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1、第1章 緒論,1.1 建筑結構的基本概念,建筑一般是指建筑物和構筑物的通稱。建筑物是供人們在其中從事生產、生活和進行各種社會活動的房屋或場所;構筑物是僅僅為滿足生產、生活的某一方面需要而建造的工程設施。,1、建筑的定義,1,注: “作用” 能使結構或構件產生效應(內力、變形、裂縫等)的各種原因的總稱。,2、建筑結構的定義,建筑結構(結構) 建筑中由若干構件連接而成的能承受作用的平面或空間體系。,直接作用 即荷載:如結構自重、人群荷載、風 荷載等;,作 用 分 為,間接作用:如地震、基礎沉降、溫度變化等。,,2,,1.1.1 按所用材料分類,3,,一、鋼筋混凝土結構,混凝土結構,素混凝土結構
2、,鋼筋混凝土結構,預應力混凝土結構,4,1)就地取材; 2)耐久性好; 3)整體性好; 4)可模性好; 5)耐火性好。,1)自重大; 2)抗裂性能差; 3)現(xiàn)澆結構模板用量大; 4)工期長。,鋼筋混凝土結構的特點,主要優(yōu)點:,主要缺點:,5,由塊體(磚、石材、砌塊)和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構稱為砌體結構。,二、 砌體結構,6,7,主要優(yōu)點: 1)取材方便,造價低廉; 2)具有良好的耐火性及耐久性; 3)具有良好的保溫、隔熱、隔音性能,節(jié)能效果好; 4)施工簡單,技術容易掌握和普及,也不需要特殊 的設備。 主要缺點: 自重大,強度低,整體性差,砌筑工作強度大。,8,以鋼
3、材為主制作的結構 。,三、 鋼結構,9,10,11,主要優(yōu)點: 1)材料強度高,自重輕,塑性和韌性好,材質均勻; 2)便于工廠生產和機械化施工,便于拆卸,施工工期短; 3)具有優(yōu)越的抗震性能; 4)無污染、可再生、節(jié)能、安全,符合建筑可持續(xù)發(fā)展的 原則,可以說鋼結構的發(fā)展是21世紀建筑文明的體現(xiàn)。,主要缺點: 易腐蝕,需經(jīng)常油漆維護,故維護費用較高;鋼結構的耐火性差,當溫度達到250時,鋼結構的材質將會發(fā)生較大變化;當溫度達到500時,結構會瞬間崩潰,完全喪失承載能力。,12,指全部或大部分用木材制作的結構。,,四、木結構,13,14,15,16,17,主要優(yōu)點: 易于就地取材,制作簡單。
4、 主要缺點: 易燃、易腐蝕、變形大,并且木材使用受到 國家嚴格限制。,18,1.1.2 按承重結構形式分類,一、磚混結構,磚混結構是指由砌體結構構件和其他材料制成的構件所組成的結構。其豎向承重構件采用磚墻、磚柱,水平承重構件采用鋼筋混凝土梁、板。,由于磚混結構具有就地取材、施工方便、造價低等優(yōu)點,廣泛應用于六層以下的住宅、辦公、教學樓以及跨度小的單層工業(yè)廠房中。,19,20,二、框架結構,框架結構是以梁、柱為主的承重骨架組成的結構。多以鋼筋混凝土框架結構為主。,框架結構具有建筑平面布置靈活的特點,容易滿足生產工藝和使用的要求。它既可以滿足大空間的商場、生產車間等的要求,也可用于住宅、辦公樓、
5、醫(yī)院和學校建筑。 框架結構比磚混結構具有較高的強度,較好的延性和整體性,因此其抗震性能較好。但框架結構超過一定高度后,其側向剛度將明顯減小,這是在水平荷載作用下,其側向位移較大。因此,框架結構多用于15層以下建筑。,21,22,三、框架--剪力墻結構,框架剪力墻結構是在框架縱、橫向的適當位置,在柱與柱之間設置幾道一定厚度的鋼筋混凝土墻體而成的。由于這種結構中的剪力墻平面內的側向剛度比框架的側向剛度大的多,所以,在水平荷載作用下產生的剪力主要由剪力墻來承受,豎向荷載主要由框架承擔,較好地充分發(fā)揮了剪力墻和框架的各自優(yōu)點,在高層建筑中采用框架--剪力墻結構比框架結構更經(jīng)濟合理。,23,24,四、
6、剪力墻結構,剪力墻結構是由縱、橫向的鋼筋混凝土墻所組成的結構,這種墻體除抵抗水平荷載和豎向荷載作用外,還可對房屋起維護和分割作用。剪力墻結構的墻體較多,側向剛度大,適應于高層住宅的建筑。,25,五、筒體結構,筒體結構是用鋼筋混凝土墻圍成側向剛度很大的筒體,為了滿足采光的要求,在筒壁上開有孔洞,稱為空腹筒或框筒。當建筑物高度更高,側向剛度要求更大時,可采用筒中筒結構。筒中筒結構由空腹外筒和實腹內筒組成,內外筒之間用剛度很大的樓板相聯(lián)系,使之共同工作,形成一個空間結構。 筒體結構多應用于高層和超高層建筑物,如酒店、通訊大樓等。,26,27,六、大跨結構,大跨結構通常采用鋼筋混凝土柱作為豎向承重結
7、構,屋蓋采用網(wǎng)架、薄殼或懸索結構。主要應用于體育館、鐵路及航空港等公共建筑。,28,1.2 建筑結構的歷史和發(fā)展趨勢,一、建筑結構的歷史,仰韶文化遺址,趙州橋,萬里長城,古代:,29,應縣木塔,埃及金字塔,羅馬斗獸場,30,31,,,,,,目 錄,雙子塔(450m),平壤柳京飯店(305),迪拜塔(828m),現(xiàn)代:,31,32,,,,,,目 錄,上海環(huán)球金融中心 (492m),上海金茂大廈 (420.5m),32,33,,,,,,目 錄,英國亨伯鋼索橋(1410.8m),日本明石海峽大橋(1991m),33,東方明珠塔,北京西客站,上海證券大廈,34,35,,,,,,目 錄,二、建筑結構發(fā)展
8、趨勢,1、理論方面,建筑結構設計及計算理論方面,先憑經(jīng)驗估算構件截面,在我國建國初期采用容許應力法確定截面。到20世紀70年代,采用破損極限狀態(tài)法設計結構構件。80年代發(fā)展為多系數(shù)考慮單一系數(shù)表達的半概率極限狀態(tài)法,80年代末引用了近似概率極限狀態(tài)設計法。到本世紀初,又全面進行修訂成現(xiàn)行使用的一套規(guī)范體系。,35,2、材料的發(fā)展趨勢:,(1)混凝土結構材料向輕、強、新、復發(fā)展;,(2)高強鋼筋快速發(fā)展應用;,(3)砌體材料向輕、強發(fā)展;,(4)鋼結構材料向高效能方向發(fā)展。,(1)大跨結構向空間鋼網(wǎng)架、懸索結構、薄殼結構方向發(fā)展;,(2)組合結構發(fā)展很快;(勁性鋼筋混凝土、鋼管混凝土、型鋼混凝土
9、、外鋼框架-內核心筒等),(3)高層砌體結構已開始應用。(磚墻-核心筒、預應力砌體等),3、結構的發(fā)展趨勢:,36,(1)工業(yè)廠房及多層住宅正在向工業(yè)化方向發(fā)展,建筑構件的定型化、標準化大大加快建筑結構工業(yè)化進程。 (2)在高層建筑中,施工方法也有了很大的改進,大模板滑模等施工方法已得到大量的推廣與應用 。,三、建筑結構的施工工藝,37,1.3 本課程的任務和學習方法,一、本課程的主要內容及任務,1.鋼筋混凝土結構,主要講述混凝土、鋼材的基本力學性質,鋼筋混凝土結構按概率極限狀態(tài)的設計方法,鋼筋混凝土和預應力混凝土結構構件的計算和一般構造要求。,學完鋼筋混凝土結構后,能進行一般工業(yè)與民用房屋結
10、構構件的選型與計算和繪制施工圖;了解混凝土結構構件一般構造要求。,38,2.砌體結構,主要講述砌體結構的基本計算原理、材料的力學性質、砌體結構構件及磚混結構房屋的設計與計算。,學完砌體結構后,能進行單層及多層磚混結構房屋的受力分析及計算,了解砌體結構構件一般構造要求。,3.鋼結構,講述鋼結構計算的基本原理,材料的受力性能。,通過學習,了解鋼結構構件的連接與計算,了解鋼屋蓋的構造。,39,4.建筑結構抗震,講述地震的基本知識和地震對建筑物的影響,以及常見建筑抗震驗算和抗震構造措施。,通過學習,了解地震的基本知識和常見建筑抗震驗算和抗震構造措施。,40,二、本課程的學習方法,本課程與工程實踐聯(lián)系密切,在學習時要特別注意理論聯(lián)系實際,注意公式的適用范圍,同時要抓住重點,弄清基本概念,掌握基本計算原理,做好復習總結。,41,