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房屋建筑构造的组成部分包括哪些（最简单的有限元分析软件）

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1、定义

建筑结构是指在房屋建筑中，由各种构件（屋架、梁、板、柱等）组成的能够承受各种作用的体系。所谓作用是指能够引起体系产生内力和变形的各种因素，如荷载、地震、温度变化以及基础沉降等因素。

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2、组成

建筑结构是由板、梁、柱、墙、基础等建筑构件形成的具有一定空间功能，并能安全承受建筑物各种正常荷载作用的骨架结构。

1、板是建筑结构中直接承受荷载的平面型构件，具有较大平面尺寸，但厚度却相对较小，属于受弯构件，通过板将荷载传递到梁或墙上。

2、梁一般指承受垂直于其纵轴方向荷载的线型构件，是板与柱之间的支撑构件，属于受弯构件，承受板传来的荷载并传递到柱上。

3、柱和墙都是建筑结构中的承受轴向压力的承重构件，柱是承受平行于其纵轴方向荷载的线型构件，截面尺寸小于高度，墙主要承受平行于墙体方向荷载的竖向构件，它们都属于受压构件，并将荷载传到基础上，有时也承受弯矩和剪力。

4、基础是地面以下部分的结构构件，将柱及墙等传来的上部结构荷载传递给地基。

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3、特点

1、安全性

安全性是指建筑结构应能承受在正常设计、施工和使用过程中可能出现的各种作用（如荷载、外加变形、温度、收缩等）以及在偶然事件（如地震、爆炸等）发生时或发生后，结构仍能保持必要的整体稳定性，不致发生倒塌。

 

2、适用性

适用性是指建筑结构在正常使用过程中，结构构件应具有良好的工作性能，不会产生影响使用的变形、裂缝或振动等现象。

 

3、耐久性

耐久性是指建筑结构在正常使用、正常维护的条件下，结构构件具有足够的耐久性能，并能保持建筑的各项功能直至达到设计使用年限，如不发生材料的严重锈蚀、腐蚀、风化等现象或构件的保护层过薄、出现过宽裂缝等现象。耐久性取决于结构所处环境及设计使用年限。

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4、分类

按所用材料分类

按照所用材料不同，建筑结构分为混凝土结构、钢结构、砌体结构和木结构。

1．混凝土结构。混凝土结构是以混凝土为主要建筑材料的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构。混凝土产生于古罗马时期，现代混凝土的广泛应用开始于19世纪中期，随着生产的发展，理论的研究以及施工技术的改进，这一结构形式逐步提升及完善，得到了迅速的发展。

 

2．砌体结构

砌体结构是由块体(如砖、石和混凝土砌块)及砂浆经砌筑而成的结构，大量用于居住建筑和多层民用房屋(如办公楼、教学楼、商店、旅馆等)中，并以砖砌体的应用最为广泛。砖、石、砂等材料具有就地取材、成本低等优点，结构的耐久性和耐腐蚀性也很好。缺点是材料强度较低、结构自重大、施工砌筑速度慢、现场作业量大等，且烧砖要占用大量土地。

 

3．钢结构

钢结构是以钢材为主制作的结构，主要用于大跨度的建筑屋盖(如体育馆、剧院等)、吊车吨位很大或跨度很大的工业厂房骨架和吊车梁，以及超高层建筑的房屋骨架等。钢结构材料质量均匀、强度高，构件截面小、重量轻，可焊性好，制造工艺比较简单，便于工业化施工。缺点是钢材易锈蚀，耐火性较差，价格较贵。

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4．木结构

木结构是以木材为主制作的结构，但由于受自然条件的限制，我国木材相当缺乏，仅在山区、林区和农村有一定的采用，具体应用于单层结构。

 

按结构承重体系分类

1．墙承重结构

用墙体来承受由屋顶、楼板传来的荷载的建筑，称为墙承重受力建筑。如砖混结构的住宅、办公楼、宿舍等，适用于多层建筑。

 

2．排架结构

采用柱和屋架构成的排架作为其承重骨架，外墙起围护作用，单层厂房是其典型。

 

3．框架结构

以柱、梁、板组成的空间结构体系作为骨架的建筑。常见的框架结构多为钢筋混凝土建造，多用于10层以下建筑。

 

4．剪力墙结构

剪力墙结构的楼板与墙体均为现浇或预制钢筋混凝土结构，多被用于高层住宅楼和公寓建筑。

 

5．框架—剪力墙结构

在框架结构中设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来，共同抵抗水平荷载的空间结构，充分发挥了剪力墙和框架各自的优点，因此在高层建筑中采用框架—剪力墙结构比框架结构更经济合理。

 

6．筒体结构

筒体结构是采用钢筋混凝土墙围成侧向刚度很大的筒体，其受力特点与一个固定于基础上的筒形悬臂构件相似。常见有框架内单筒结构、单筒外移式框架外单筒结构、框架外筒结构、筒中筒结构和成组筒结构。

 

7．大跨度空间结构

该类建筑往往中间没有柱子，而通过网架等空间结构把荷重传到建筑四周的墙、柱上去，如体育馆、游泳馆、大剧场等。

 

 

5、极限状态

在建筑结构使用中，整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态是区分结构工作状态可靠或失效的标志。结构的极限状态可分为两类：承载力极限状态和正常使用极限状态。

1、承载力极限状态

承载力极限状态是指对应于结构或结构构件达到最大承载力，出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形。包括：

当结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因为过度变形而不适于继续承载；整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；结构转变为机动体系；结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；地基丧失承载力而破坏（如失稳等）。

超过承载力极限状态后，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

正常使用极限状态是指对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定的极限值。当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态。影响正常使用或外观的过大变形；影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；影响正常使用的其他特定状态。超过了正常使用极限状态，结构或构件就不能保证适用性和耐久性的功能要求。

结构构件按承载力极限状态进行计算后，再根据设计状况，按正常使用极限状态进行验算。

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6、建筑结构分析软件

在建筑工程中，为了保证建筑的安全性，我们需要对建筑结构进行分析，使建筑能在使用期限内满足建筑的各项功能。建筑结构分析，需要使用钢结构计算分析软件STAAD。

 

STAAD 是一个全面集成的有限元分析和设计解决方案，包括良好的用户界面、可视化工具和国际设计规范。能用于分析受静力载荷、动力响应、土壤结构相互作用或风力、地震及移动载荷影响的几乎所有结构类型，确保按时、按预算完成任何复杂程度的钢结构、混凝土结构、木结构、铝结构和冷弯型钢结构项目。

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软件功能

1、分析重力和横向载荷

为各种载荷条件设计和分析简单或复杂结构，包括由重力引起的载荷（如恒载和活载）、跨越条件以及包括风力和地震在内的横向载荷。

2、遵循抗震要求

根据相关建筑规范设计和详细设计抗震系统，生成抗震载荷。在设计元素和设计框架及更大的结构系统（如果适用）时考虑这些作用力。在按比例分配和详细设计元素时，遵循所选设计规范的延展性要求。

3、设计和分析结构模型

快速为整个结构建模，包括甲板、板、板缘和开口、梁、柱、墙、支架、扩展和连续基脚及承台。高效自动执行多个费时的设计和分析任务，并生成文档已就绪的实用系统和组件设计。

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4、借助有限元进行设计和分析

使用我们最先进的有限元分析来准确高效地完成整个建筑结构的分析、设计和制图。使用我们的快速求解器减少或消除等待结果的时间。

 

5、设计梁、柱和墙

优化或分析梁、柱和墙的重力和横向载荷，以快速获得安全经济的设计。充满自信地生成符合美国标准以及许多国际设计规格和建筑规范的设计。

6、检查冷弯型截面设计

使用综合的冷弯型截面库设计轻型钢构件，无需使用单独的专用应用程序。

 

7、设计抗侧力框架

对斜撑框架和抗弯框架执行抗震和风力建筑规范检查。为您的结构项目快速获取安全可靠的设计。

8、国际标准的设计

在您的产品设计中，使用广泛的国际标准与规格，扩展您的业务实践，利用全球的设计机会。受益于国际标准的广泛支持，充满信心的完成您的设计。

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9、生成设计载荷和载荷组合

使用内置载荷生成器将规范要求的风力和抗震载荷应用于结构中。基于结构几何图形、批量和选定建筑规范条款，自动计算相关载荷参数，而无需单独手动计算。使用载荷组合生成器将这些横向载荷工况与重力和其他类型的负荷组合起来。

 

10、导入在 DXF 中创建的截面图形状

快速导入在 DXF 工程图中详细设计的以公制或英制自定义的截面剖面图。或者使用简单的关键尺寸或从一系列标准库中选取的标准来定义常规形状。

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11、集成板筏和基础设计

使用集成在分析主模型中的专业应用程序设计板筏和基础。创建设计计算和钢筋工程图。使用 ISM 添加 BIM 模型中的设计信息。

 

12、集成钢结构结点设计在单一集成的环境中设计钢结构结点。直接从三维分析中将焊点形态、构件尺寸和合力传输到钢结构结点设计应用程序中。这样可以实现高效的信息复用并减少因结构变化造成的返工量。

 

13、生成截面属性报告

快速计算截面属性并轻松生成自定义截面图的详细报告。

14、生成结构设计文档

自动生成结构设计文档，包括用于传递设计意图的必要平面图和立面图。对三维模型所作的更改会在文档中自动更新。

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15、共享结构模型

将结构模型几何图形和设计结果从一个应用程序传输到另一个应用程序，并同步未来变化。快速共享结构模型、工程图和信息以供整个团队查看。

 

16、充分利用国际通用标准截面配置文件

使用丰富的国际通用标准的截面配置文件库（不另外收费）完成结构模型。充分利用全球性的设计机会。

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如果您有相关的结构项目需要进行分析和计算，或想要采购钢结构计算分析软件STAAD，欢迎关注“艾三维技术”微信公众号，联系我们。

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