{城乡园林规划}建筑结构绪论

《{城乡园林规划}建筑结构绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{城乡园林规划}建筑结构绪论（76页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,第一篇 建筑结构概论(1-3章）,第一章 绪论 1.1 建筑和结构的关系 1.2 建筑结构的基本要求 1.3 建筑结构的分类 1.4 建筑结构选型 1.5 建筑结构课程的任务和学习方法,2,第一章 （共2讲） 本章的主要内容： 建筑结构的分类； 建筑结构选型； 本课程的学习方法和需要注意的问题。,第一讲,能力训练1,3,1.1 建筑和结构的关系,一.建筑结构定义 简单的说就是房屋的骨架。,第一章 总论,1.1 建筑和结构的关系,骨架：建筑物中用来承受各种外部作用（如荷载作用：重力、风力、地震等；非荷载作用：温度变化、地基不均匀沉降等）的受力体系。 由若干结构构件组成：基础、墙体、柱、梁、板

2、及屋架等。,4,第一章 总论,1.1 建筑和结构的关系,二、建筑和结构的关系 两种极端表现形式： 结构隐藏于建筑自由女神像、新疆西王母雕像 建筑完全依赖于结构鸟巢体育馆 建筑师与结构师的关系： 建筑师建筑物的外在特质（使用性、美观性） 结构师建筑物的内外特质（安全性、适用性、耐久性） * 纯粹质朴和真实的结构会增加美的效果！ * 建筑师不应仅仅是个艺术家，还要掌握必要的结构知识，否则只能当个协调者！ * 二者密不可分！和谐统一！,5,1.2 建筑结构的基本要求,机遇与挑战并存：随着新型建筑材料的生产、施工技术的进步、结构分析方法的发展，使建筑设计更灵活、空间更宽广。但要注意建筑结构的基本要求。

3、,第一章 总论,建筑 师,使用性：建筑物的实用功能住宅、展馆、音乐厅、厂房、教学楼？ 采光、通风、照明、防火、防潮、声学要求 美观性：建筑物的美学感受形状、花纹、色彩、材质等（我国京、晋、徽、川、闽派建筑和 巴洛克、哥特式、法国古典主义建筑等）以及结构形式（悉尼歌剧院、北京鸟巢） 经济性：现在建筑的结构部分造价通常不超过建筑总造价的30%，建筑部分占多少？ 结构的采用应当使建筑的总造价最经济。受材料、劳动力、施工方法、施工速度、结构维护等的影响。工管专业的主攻。,1.2 建筑结构的基本要求,6,1.2 建筑结构的基本要求,第一章 总论,美观性： 经济性： 安全性：要求结构在正常施工和正常使用时

4、，能承受可能出现的各种作用；在偶然事件发生时和发生后，仍能保持必须的整体稳定性。 1、平衡几何不变 2、稳定雨篷的倾覆、比萨斜塔、大雁塔倾斜 3、承载能力重力、地震、风、冲击等 适用性：要求结构在正常使用时具有良好的工作性能。 1、变形木结构、钢结构的挠度 2、裂缝混凝土开裂 3、局部损坏刚结点、柱底、梁端 4、振动小寨人行天桥、千禧桥、地铁振动等 耐久性：要求结构在正常维护下，具有足够的耐久性能。即在规定的工作环境下，在预定的设计期内，其材料性能的恶化不至导致结构出现不可接受的失效概率。 钢锈蚀、木虫蛀、混凝土海水侵蚀等,1.2 建筑结构的基本要求,* 结构设计要求：安全、适用、经济、耐久

5、* 桥梁结构设计原则：适用（耐久）、经济、安全、美观,7,第一章 总论,1.3 建筑结构的分类,按所用材料的不同分为： 1）混凝土结构（以混凝土为主要材料的结构）包括： 钢筋混凝土结构配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢骨架； 预应力混凝土结构 配置预应力钢筋的混凝土结构； 素混凝土结构 没有配置受力的钢筋的混凝土结构。,1.3 建筑结构的分类,8,2）钢结构:以钢材(钢板、型钢）为主制作的结构 3）砌体结构:由块材通过砂浆砌筑而成的结构 4) 木结构 :指全部或大部分用木材制作的结构 5）混合结构:由两种及两种以上材料作为主要承重结构 的房屋 此外还有钢混凝土组合结构、钢管混凝土等。,第一章 总论

6、,1.3 建筑结构的分类,按其承重结构的类型分为： 1）框架结构：梁、柱组成的结构体系作为建筑承重结构。 2）剪力墙结构 3）框架剪力墙结构 4）筒体结构。,本 章 目 录,9,1）框架结构 受力特点：框架结构的主要构件是梁和柱，而墙体 只是作为围护构件。 优点： 可以做成预制或现浇框架，平面布置比较灵活， 可以获得较大的使用空间， 比混合结构强度高整体性强，但随层数增多抗侧 刚度不足。 请看框架结构组成,第一章 总论,1.3 建筑结构的分类,10,2）剪力墙结构 利用建筑物的纵向及横向的钢筋混凝土墙体作为 主要承重构件，再配以梁板组成的承重结构体系。 其墙体同时也起围护及分割房间的作用。 优

7、点：整体性好，刚度大，抗震性能好，适于建造高 层建筑（1050层范围内都适用）。 缺点：剪力墙间距太小，平面布置不灵活，自重大。应用：不适应建造公共建筑，一般适用于建造住宅。 请看剪力墙结构组成,第一章 总论,1.3 建筑结构的分类,11,3）框架剪力墙结构 框架结构的基础上，沿框架纵、横方向的某些位 置，在柱与柱之间设置数道钢筋混凝土墙体作为 剪力墙。 因此它是框架和剪力墙的有机结合，综合了二者 的优点：一个布置灵活，一个抗侧力高。 请看框架剪力墙结构组成,第一章 总论,1.3建筑结构的分类,12,4）筒体结构 用钢筋混凝土墙组成一个筒体作为房屋的承重结构 筒体可以由密柱深梁组成一个筒体，也

8、可以用多个 筒体组成筒中筒、束筒，还可以将框架和筒体联合 起来组成框筒结构。 筒体结构在各个方向的抗侧刚度都很大，是目前高 层建筑中较多采用的结构形式。框筒是上个世纪60 年代由美国工程师法卢齐坎恩第一次提出来的。 请看筒体结构组成 其它结构还有壳体结构、网架结构、悬索结构等等，它们大多用于大跨度结构中。,第一章 总论,1.3 建筑结构的分类,13,混合结构：砌体墙（基础）+钢筋混凝土梁（屋盖或楼盖） 排架结构：柱+屋面横梁（或屋架），二者铰接； 柱脚与基础固结 框架结构：柱+横梁，二者刚接；柱脚与基础固结 框-剪结构：柱与剪力墙共同承受水平荷载作用 剪力墙结构：剪力墙主要承受水平荷载作用 筒

9、体结构：采用密柱或将剪力墙集中形成筒体,按受力和构造特点分类,小结：按受力和构造特点分类,框架-剪力墙 结构,框架-剪力墙 结构,排架结构单层厂房,筒体结构,上海金茂大厦是88层，建筑高度420.5m，建筑面积28.9万平方米，于1998年8月28日竣工。钢筋混凝土核心筒，外框钢骨混凝土及钢柱。,按建筑物层数分类：高层、多层、低层,自左向右：台北101大楼、芝加哥席尔斯大楼、吉隆坡双子星大楼、上海金茂大厦、际金融中心、纽约帝国大厦,17,补充：建筑结构特点及应用情况,一.钢筋混凝土结构,第一章 总论,1.3.1 各种建筑结构特点及应用情况,1.钢筋混凝土的组成： 钢筋+混凝土 (混凝土:现代主

10、要的人造工程结构材料),2.两种材料的基本力学特性： 钢筋 抗拉与抗压强度较高，破坏时表现出较好的延性； 混凝土抗压强度高，抗拉强度远低于其抗压强度 （之比约为10%，破坏时具有明显的脆性性质）,18,第一章 总论,1.3.1 各种建筑结构特点及应用情况,4.关于钢筋混凝土梁与素混凝土梁的比较试验： （1）试验情况介绍：同条件下的对比试验； 素混凝土梁受弯试验（39) 钢筋混凝土梁受弯实验(136）,3.配筋的基本原则 ： 使钢筋在结构中处于受拉；使混凝土在结构中处于受压。,素混凝土梁 承载力低，一开裂即告破坏，破坏前无预兆（为脆性）； 钢筋混凝土梁承载力高，混凝土开裂后，其承担的拉应力转移到

11、钢筋。 请看图片,（2）试验结果小结：,19,第一章 总论, 钢筋和混凝土之间存在有良好的粘结力，在荷 载作用下，可以保证两种材料协调变形，共同受力； 钢筋与混凝土具有基本相同的温度线膨胀系数 （钢材为1.210-5，混凝土为(1.01.5)10-5）， 因此当温度变化时，两种材料不会产生过大的变形 差而导致两者间的粘结力破坏。,5.钢筋与混凝土共同工作的条件：,钢筋（材）和混凝土两种材料的物理力学性能很不相同，他们可以结合在一起共同工作，是因为：,1.3.1 各种建筑结构特点及应用情况,20,第一章 总论,6.配筋的基本要求 ： （1）钢筋的布置（即在结构中的位置）和数量由计 算确定； （2

12、）在钢筋的端部应有锚固长度或弯钩（常称为构 造要求）。,1.3.1 各种建筑结构特点及应用情况,21,7 混凝土结构的优缺点： 优点 材料利用合理： 钢筋和混凝土的材料强度可以得到充分发挥，结构承载力与刚度比例合适，基本无局部稳定问题，单位应力价格低，对于一般工程结构，经济指标优于钢结构。 可模性好： 混凝土可根据需要浇筑成各种性质和尺寸，适用于各种形状复杂的结构，如空间薄壳、箱形结构等。 耐久性和耐火性较好，维护费用低： 钢筋有混凝土的保护层，不易产生锈蚀，而混凝土的强度随时间而增长；混凝土是不良热导体，30mm厚混凝土保护层可耐火2小时，使钢筋不致因升温过快而丧失强度。,第一章 总论,1.

13、3.1 各种建筑结构特点及应用情况,22, 现浇混凝土结构的整体性好： 通过合适的配筋，可获得较好的延性，适用于抗震、抗爆结构；同时防振性和防辐射性能较好，适用于防护结构。 刚度大、阻尼大： 有利于结构的变形控制。 易于就地取材： 混凝土所用的大量砂、石，易于就地取材，近年来，已有利用工业废料来制造人工骨料，或作为水泥的外加成分，改善混凝土的性能。,第一章 总论,1.3.1 各种建筑结构特点及应用情况,23,缺点： 自重大：不适用于大跨、高层结构。,第一章 总论, 抗裂性差：普通RC结构，在正常使用阶段往往带裂缝工作，环境较差(露天、沿海、化学侵蚀)时会影响耐久性；也限制了普通RC用于大跨结构

14、，高强钢筋无法应用。, 承载力有限：在重载结构和高层建筑底部结构，构件尺寸太大，减小使用空间。, 施工复杂，工序多（支模、绑钢筋、浇筑、养护），工期长，施工受季节、天气的影响较大。, 混凝土结构一旦破坏，其修复、加固、补强比较困难。,1.3.1 各种建筑结构特点及应用情况,8.混凝土结构的应用 1）.房屋工程,我国超过100m高的高层建筑中绝大多数是混凝土结构或为混凝土和钢的组合结构,8.混凝土结构的应用2）.交通工程,隧道、桥梁、高速公路、城市高架公路、地铁大都采用混凝土结构。如1994年建成的上海内环线浦西段高架公路，以及与之相连的南浦大桥、杨浦大桥的塔架，1995年建成的地铁一号线、延安

15、东路隧道、英吉利海峡隧道等,8.混凝土结构的应用 3）.水利工程,大坝、拦海闸墩、渡槽、港口等多用混凝土结构,瑞士大狄克桑期坝，1962年，高285m，世界最高的混凝土重力坝,我国湖北宜昌的三峡大坝，高186m，装机容量1786千瓦,8.混凝土结构的应用 4）.特种工程,核电站的安全壳、热电厂的冷却塔、储水池、储气灌、海洋石油平台、电视塔等,28,1）就地取材； 2）耐久性好； 3）整体性好； 4）可模性好； 5）耐火性好。,1）自重大； 2）抗裂性能差； 3）现浇结构模板用量大； 4）工期长等等。,小结：1. 钢筋混凝土结构的特点,主要优点：,主要缺点：,小结：2.钢筋和混凝土共同工作的原因

16、 1）钢筋表面与混凝土之间存在粘结作用。 ,2）变形协调作用（线膨胀系数相近）,3）混凝土对钢筋的保护作用,3.钢筋混凝土结构的应用 非常广泛。除一般工业与民用建筑外，还用于很多特种结构（水塔、水池、烟囱等）。,30,二.砌体结构,第一章 总论,1.砌体结构的组成：砌块砂浆 2.材料的基本力学特性： 砌体抗压强度较高，但抗拉强度很低； 3.砌体结构的优缺点： 优点： 较易就地取材、具有很好的耐火性、隔热隔声效果，以及较好的化学及大气稳定性、成本低较经济。 缺点： 自重大，强度低、砌筑工作繁重、砂浆和砌块的粘结力较 弱、占用农田，影响环境。,1.3.1 各种建筑结构特点及应用情况,31,第一章 总论,（1）发展： 历史悠久：考古资料表明，我国在新石器时代末期（约60004500年前），已有地面木架建筑和木骨泥墙建筑。,分为三个阶段： 第一阶段：在清朝末年，19世纪中叶以前 主要以城墙、佛塔和少数砖砌重