设计方法 破损阶段设计方法相对于容许应力设计方法的最大贡献就是： 通过大量的钢筋混凝土构件试验，建立了钢筋混凝土构件抗力的计算表达式。 3． 极限状态设计方法 相对于前两种设计方法，极限状态设计方法的创新点在于以下几方面。 (1) 首次提出两类极限状态： 抗力设计值≥荷载效应设计值 裂缝最大值≤裂缝允许值，挠度最大值≤挠度允许值 (2) 提出了不同功能工程的荷载观测值的概念，在观测值的基础上提出了荷载取用值的概念： 荷载取用值＝大于1的系数×荷载观测值 (3) 提出了材料强度的实测值和取用值的概念： 强度取用值＝小于1的系数×强度实测值 (4) 提出了裂缝及挠度的计算方法和控制标准。 尽管极限状态设计方法有创新点，但是其也存在某些缺点： (1) 荷载的离散度未给出； (2) 材料强度的离散度未给出； (3) 荷载及强度系数仍为人为经验值。 4． 半概率半经验设计法 半概率半经验设计法的本质是极限状态设计法，但是与极限状态设计方法相比，又有一定的改进： (1) 对荷载在观测值的基础上通过统计给出标准值； (2) 对材料强度在观测的基础上通过统计分析给出标准值。 但是，对于荷载及材料系数仍然由人为经验确定。 5． 近似概率设计法 近似概率设计法将随机变量R和S的分布只用统计平均值μ和标准值σ来表征，且在运算过程中对极限状态方程进行线性化处理。 但是此设计方法也存在一些缺陷。 (1) 根据截面抗力设计出的结构，存在着截面失效不等于构件失效，更不等于结构失效的问题，因此不能很准确地表征结构的抗力效应。 (2) 未考虑不可预见的因素的影响。 6． 全概率设计方法 全概率设计方法就是全面考虑各种影响因素，并基于概率论的结构优化设计方法。 本书从内容的策划到实例的讲解完全是由专业人士根据多年的工作经验以及自己的心得来进行编写的。本书将理论与实践相结合，每一个实例都具有很强的针对性。