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建筑结构概念设计0407

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建筑结构概念设计 马人乐 同济大学土木工程学院 教学内容 第一章 绪论 1.1 概念设计的定义和范畴 1.2 概念设计的意义 1.3 概念设计的方法 第二章 结构材料选择 2.1 结构材料基本特性对比 2.2 结构材料选择 2.3 结构材料承载能力优化 2.4 结构材料的组合优化 第三章 结构荷载的选择和调整 3.1 恒载的选择和调整 3.2 活载的选择 3.3 一般动力荷载与作用的选择和调整 3.4 疲劳动力荷载的选择和调整 教学内容 第四章 结构形式的设计和优化 4.1 结构设计发展史 4.2 制约结构形式的相关因素 4.3 结构形式的优化 第五章 结构计算的概念和判断 5.1 结构计算模式的选择 5.2 计算结果的判断 第六章 节点概念设计 6.1 节点设计的一般概念 6.2 节点设计的目标 6.3 节点与结构体系的对立统一 教学内容 6.4 节点受力的不同阶段及对应的状态 6.5 节点内力导引设计 第七章 地基基础概念设计 7.1 地基基础设计的特点 7.2 地基变形及其对策 7.3 地基基础特殊抗力的对策 7.4 地基基础设计中的优化 第八章 工业化建筑结构体系概念设计 8.1 工业化建筑结构体系的概念 8.2 工业化建筑结构体系的基本构成 8.3 工业化建筑结构体系的管理 8.4 工业化建筑结构体系的制造 8.5 工业化建筑结构体系的安装 教学内容 第九章 建筑结构抗震概念设计 9.1 抗震设防的目标 9.2 结构体系的评价和控制要求 9.3 结构构件设计要求 9.4 连接设计要求 9.5 非结构构件设计要求 教学方法 1. 讲课 2. 讨论 3. 思考、总结 评分方法 每人交一篇小论文,不超过2000字 内容:对“概念设计”的理解、思考、质疑、畅想 要求:1.独立思考 独立完成 2.结合结构工程设计的实际 3.用新的观点思考,提出问题,解决问题 4.在课程结束后一周内上交 第一章 绪论 建筑结构概念设计 1.1 概念设计的定义和范畴 1)定义 工程结构概念设计是在结构工程设计中利用概念进行判断、推理、创新和 决策的方法和过程; 2)范畴 概念设计包含对材料、荷载、结构方案形体、节点、构造的选择;也包含 对计算方法、计算参数和结果的判断、选择和调整。还包括对结构工程制 造、安装过程的策划等。 3) 局限 概念设计是工程界提出的新理念,缺乏专门研究。还要在工程实践中不断 应用、研究、总结和发展。 建筑结构概念设计 1.2 概念设计的意义 1)对传统教学方法的补充 传统教学方法:老师出设计题目,定设计参数,学生计算、绘图,按计 算正确性评分; 结果: ①学生掌握了结构设计中许多确定、归一的知识和技能---执行力很强。 ②忽略了对学生主动探索、选择、创新、决策能力的培养---探索、创 新、决策能力不足。 目标: 除了掌握精确的计算方法,还要灵活运用概念设计思想。 建筑结构概念设计 1.2 概念设计的意义 2)对一般设计经验的总结和升华 常规设计:一般工程概念设计凭经验 重点工程概念设计总工程师定 结果: ①一般设计人员未自觉进行概念设计 ②经验较难升华为理论 目标: 每个设计者都自觉地进行概念设计。探索新的设计思想和方法, 成为工程界的思想家。 建筑结构概念设计 1.2 概念设计的意义 3)节约造价,节约资源 ①结构设计的安全性和准确性,计算和概念设计的重要性,各 占70%和30% ②结构设计的经济性,计算和概念设计的作用各占30%和70% ③几乎所有不经济的方案,仍能达到最终的安全 ④概念设计确定后,设计方案的优劣就定型了 建筑结构概念设计 1.2 概念设计的意义 4)推动设计会的进步, ?传统发展模式的弊病 ①粗放型发展的社会主要追求发展的速度,忽略质量,只追求工程量(GDP),不 注重降低单位产值的资源耗用量。所以概念设计不受重视。比如国企兼并以GDP为 衡量指标决定其生存。而对民企,若效率低则生存难。 ②设计费的费率国家统一定,费率乘工程造价即设计费。所以概念设计水*越高, 同样使用功能的建筑造价越低,设计费也越少。所以概念设计目前仍然是一种“少 赚钱的方法”。 ③巨大的人口总量以粗放的方式超速地发展,造成长期资源的重大缺口和环境问题。 客观形成对国际社会威胁。 所以:概念设计的问题是生存的问题,收入的问题,战争与和*的问题 建筑结构概念设计 1.2 概念设计的意义 4)推动设计会的进步, ?改变社会发展模式 ①由主要追求速度和数量为主要追求效率(性价比,性能资源比)和 质量; ②以设计的进步带动工程建设的进步,进而带动全社会的进步---这是 概念设计的意义所在。 建筑结构概念设计 1.3 概念设计的方法 1)实践 理论 实践的方法 从工程实践中发现问题,在理论指导下分析问题,找出解决问题的方法, 然后通过工程实践的改进加以验证。最终总结出新的理论和设计方法,指 导工程设计。----实践论 2)概念设计的范例 ①概念设计要善于总结 中国宋代设计师兼工匠俞皓所著《营造法式》,根据当时工程实践经验, 总结出“模数化”的设计和建造方法。其中有些木结构历经千年留存至今 2)概念设计的范例 ①概念设计要善于联想 芭蕉树叶,覆盖面积大,抗风能力强,为什么? 建筑结构概念设计 ?折板结构有什么用途? 建筑结构概念设计 2)概念设计的范例 轻钢厂房 ?中国人把芭蕉树叶锁边,当扇子用,发明了芭蕉扇。凉风**,悠然自得,但没 想别的用途。 ?美国人仿照芭蕉树叶把薄壁钢板折成“压型钢板”,作屋面板,重量是钢筋混凝 土屋面板的1/10。还把钢板压成轻钢檩条。把压型钢板加保温层墙面,发明了 “门式刚架轻钢厂房”,又轻又省钱。 2)概念设计的范例 建筑结构概念设计 对此,中国的审图公司提出:这种结构不符合我们“建筑结构百年大计”的口号。 美国人回答说:你看到哪一个工厂会坚持用一套工艺流程生产同一种产品一百年呢? 中国开发区的业主都不理睬审图公司。 ③概念



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